數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)在打葉復(fù)烤質(zhì)檢中的應(yīng)用

張揚 陳清 黃鋒

摘要打葉復(fù)烤質(zhì)量檢測是打葉復(fù)烤企業(yè)一項重要的工作，為保證檢測準(zhǔn)確、公正、高效，華環(huán)公司設(shè)計開發(fā)了一種數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了自動采集模塊、管理模塊和反饋子系統(tǒng)，可實現(xiàn)日常檢測結(jié)果的自動采集、實時反饋和數(shù)據(jù)的信息化管理。系統(tǒng)操作方便、運行穩(wěn)定、擴(kuò)展性好，可在同行業(yè)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞數(shù)據(jù)采集；系統(tǒng)；打葉復(fù)烤；應(yīng)用

中圖分類號S126文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）23-08027-02

作者簡介張揚（1980-），男，安徽安慶人，工藝管理員，在讀碩士，從事打葉復(fù)烤質(zhì)量檢測和管理工作。*通訊作者，碩士，從事煙葉原料及打葉復(fù)烤工藝研究。

收稿日期20140703打葉復(fù)烤質(zhì)量檢測，檢測量大，任務(wù)重，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理采用手工記錄、計算，人為因素易干擾且易出錯，制約了質(zhì)量檢測和質(zhì)量控制的有效實施。隨著現(xiàn)代檢測儀器自動化的發(fā)展和復(fù)烤企業(yè)信息化水平的提高[1-2]，質(zhì)量檢測的信息化系統(tǒng)在打葉復(fù)烤檢測中得以運用。華環(huán)國際煙草有限公司通過技術(shù)合作，在充分調(diào)研打葉復(fù)烤質(zhì)量檢驗設(shè)備和方法的基礎(chǔ)上[3]，參考國內(nèi)外數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析管理設(shè)計模式[4-5]，研究開發(fā)了一套數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)（以下稱系統(tǒng)），經(jīng)過系統(tǒng)采集模塊的調(diào)試和反饋子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析管理模塊的設(shè)計，整個系統(tǒng)已得到逐漸完善并應(yīng)用于日常的檢測中，取得了良好效果。

1系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

打葉復(fù)烤質(zhì)量檢驗的任務(wù)是按檢測方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求使用檢測儀器對產(chǎn)品形成的全過程產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測和符合性驗證，以確認(rèn)其是否符合規(guī)定的質(zhì)量要求，并將檢驗的結(jié)果反饋到相關(guān)部門，檢測部門進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)管理和統(tǒng)計分析，并出具相關(guān)的檢測報告。為實現(xiàn)打葉復(fù)烤質(zhì)量各項檢測數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)管理功能，系統(tǒng)分采集和反饋兩個子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，檢測系統(tǒng)共有系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理3大功能模塊，采用3層C/S架構(gòu)，反饋系統(tǒng)采用3層B/S架構(gòu)。其架構(gòu)及功能模塊如所示。

系統(tǒng)功能模塊及總體架構(gòu)其中數(shù)據(jù)采集是系統(tǒng)的關(guān)鍵功能模塊，是數(shù)據(jù)反饋和管理的基礎(chǔ)。根據(jù)檢測儀器的功能和數(shù)據(jù)采集方法的不同，采集分成3類：①第1類是通過分析檢測儀器自帶的數(shù)據(jù)庫文件內(nèi)容格式，主動讀取和轉(zhuǎn)換檢測結(jié)果，保存到檢測表單中。這類檢測儀器有全自動水分儀、近紅外分析儀，這種采集方法適用于水分檢測項和化學(xué)檢測項。②第2類是通過分析儀器接口特性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ崊f(xié)議，建立分析儀器與計算機(jī)的通訊連接，直接調(diào)用和讀取檢測數(shù)據(jù)[4]。這類儀器主要是各型號帶有RS-232串行接口的電子天平等稱重類儀器，這種采集方法適用于葉片結(jié)構(gòu)及梗含量檢測數(shù)據(jù)、長梗率檢測數(shù)據(jù)等使用電子秤的檢測項。③第3類是通過安裝有檢測系統(tǒng)客戶端的個人數(shù)字助手（PDA）進(jìn)行現(xiàn)場巡檢，經(jīng)無線傳輸將數(shù)據(jù)實時發(fā)送到服務(wù)器完成數(shù)據(jù)采集。這種采集方法適用于無通訊接口和軟件，在車間現(xiàn)場檢測用的溫度測量儀表檢測的檢測項。系統(tǒng)整體物理配置如所示。

系統(tǒng)物理配置示意2系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

2.1 參數(shù)設(shè)置和管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和管理、反饋離不開基礎(chǔ)信息的設(shè)置，根據(jù)人員、檢測設(shè)備、樣品、檢測方法和生產(chǎn)的實際需求，系統(tǒng)管理人員可對如所示內(nèi)容進(jìn)行初始化自定義設(shè)置，以滿足數(shù)據(jù)采集信息和數(shù)據(jù)分析管理的需要。

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置與管理2.2自動化采集系統(tǒng)已完成對含水率檢測、葉片結(jié)構(gòu)及梗含量檢測、梗中含葉率檢測、長梗率檢測、雜物檢測、裝箱密度偏差率檢測、原料檢測、化學(xué)檢測等9個大的檢測項23個任務(wù)表設(shè)計，覆蓋了打葉復(fù)烤企業(yè)所有日常檢測項目。其中含水率檢測因為檢測方法、檢測設(shè)備和所檢測樣品來源的不同，系統(tǒng)又在含水率檢測分別建立慢速檢測和全自動快速檢測[6]、近紅外檢測，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。系統(tǒng)采集主界面如所示。

采集作業(yè)主界面系統(tǒng)運行時，檢測人員可在檢測室用戶端從檢測項中選擇打開相應(yīng)的任務(wù)表單，填寫上述檢測樣品信息并激活當(dāng)前檢測采集任務(wù)單元，按照檢測方法正常流程完成檢測任務(wù)，如檢測人員在檢測煙葉葉片結(jié)構(gòu)及梗含量項目時，激活系統(tǒng)任務(wù)表中相應(yīng)的記錄單元格，將樣品放上聯(lián)接系統(tǒng)的電子秤，當(dāng)前檢測采集任務(wù)單元同時顯示讀數(shù)，待顯示值穩(wěn)定取走樣品，系統(tǒng)即可從電子秤中采集數(shù)據(jù)并保存到檢測任務(wù)表中，自動跳轉(zhuǎn)到下個樣品數(shù)據(jù)記錄單元，準(zhǔn)備下個樣品檢測數(shù)據(jù)采集，直至完成全部檢測，同時完成計算得到最終檢測結(jié)果。自動采集到任務(wù)表的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)值的質(zhì)量指標(biāo)可將不合格項以紅色字體突顯出來，便于檢測人員的質(zhì)量判定。

2.3數(shù)據(jù)查詢與分析管理①系統(tǒng)根據(jù)查詢和管理需求，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，設(shè)計了客戶、等級、時間、加工班次、工序、檢測方法和檢測項目等15個查詢條件，可進(jìn)行單個條件或多個條件的復(fù)合查詢，滿足日常對質(zhì)量數(shù)據(jù)的查詢需求。系統(tǒng)對查詢結(jié)果進(jìn)行簡單的描述統(tǒng)計，質(zhì)量管理者也可根據(jù)需要將查詢的內(nèi)容以XLS格式導(dǎo)出，方便進(jìn)行深入數(shù)據(jù)挖掘分析工作。②含水率檢驗特別是成品葉片含水率的檢驗是打葉復(fù)烤檢驗的重要項目之一，系統(tǒng)專門設(shè)計了水分對比查詢，質(zhì)量檢測與管理人員可對不同人員、不同方法的檢測結(jié)果進(jìn)行一鍵查詢，分析檢測質(zhì)量水平，及時查找檢測人員之間是否存在檢測誤差，分析檢測方法參數(shù)設(shè)置是否合適，以便進(jìn)行檢測質(zhì)量控制，提高檢測人員的業(yè)務(wù)水平和檢測質(zhì)量水平。③內(nèi)置統(tǒng)計過程控制（SPC）分析工具，對查詢的某個檢測項結(jié)果進(jìn)行分析，區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的偶然波動和異常波動，及時發(fā)現(xiàn)并處理生產(chǎn)過程中的真實異常，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)控，達(dá)到保證和提高質(zhì)量的目的，為指導(dǎo)生產(chǎn)和監(jiān)督質(zhì)檢工作提供了有力保障。

2.4報表生成系統(tǒng)根據(jù)客戶需要按起止日期、等級、客戶等條件可生成如葉片結(jié)構(gòu)及梗含量、片煙含水率、碎片含水率、煙梗含水率、溫度及其他檢測項的單項統(tǒng)計報表，還可根據(jù)質(zhì)量管理者的需要，選擇所需的統(tǒng)計條件，自動生成質(zhì)量檢測日報表、月報表和生產(chǎn)質(zhì)量考核等報表，極大地減輕人工統(tǒng)計工作量，減少人為差錯。

2.5信息反饋質(zhì)量檢測信息反饋系統(tǒng)是一個基于檢測系統(tǒng)，為生產(chǎn)車間和其他相關(guān)人員提供實時查看質(zhì)檢結(jié)果的子系統(tǒng)，所采集的質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)均能通過質(zhì)量檢測信息反饋系統(tǒng)反饋到各終端，系統(tǒng)通過Web網(wǎng)頁定時刷新數(shù)據(jù)，實時反饋檢測結(jié)果，同時反饋網(wǎng)頁中的數(shù)據(jù)在反饋服務(wù)端后臺通過比對質(zhì)量指標(biāo)，對反饋界面中的不合格數(shù)據(jù)紅色字體提示，及時指導(dǎo)生產(chǎn)，為客戶提供實時生產(chǎn)監(jiān)督的平臺。

3 完善與優(yōu)化設(shè)計

系統(tǒng)的反饋和分析管理是建立在采集數(shù)據(jù)信息的完整和準(zhǔn)確基礎(chǔ)上，任何一個數(shù)據(jù)的差錯或缺失都將使得我們的質(zhì)量管理失去有效性。而打葉復(fù)烤檢測工作參與人員較多，人員素質(zhì)水平又參差不齊，樣品信息的部分內(nèi)容還需人工輸入，易產(chǎn)生人為失誤。系統(tǒng)根據(jù)檢測方法的要求和應(yīng)用效果的反饋，設(shè)計了自動添加樣品編號、采樣間隔時間和自動去皮重功能，同時系統(tǒng)還根據(jù)預(yù)先設(shè)置的采樣要求和檢測結(jié)果數(shù)值有效性范圍，判斷數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，識別異常編號、異常采樣時間和異常數(shù)據(jù)，當(dāng)出現(xiàn)無效數(shù)據(jù)及時通過對話框提示說明，防止誤操作的產(chǎn)生。