葡萄酒酒窖信息化管控系統的建立與應用

劉玉超，武峰，邱虎，蹇木棟，李進*

（中糧長城葡萄酒（蓬萊）有限公司，山東蓬萊 265608）

關鍵字：酒窖；信息化系統；質量管控；應用

葡萄酒產業在我國是一個新興產業，具有非常大的發展潛力，通過幾十年的發展，產品品質顯著提高，產量和消費量不斷攀升[1]。自2010年后，我國酒品類釀造行業進入一個信息化技術與數據系統發展的高峰期，企業希望通過利用信息數據技術實現企業發展模式的創新[2]。在工業化生產中信息技術的實施環境日趨繁雜，以往傳統的檢測和控制已不能滿足人們對現場環境控制的要求。葡萄酒新興國家如澳大利亞、美國、新西蘭等大型葡萄酒企業，已成功將區域鏈和物聯網技術引入種植基地、酒窖、生產車間等，實現了葡萄酒生產過程信息的自動采集、自動傳輸和智能控制，極大的提高了勞動生產效率，產品質量控制能力得到進一步提升。

1 葡萄酒酒窖信息化管控系統建立的必要性

21世紀是信息經濟的時代，隨著“兩化融合”的不斷深入，信息化已成為葡萄酒產業現代化的標志和關鍵，利用現代信息技術改造傳統產業，使信息技術和傳統產業有機結合，已成為葡萄酒產業經濟實現跨越式發展的必然趨勢[3]。

近年來隨著國內葡萄酒產業的發展，不同產區涌現出眾多精品酒莊。酒莊出于酒質管理的需要多配套建有酒窖，酒窖管理在葡萄酒生產運營過程中的重要性日益凸顯。如何將酒窖管理同信息化系統結合，將現代化物聯網自動控制技術運用在酒窖管理過程中，為葡萄酒創造一個良好的熟化環境，成為眾多酒企或酒莊的迫切需求。

2 葡萄酒酒窖信息化管控系統的建立

葡萄酒酒窖管理有其自身的特殊性，酒窖根據存儲酒的性質可能存在瓶儲區和木桶儲存區，大型葡萄酒酒窖也承擔旅游參觀功能[4]。管控系統設計需緊密結合生產實際需求，考慮到生產組織、信息管理方面存在復雜性，酒窖自動化管控系統由終端收集設備、信號傳輸設備、大數據軟件服務器等硬件組成，我國的遠程控制模塊、中繼器等產品與數字傳感器相結合，產品質量和技術都達到國際水平[5]。大數據軟件服務器，內置有數字化管控軟件，以及配套的手機APP。同時將酒窖生產設備和原酒信息賦予“二維碼”，以“二維碼”為信息載體，實現釀造工藝信息、質量檢測信息在酒窖操作員、質檢專員等部門間進行傳導反饋，打破數據庫壁壘。通過對傳統生產管理模式的改造和升級，完成由經驗管理、模糊管理向精準化、數字化管理。

2.1 系統功能架構

葡萄酒酒窖信息化管控系統分為5大部分，圖1為系統功能架構圖。

2.2 系統主要功能

2.2.1 基礎信息管理

基礎信息管理主要是指系統對硬件設施、生產設備的分類標準化管控，將中央空調、溫濕度檢測儀、橡木桶、木桶清洗機、瓶儲框等設備基礎信息以“二維碼”為載體錄入大數據處理器。此部分端口為開放式，可以根據酒窖是否有旅游參觀功能，接入訪客管理系統的硬件，如指紋識別門等。

2.2.2 日常業務管理

釀酒師通過手持終端將酒窖原酒日常感官品嘗記錄導入系統，系統通過Nrf24L01進行通訊實現無線傳輸，控制器對各個酒窖子模塊記性控制將信息傳輸至后臺處理器[6]，后臺處理器經過軟件分析，將原酒品嘗信息通過無線數傳系統傳回質量管理專員和酒窖操作員，酒窖操作員結合溫濕度數據分析結果和釀酒師感官品嘗結果分析指導后續的原酒出窖或者理化指標檢測等工作。詳細流程見圖2。

2.2.3 報表管理

根據酒窖管理需求，將酒窖管理過程中相關操作記錄及報表數字化，對酒窖原酒和木桶的品種、數量、等級、存儲時長、理化指標、使用次數等酒窖數據同中央“數據庫”信息進行關聯統計，通過報表統計分析，大幅度提高生產效率和經營決策水平。

2.2.4 酒質質量分析

系統在每個關鍵工藝處理后建立質量檢測關卡，其通過月度理化指標例檢自查機制，自動對比檢測結果與同批次原酒同階段數據，統計并進行趨勢分析，出現異常即時報警，建立“關鍵質量指標異常否決制”，杜絕不合格產品進入下一道生產工序，實現產品生產過程的質量安全。

2.2.5 酒質追溯管理

包括酒窖原酒流向追溯管理和原酒質量追溯管理。主要針對酒窖日常生產過程中發現的問題快速查找并分析，及時明確責任采取改進措施，提高產品質量和食品安全管理水平。追溯系統反應的靈敏性直接決定企業對市場問題的反應速度，根據葡萄酒的召回原因和產品在生產鏈中的位置，快速確定召回等級啟動召回，迅速縮小問題產品影響范圍，維護公司品牌形象[7]。

2.3 系統技術實現

系統運行過程和酒窖日常管理活動相融合，服務器外延的手持終端APP，可接收原酒出桶、入桶的操作指令單，酒窖操作人員通過掃描原酒儲罐、橡木桶、酒窖庫位“二維碼”，將原酒信息、木桶信息以及酒窖庫位信息進行關聯，確保了酒窖原酒出桶、入桶原酒正確性和橡木桶的準確定位查找。

環境控制方面：系統在設計過程中對現場參數進行測量和控制，數據傳輸以及數據管理，系統自動測量溫度并顯示，根據溫濕度設定值，能夠有聲音報警，并自動啟動或關閉中央空調[8]。數據采集由DH11溫度傳感器和STC89C52單片機實現，對溫濕度數據的發送與接收由nRF24L01無線模塊實現，PC機主要執行數據處理與通信工作[9]。溫濕度傳感器將酒窖環境數據收集并發送至數據存儲器，數據儲存器匯總后通過路由器發送至酒窖信息管理模塊的數據服務器，交由管理管理系統進行記錄、分析等工作，實現硬件設備對酒窖環境的監控。

3 葡萄酒酒窖信息化管控系統的應用

3.1 系統應用展示

酒窖信息化管控系統的功能界面劃分明確（見圖4），系統主界面可以實現酒窖日常管理工單下達，報表一鍵導出，酒窖物料信息和原酒質量信息查詢等功能。在主頁面內可以根據需求快速調取酒窖不同酒質的生產記錄，實現不同酒質一鍵化查詢。

功能界面可以根據需求切換至圖示化界面（圖5），圖示化界面主要特點是直觀、明確。圖示界面可以看到酒窖內實時溫度、濕度，酒窖對溫度的要求是苛刻的，葡萄酒的正常陳釀溫度在10～16 ℃，濕度在60%～70%，溫濕度需要恒定，否則會導致酒在木桶熟化過程中產生不需要的物質甚至變質[10]。同時圖示化下方的木桶庫位圖和酒窖桶儲區批次報表可以一鍵切換，根據需求迅速查找不同酒質、木桶位置及酒質的理化指標。

3.2 酒窖管控系統功能優勢

（1）溫濕度自動采集。系統實時采集酒窖溫濕度，接近臨限值時系統發出報警，保證酒窖良好的陳釀環境。

（2）自動判定功能。系統在桶儲過程中，對揮發酸、游離二氧化硫等關鍵指標配置參數標準，并自動判定預警，實現桶儲酒規范化管理。

（3）自動提醒功能。系統定期提醒添桶調硫、感官品評，避免人為疏漏造成的工作滯后現象，提升桶儲陳釀管理的精準度。

（4）庫存報表。系統實時統計酒窖內原酒庫存品種、數量等信息，提供酒窖桶儲原酒庫存管理準確性。

4 結論

葡萄酒酒窖信息化管控系統強化酒窖日常管理過程。通過溫度、濕度的實施監測提醒避免酒窖小環境的劇烈變化。利用原酒質量監測數據分析，自動判定和提醒功能，為酒窖日常操作提供數據支持，實現酒窖精細化管理。各酒莊可以根據自身需要選擇和設計合適的管控系統以滿足管理者對高檔原酒精細化管控的要求，同時可以開發葡萄酒釀酒儲藏工藝旅游資源，利用各具特色的葡萄酒酒窖向旅游者展示企業文化內涵和品牌形象[11]。