煙葉烘烤是烤煙生產中最重要的一個環節,也是最具有技術難度和技術管理的環節,它體現了烤煙生產的最終效益,認真做好烤煙過程中的各項技術管理工作,是實現烤煙生產和煙草產業健康、持續、穩定發展的重要組成部分。當前的煙葉烘烤通過人為監控調節和控制溫濕度、通風及烘烤時間,使煙葉特有的色、香、味優化和固定。但是現存的烘烤方式均為人為監管,依靠經驗之談,隨著老一輩懂烘烤的褪去,烘烤工作面臨著嚴峻的挑戰,不良的烘烤工藝不單單會降低烘烤質量,甚至會完全烤壞沒有任何收益,因此需要一套智能化的烘烤系統,實現烘烤工藝標準化,完成“電飯煲”式烘烤。
一、煙區現狀
煙區烤房分散,烘烤技師指導面大,煙農科技意識不強,對成熟度把握差距大,編煙裝煙技術有差距,農戶之間的烘烤水平參差不齊,實行網格化管理,依然存在指導精準度不夠,煙區山高路遠,很難適時掌握煙農的烘烤情況,烘烤水平持續提升遭遇瓶頸。
分公司每年分部位下發烘烤工藝流程,但是各地烘烤工藝流程執行不嚴,部分煙農不按流程開展烘烤工作,烘烤工藝流程執行我行我素,形同虛設,烘烤工藝落實不到位,烤房內煙葉烘烤變化情況掌握不精準,煙農在烘烤中,烘烤工藝執行參數設置混亂、烘烤隨意性大、掉溫的情況時有發生,發生問題無法追溯,因為工藝流程管控不到位,導致烤壞煙的情況突出。
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通過探索4G物聯網智慧烘烤,強化烘烤流程管控,全面提升管理水平,降低烘烤損失率。烘烤前,由烘烤師、烘烤主管、土專家針對不同品種、部位、成熟度等條件設立標準的烘烤工藝曲線,供煙農選擇;啟動烘烤、曲線推送、數據監測、報警記錄。通過探索4G物聯網智慧烘烤,達到煙葉烘烤遠程可監控、遠程對溫濕度監控,預警、烘烤數據可追溯。
二、分析原因
(一) 缺少管理:烤房信息、利用率等信息完全依靠人工統計,缺少信息化管理方式,且管理成本高;
(二)工藝難控:煙農自行按照自己的經驗辦法烘烤;烘烤過程中主要靠人工監控,不能快速的針對烤房內各項參數的變化作出反應;
(三) 報警延時:烤煙過程中設備故障和烤房溫度、濕度異常情況只能做本地化報警要在烤房現場才知曉,無信息化手段,報警信息不能及時通知給煙農;
(四)烘烤工作人員不能擅自修改煙農的烘烤工藝;
(五)烘烤經驗斷層:烘烤經驗數據的積累得不到保存,隨著老烘烤師傅的褪去,累積的經驗也逐漸消失。
三、原因確認
確認一:工藝難控:煙農自行按照自己的經驗辦法烘烤;烘烤過程中主要靠人工監控,不能快速的針對烤房內各項參數的變化作出反應。多年來,嵩明分公司烘烤前都要分部位下發烘烤工藝曲線,分煙區培訓一再要求煙農統一烘烤工藝。平臺推送的工藝曲線形同虛設,煙農我行我素,不接受科學烘烤為要因。
確認二:報警延時:烤煙過程中設備故障和烤房溫度、濕度異常情況只能做本地化報警要在烤房現場才知曉,無信息化手段,報警信息不能及時通知給煙農為要因。
確認三:烘烤工作人員不能擅自修改煙農的烘烤工藝。煙葉屬于煙農自有,烘烤人員只是負責上戶服務指導,不經煙農同意,不能擅自修改煙農的烘烤工藝。通過手機、電腦端經確認并經煙農同意才可修改工藝,經確認為非要因。
四、制定對策
基于現有的烘烤工藝及方式,牛欄江鎮在不改變現有的控制器及設備的條件下,通過加裝物聯網設備完成控制器的數據采集;阿子營街道辦更換全新的控制器。對網關連接下的控制器干球溫度、濕球溫度、烘烤階段、烘烤時間、循環風機高低速等參數進行監測,使得控制器烘烤過程的參數全部變得可視化,并將這些數據通過cat-1的方式傳輸至云端管理平臺,實現遠程監測。
五、實施對策
在牛欄江鎮、阿子營街道辦開展物聯網烘烤探索,實施烤房90座。
(一)牛欄江實施50座,其中雙微控制器大密集烤房10座、佳葉控制器新能源小板房40座,烤房控制箱改造,在控制器上增加《烘烤控制器網關》,集成為全新的烤房控制箱。
(二)阿子營街道辦實施更換控制器40座,其中大密集烤房30座、新能源小板房10座。
(三)實施過程:
1.到烤房現場拆除原有的控制箱更換為帶烘烤控制器的全新控制器。
2.現場進行燃燒機參數匹配調試。
3.配置4g物聯卡,進行通訊測試,烤房及控制箱信息錄入,進行現場烤房上線測試。于公有云,進行數據平臺搭建工作。
牛欄江鎮控制器改造前后圖片對比
阿子營街道辦大密集烤房控制器更換前后圖片對比
阿子營街道辦新能源小板房控制器更換前后圖片對比
4.組織煙農培訓。
(四)智慧烘烤平臺及手機端頁面展示 :
智慧烘烤平臺頁面展示
白龍潭村14-530127KF00254單座烤房
烘烤報告導出頁面展示
手機小程序端操作頁面展示:
六、效果檢查及效果分析:
1、效果檢查方案實施后,我們進行了效果檢查,檢查結果見下表:
牛欄江鎮
2022年8月至9月,共發生預警2352次,烘烤完成量5076擔,烘烤師推送當前烘烤要求3次。
2、效果分析
通過我們小組不懈的努力,在進行上門服務指導和電話告知的過程中,基本讓農戶接受平臺推送的烘烤工藝,實現了烘烤遠程監控,可適時在電腦端和手機端修改工藝、預警、數據可追溯的目標。 通過物聯網烘烤的試點應用,實現了烘烤全過程監控和信息管理,減少了煙農烘烤時間投入減工降本,降低了烘烤損失率,使煙農種煙更輕松了。
六、小結
(一)物聯網改造好處
好處一:數據實時傳輸,可由云端或小程序實時查看,且數據上傳時間短,不存在延時上傳,數據準確性可達到與控制器和現場實時;
好處二:指導方便,可由專業烘烤人員,于云端平臺創建烘烤曲線模板,和可針對不同地域,不同溫度,不同成熟度,不同部位以及海拔等必要因素進行曲線的創建,曲線創建完成后,由烘烤人員在現場使用小程序遠程啟動烘烤時,填寫相關參數,系統即可安裝烘烤時所填寫的相關參數,匹配最適合當前情況的烘
烤曲線,下發至煙農手機,作為參考曲線;
好處三:數據留存,只要是產生過烘烤批次的烤房,都將留存烘烤批次報告,除非云端將烤房刪除,否則報告將永久存于云端,可供隨時下載,報告內容包含參考曲線、實時曲線數據,預警數據以及烤房基礎數據等;
好處四:可由云平臺,自定義配置預警邏輯,包括曲線設置與烘烤過程預警;云端配置完成后,將由模塊于本地進行學習執行,隨之邏輯越來越多,模塊本地的邏輯也將越來越完善;
好處五:實時預警,在賦予預警邏輯后,采集到的數據,將通過邏輯算法,當實際干濕球高于或低于目標值時,將會出發預警,進行遠程報警,短信推送,小程序推送,公眾號推送等,實時掌握預警信息;
只有準確把握當年的氣候條件、種植水平、煙葉長勢才能制定出合適的烘烤工藝,要實施物聯網烘烤的農戶要科技意識強,具備烘烤基礎技術知識,且必須嚴格執行煙草部門的工藝流程指標,才能使物聯網烘烤得到推廣應用。
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篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察