“智慧农业”-利用MES系统打造食用菌数字化工厂

 北京众驰自动化的客户在传统食用菌农业种植的基础上，实现了工厂化种植，食用菌工厂化栽培的特点是生产稳定、规模大、效率高。但是影响食用菌的生长因素：温度、湿度、光照、营养物质等生产过程无法获取具体数据，生产者只能依靠经验来进行判断。传统的食用菌工厂化生产存在的缺点是耗能过大、质量不够稳定、生产经营不够规范、基础性工作不够扎实等突出问题，需要通过数字化工厂系统帮助企业实现食用菌种植的智慧化。

 

       本案例通过为食用菌工厂化的种植过程提供基于智能硬件、物联技术、大数据分析等先进技术及MES管理系统的应用，帮助农业工厂化种植领域客户实现生产全过程数字化和智能化管理。通过为客户规划并构建生产信息管控系统，打造较为完备的数字化种植运行模式，构建了全程高效的农业生产管理平台，实现了蘑菇种植过程环境监测、生产优化、作业可视化、智能物流，改变传统农业种植落后的生产模式。

       通过本项目数字化管理系统的实施使得企业在生产管理、质量管理、物流管理方面有较大的提升，实现企业内部的蘑菇生产全过程可视化，蘑菇种植过程得到及时的反馈和控制。最终达成了协助蘑菇种植过程管控、提高产品质量、降低生产成本、提高种植效率的目标。

       北京众驰通过蘑菇种植的生产过程数字化管控为切入点，帮助客户实施MES系统，使客户在生产管理、质量管理、物流管理体系有较大的提升。项目规划并构建生产信息管控体系，建立较为完备的数字化种植运行模式，将生产计划、质量追溯、物流配送、智能AGV巡检纳入到系统建设，达到通过数字化系统协助生产过程、提高产品质量控制水平、降低生产成本、提高生产效率的目标。

  1、蘑菇种植基础数据

       构建了蘑菇种植工厂化管控基础数据，基础数据是蘑菇种植过程管理系统进行生产执行、质量追溯的基础。

       2、工艺管理

       构建蘑菇种植工艺流程，对种植工艺路线进行图形化定义和编辑，满足蘑菇种植工艺流程定义方面的核心需求。工艺流程定义包括：定义种植工序序号、工序名称、工序内容等，利用系统根据定义好的工艺路线，结合种植计划生成工厂调度指令，实现蘑菇种植过程中生产切换和物料的流转。

 

 

       3、工单管理

       通过工单管理功能，构建四组工单贯穿整个蘑菇种植的生产流程，实现蘑菇种植的计划管理、过程跟踪与异常控制。

生产工单建立之后按照以下工艺路线进行流转，每一环节在进行单据流转时需要记录各环节参数；除此之外可以做到生产追溯。

       工单一：包含搅拌、装瓶、灭菌、冷却、接种、码垛、前培；

       工单二：前培到后培；

       工单三：后培到拆垛、拆垛、搔菌、上架；（含出菇室分配）

       工单四：出菇、采摘、包装；

       4、生产计划执行监控

       根据蘑菇种植的生产计划以及生产过程中的原料、产品、质量、设备、坏境等多方面的信息，下达种植调度指令、使蘑菇种植活动稳定持续进行。在调度过程中，调度指令下发、接收、执行情况反馈构成调度管理系统闭环控制。

 

 

       5、WMS仓库信息

       在MES系统创建仓储模型（二维地图，包括前培仓库、后培仓库、生长仓），通过与WMS系统集成，实现库区、库位、物料等数据在地图的展示。物料进库后关联时间日期标签。根据预设工艺，跟踪库存物料培养时间等信息。对于不同区域、不同物料培养时间，以不同颜色区分。

       6、物料转移

       在生产执行过程中，对于码垛->前培->后培->卸垛等蘑菇种植过程满足物料转移要求时（例如：培养时间大于预设时间方生效，其它情况系统默认无效指令），手动在MES系统创建移库指令，指令下达采用灵活的图形化方式，如手工选中待转移、目标转移区域。移库指令经人工确认后，向WMS系统发送物料转移指令。

系统提供码垛区物料的展示，供码垛区人工查看。码垛区建议实现码垛机控制系统与AGV控制系统的对接，实现生产指令的衔接。

 

 

 

       7、巡检机器人管理

       1）巡检机器人指令下达

       实现向巡检机器人巡检指令的下达，包括时间、区域等信息。

       2）巡检机器人状态监控

       基于仓库的二维地图，通过集成实现巡检机器人的位置、轨迹、采集到的图像和视频、状态等数据的实时展示，直观显示巡检机器人巡检过程。

       通过巡检视频播放、存储；品管人员通过视频回放远程查看菌株的生长状况。而无需人员到生产现场查看7、巡检机器人管理

       1）巡检机器人指令下达

       实现向巡检机器人巡检指令的下达，包括时间、区域等信息。

       2）巡检机器人状态监控

       基于仓库的二维地图，通过集成实现巡检机器人的位置、轨迹、采集到的图像和视频、状态等数据的实时展示，直观显示巡检机器人巡检过程。

       通过巡检视频播放、存储；品管人员通过视频回放远程查看菌株的生长状况。而无需人员到生产现场查看。

 

 

       8、质量管理

       实现蘑菇种植过程质量基础数据的管理，检验计划的编制及维护，种植检验管理，产品质量追溯数据链的贯通。

       9、能耗分析

       通过与蘑菇种植自动化控制OneNET系统集成，采集到各种能源计量仪表实时数据，实现数据多维度横向、纵向、追溯分析，实现能源管理和用能异常的追根溯源。具体内容：采集设备电能消耗量，区域能耗、部门能耗的数据，进行统计分析，并支持工作日、非工作日等能耗等统计分析，支持同比、环比分析统计，并形成分析报告。

       10、报表、看板管理

       通过系统的报表工具提供数据项可配置、显示项可配置在线编辑功能，并提供看板终端的在线统一管理。帮助客户实现蘑菇种植动态显示计划，计划完成情况、种植实绩情况等信息。

       通过智能液晶电视机可视化看板工具实现蘑菇种植全过程的可视化管理。

 

 

       11、系统集成

       MES系统位于企业信息系统的中间层，通过和蘑菇种植自动化控制层、业务层集成在一起来满足企业的蘑菇种植管理需求。帮助企业打通蘑菇种植全过程的数据链条，实现数字化工厂的管理升级。

 

 

       1）OneNET平台

       根据功能规划数据要求，通过OneNET平台提供的OpenAPI进行数据对接、联调，满足对数据的访问、安全等要求。

       2）数据接口

       系统对外提供质量数据、工单数据等，以作其它应用的数据来源。与OneNet平台，AGV控制系统，巡检机器人控制系统具备双向数据交互能力。

       3）二次开发接口

       提供对数据库操作的SDK包，开放数据库操作权限，客户可以进行相应的增删改查等系统后续完善需求。

       （一）经济价值

       通过本项目的实施，帮助客户自主研发出国内首个“节能食用菌工厂化循环农业”模式，实现食用菌种植全过程数字化和智能化管理,打造世界一流的食用菌工厂。

       实现食用菌种植全过程的生产、质量、工艺、设备、车间物流配送整个过程的透明化管理，提高生产效率，提高质量、降低成本。实时记录种植信息，及时监控和发现种植、检验、外协、仓储等问题，通过数据分析，不断挖掘优化种植运营空间，降低运营成本，缩短种植周期，提高工作效率。通过食用菌种植数字化工厂系统建设，帮助企业达成种植效率提升10%，产品不合格率降低15%，运营成本降低10%的目标。

       （二）转型变革

       通过此次项目，实现信息化企业和农业种植的跨行业深度合作，通过合作双方资源优势激发出全新创造力，打造智慧农业新方式，引领科技生活新标准。通过不断推动农业+AI、大数据、物联网等新技术在农业领域的落地应用，为农业发展、食用菌工厂化生产带来更智能的新时代。

       通过建设“数字食用菌”工厂化管理，极响应中央提出的“实施数字乡村战略”，深入推进“互联网+食用菌”工作。互联网应用已经成为食用菌产业发展的血管、决策的神经系统、产品出行的工具，缺之不可。之后要加快建成“中国食用菌大数据”中心，从服务企业和市场出发，通过互联网应用、大数据分析，为食用菌生产、价格、交易、融资、技术和风险的监控提供服务，进一步提高市场交易的便利和质量水平，让企业及行业更加安心经营、放心交易和创新发展。