基于RFID技术的食用菌工厂化生产管理系统方案

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第24卷增刊22062008年9月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVol.24Supp.2Sep.2008

基于RFID技术的食用菌工厂化生产管理系统方案

王运圣1，万常照1，郭倩2，杨娟1，唐利华2，黄杰1，赵京音1※

(1．上海市农业科学院数字农业工程与技术研究中心，上海201106；

2．上海市农业科学院食用菌研究所，上海201106)

摘要：针对食用菌工厂化生产中食用菌产量和质量不高的情况，分析了食用菌工厂化生产管理的现状，得出实时获取在制品状况、生产进度和生产过程监控的需求，提出基于RFID(RadioFrequencyIdentification)技术的食用菌工厂化生产管理信息系统解决方案，采用三层架构，包括业务管理层ERP、生产过程管理系统和RFID应用层。设计出生产管理信息系统的主要模块结构和功能，包括有：基础数据管理模块、采集的数据处理模块、RFID管理模块、生产过程控制模块、在制品管理模块、系统扩展接口等。最后对食用菌工厂RFID应用方案进行了比较分析。关键词：食用菌；工厂化生产；管理信息系统；RFID中图分类号：S646；S126；TP277文献标识码：A文章编号：1002-6819(2008)-（Supp.2）-0206-05王运圣，万常照，郭倩，等．基于RFID技术的食用菌工厂化生产管理系统方案[J]．农业工程学报，2008，24(Supp.2):206-210.

WangYunsheng,WanChangzhao,GuoQian,etal.TowardsdevelopinganindustrializedproductionmanagementsystemforediblefungibasedonRFIDtechnology[J].TransactionsoftheCSAE,2008,24(Supp.2)：206－210.(inChinesewithEnglishabstract)

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引言

RFID射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的技术。在工业自动化控制中，RFID技术得到了广泛的应用[1-3]，它能够满足现代工业在生产过程中对信息准确标识物品唯一性的需要，可用来监控该产品在各个工序中的状态，实现产品全程质量跟踪，掌握成品的各工序记录及部件的安装记录，记录售后维修的详细数据，例如冰箱制造[4]，汽车生产[5]等；可对从物料入库开始的生产过程每个环节的数据进行准确、及时的采集和记录，并及时反馈处理，掌握物料从入库到上线、在制品、成品、出库的状态和位置，实现物料的全程跟踪及对计划的执行步骤进行严格的控制。RFID与ERP集成后可以改进ERP数据采集的实时性，改进ERP系统对库存、计划、进度控制的可信度，改善整个软件系统的反应灵敏度，全面提高数据精度；还可以动态更新或改写在包装或标签上的信息，不需要人工介入或不必在可视环境下完成对产品信息的扫描，能够提供业务过程进一步简化和自动化的工具[6-8]。

在食品安全方面，发达国家极其重视，除了建立相

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收稿日期：2008-03-11修订日期：2008-06-24

基金项目：科技支撑计划项目(2006BAD10A11)；国家“863”项目(2006AA10Z207)；上海市科委重点攻关项目(073919103)

作者简介：王运圣（1971—），男，安徽肥东人，博士，主要从事农业信息采集和专家系统研究。上海上海市农业科学院数字农业工程与技术研究中心，201106。Email:wys188@163.com

※通讯作者：赵京音（1965—），女，湖南衡山人，研究员，主要从事数字农业研究。上海上海市农业科学院数字农业工程与技术研究中心，201106。Email:zjy@saas.sh.cn

关法律制度外，还采用RFID等新的技术手段对食品安全进行管理。北美最大的食品服务营销和分配组织SYSCO公司已经完成低温储运系统的RFID和传感系统测试，将RFID用于食品运输过程中监控温度和环境条件的变化，保证食品品质和安全[9]。日本建立了“食品身份证制度”，即产品履历和跟踪监视制度，要求生产、流通等各部门广泛采用条形码、RFID等技术，用来详细记载产品生产和流通过程的各种数据。在英国Trenstar和ScottishCourageBrewing公司使用RFID标签实现对盛酒桶的追踪[10]。葡萄酒制造商还使用带有传感器的RFID标签监控能够影响酒产品质量的酒桶所在环境的温度变化。在澳大利亚Moraitis公司和IBM公司进行合作使用RFID追踪系统，系统提供每天从Moraitis运出西红柿的关于产地、包装日期、种类、质量和大小等方面的详细信息[11]。

在中国RFID技术的应用也较为广泛，主要应用于制

[12][13]

造业物流管理、服装生产企业，危险品管理[14]等领域。RFID技术在食品安全方面的应用主要是肉品的安全生产监控[15-17]、农产品的物流和溯源[18]等，用于食用菌生产企业的生产过程管理还未见报道。

食用菌工厂化生产是传统农业和现代工业生产相结合的产物，具有工业化生产的特点，同时生产对象又是具有生命的。食用菌工厂化生产的发展和科技进步以及先进的专用设备的研制和使用，使得生产的形式发生了很大的变化，实现了从原始的季节性手工作坊生产方式到现代的周年供应工厂化规模生产方式的转变[19]。20世纪90年代以来，中国食用菌工厂化生产得到了快速发展，现已成为世界上最大的食用菌生产国和出口国[20]，食用菌产值在种植业中位居第六位，产品出口到世界119个国家和地区，年创汇数亿美元。食用菌生产技术的进步给生产管理带来了新的课题和挑战：如何提高食用菌产品产量和质量，保障食品安全。中国食用菌的单位产量

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和质量普遍较低，与发达国家差距明显，随着中国加入WTO，国际食用菌市场竞争的日益激烈，国外食品安全技术壁垒明显增多，中国食用菌因重金属、甲醛、二氧化硫等超过进口国标准，被拒收、扣留、退货、索赔、终止合同、停止贸易交往的现象时有发生[21]，限制了中国食用菌的出口，给中国的食用菌产业带来很大的损失。在中国国内食用菌市场，中国国家工商总局公布的2004、2005和2006年食用菌产品质量抽查合格率分别为70.0%、76.0%和64%[22]，质量不容乐观。本文针对食用菌工厂化生产管理水平较低和食用菌质量不高的实际，将RFID技术和食用菌工厂化生产的实际情况相结合，设计了基于RFID技术的食用菌工厂化生产过程管理原型系统，对形成规范化、标准化操作管理和食用菌质量可

溯源，提高食用菌工厂化生产的管理水平，提高食用菌产品质量，保障食品安全，都有着重要的意义。

1食用菌工厂化生产管理现状

食用菌工厂化生产过程主要可分为接种前准备、接种及菌丝生长和出菇三大环节，相对应的场所分别是生产车间、接种室和菇房，基本过程如图1所示。

食用菌工厂化生产环节较多，每个环节都会对最终的食用菌产品质量和产量具有决定性的影响。目前的管理是建立在经验性管理之上，停留在简单的记录，没有完善的过程管理记录，具有较大的随意性，无法满足控

制食用菌产品质量和提高产量的要求。

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人员管理等，需要进行大量的基础数据处理工作。如图2

所示。

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[6][7][8][9]

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升车间管理的水平。

6结论

近年来RFID技术发展很快，RFID技术的应用已经越来越广泛，RFID设备技术的成熟和成本的降低使得将RFID技术大规模用于生产企业的信息化管理成为了可能。食用菌工厂化生产过程管理对食用菌产量、质量和安全来说至关重要[23-25]，而能否获得食用菌生产过程相关实时数据是关键。目前将RFID技术应用到食用菌工厂化生产过程管理的应用案例还很少，应用也还不成熟。管理信息系统是一个由人和计算机等组成的，能进行管理信息的收集、传输、存储、加工、维护和使用的系统，信息采集的手段通常都需要人工辅助。本文研究是建立在管理信息系统的基础上，对信息采集的方式进行了扩充，可以实时、便捷的自动采集信息，主要研究体现在以下几点：

1）将RFID技术和食用菌工厂化生产过程管理相结合，参考国内外生产过程管理和RFID应用系统体系，提出了基于RFID技术的食用菌工厂化生产过程管理解决方案。而一般的管理系统只是对生产档案进行人工录入管理，不能和生产过程实时紧密结合并实时采集信息。2）深入分析研究食用菌工厂化生产过程的特点，设计出适合食用菌生产企业特有生产模式和应用环境的、基于RFID技术的管理系统和应用体系，可有效地对食用菌生产进行全程跟踪及对计划执行步骤进行严格的控制，，以保障食用菌产品的食品安全和实现产品质量安全溯源。

本文虽然对食用菌工厂化生产过程控制与在制品管理应用RFID技术作了一些分析、探讨和研究，设计出了原型系统，对传统的工厂化生产过程控制做了一些改进，但是还有不完善之处，随着应用的不断深入，需要不断地根据食用菌工厂化生产实际情况进行调整。

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