植物工厂生产管理系统和物联网平台查看源代码讨论查看历史
 |
植物工厂生产管理系统和物联网平台植物工厂是现代农业的重要组成部分。随着植物工厂控制的越来越精准，以及生产规模的逐渐扩大，基础设施的传感器[1]也越来越多，生产过程中的操作和需要记录的表格数据也随之增多，数据的处理成为一项繁琐的工作。此外，对于分布比较广的集装箱植物工厂，设备的分散更广，现场操作存在困难。某企业基于此，开发了植物工厂生产管理系统和植物工厂物联网平台，实现了植物工厂的生产管理和数据管理，同时通过植物工厂物联网平台对植物工厂的设备信息和基础信息进行实时监控和远程控制。
一、案例简介
随着生产规模的逐渐扩大，生产过程中的操作和需要记录的表格数据也随之增多，工厂中苗床、冷库、育苗室、工厂等信息都要依靠工人或技术人员手动记录，需要人工计算和管理各项数据报表，过程繁琐，且不易查找查看。随着植物工厂控制的越来越精准，基础设施的传感器也越来越多，分布在植物工厂的各个角落，这些数据没有统一的汇总中心，取得数据非常困难。特别对于分布比较广的集装箱植物工厂，设备的分散更广，现场一般缺少专业人员进行监控操作。这些因素迫切需要一套系统进行综合管理。
某企业基于此，开发了植物工厂生产管理系统和植物工厂物联网平台。其中生产管理系统旨在搭建一个系统化、智能化的管理平台，方便工厂生产和数据管理。植物工厂物联网[2]平台是基于植物工厂生产设备、传感器等的远程监控平台，对接植物工厂生产实时需求，便于提取设备监控数据，植物工厂员工远程控制设备开关和参数，远程监控集装箱环境数据，方便植物工厂的设备管理。
二、案例背景介绍
植物工厂是通过高精度环境控制实现农作物连续生产的高效农业系统，是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、CO₂浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约的省力型生产。植物工厂是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是现代农业的重要组成部分。
国外植物工厂发展较早，目前信息化控制程度也较高。与国外设施农业技术先进的国家相比，我国在植物工厂方面的研究与发展起步较晚，但经过对植物工厂环境控制系统的大量研究，我国也在植物工厂信息化方面形成诸多成果。
现阶段植物工厂的信息化主要体现在农业物联网“人-机-物”一体化互联，可帮助人类以更加精细和动态的方式认知、管理和控制农业中各要素、各过程和各系统，极大提升人类对农业动植物生命本质的认知能力、农业复杂系统的调控能力和农业突发事件的处理能力。某企业探索将信息科技与农业结合，推出植物工厂生产管理系统和植物工厂物联网平台，并在该企业的植物工厂中试基地实现应用，取得了较好的应用成效。
三、案例应用详情
当前项目规划为两个应用部分，分别是生产管理系统和物联网平台。通过PC端的管理系统和移动端的物联网平台对植物工厂生产和业务进行支撑和管控。
1） 植物工厂生产管理系统
植物工厂生产管理系统分为四个层次：基础设施层、基础平台层、应用服务层、应用系统层。
基础设施层主要是传感器或者设备，这部分是植物工厂的基础监控数据，系统通过数据采集流程，把数据传入基础平台层。
基础平台层包含应用服务，关系数据库，非关系数据库，时序数据库，然后根据应用服务层的各种功能进行数据分发。
基础服务层主要是将各类功能模块进行专业聚合，形成单独的应用服务模块，根据业务逻辑需求进行使用，避免相同的功能重复开发，降低功能模块的耦合度，根据系统部署的需要，可以增删必要和不必要的功能。
应用系统层是业务逻辑层，是展示给用户的界面层，可以根据用户的需求进行定制化开发，例如生产管理系统，生产监控系统，移动监控系统，移动报表系统等。
植物工厂生产管理系统的功能模块主要分为：育苗管理，苗床管理，试验新品，冷库管理，工厂管理，报表管理，日常办公，消息工具，设定管理等共计9个功能模块。生产管理系统各功能模块内容如下：
(1)苗床管理：育苗苗床（工厂苗床总览），采收出货/入库，虫害管理，植保措施。
(2)育苗管理：育苗室管理、育苗计划、育苗详情、种子管理。
(3)冷库管理：冷库管理，冷库入库审批单，冷库出货审批单。
(4)实验新品：记录实验中的苗品数据。
(5)工厂管理：环境管控，耗材统计，电量统计。
(6)报表管理：总表，苗床产量表，入库情况表，溯源表，出货情况表，生产状况表，苗床育苗情况表，耗材在库统计表，出货情况表。
(7) 消息工具：提示报警。
(8)日常办公：每日点检，异常处理，打卡设置。
(9)设定管理：工厂设定，症状类型，菜品设定。
2）植物工厂物联网平台
平台主要分环境监视、控制管理、系统管理，历史记录，参数优化等5个功能模块。
平台各功能模块功能如下：
(1) 环境管控：监控植物工厂的环境参数。
(2) 控制管理：根据设定的要求或者环境参数的变换，自动控制设备的运行。
(3) 系统管理：用户管理，参数设定，数据分析设定等功能。
(4) 历史记录：查看历史数据、历史曲线，可以依据区域进行历史数据对比。
(5) 参数优化：可以依据区域进行历史数据对比，方便对比记录，参数调优。等，已经开发一些数据模型，可以根据环境因素，自动调整设备参数，进行精准环境控制。
四、创新性与优势
将先进信息技术与农业生产相结合，开发的植物工厂生产管理系统和物联网平台，实现了植物工厂的智慧化生产与监控，打造了全国智慧农业系统的典范。
五、案例应用效益分析
植物工厂管理系统已在2018年3月在该企业植物工厂上线使用，同时也在不断的优化管理系统功能和环境控制功能，完善管理系统的人性化操作、报表的完整性，同时满足控制技术的网络化、控制算法、智能化。植物工厂物联网平台已在2018年10月上线。平台将计算机技术、无线传感技术、智能控制技术、物联网技术、大数据技术、云计算技术等不断的应用于植物工厂管理系统和环境控制。通过植物工厂生产管理系统对植物工厂进行生产管理和数据管理，同时通过植物工厂物联网平台对植物工厂的设备信息和基础信息进行实时监控和远程控制。