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植物工廠生產管理系統和物聯網平台植物工廠是現代農業的重要組成部分。隨着植物工廠控制的越來越精準，以及生產規模的逐漸擴大，基礎設施的傳感器[1]也越來越多，生產過程中的操作和需要記錄的表格數據也隨之增多，數據的處理成為一項繁瑣的工作。此外，對於分布比較廣的集裝箱植物工廠，設備的分散更廣，現場操作存在困難。某企業基於此，開發了植物工廠生產管理系統和植物工廠物聯網平台，實現了植物工廠的生產管理和數據管理，同時通過植物工廠物聯網平台對植物工廠的設備信息和基礎信息進行實時監控和遠程控制。
一、案例簡介
隨着生產規模的逐漸擴大，生產過程中的操作和需要記錄的表格數據也隨之增多，工廠中苗床、冷庫、育苗室、工廠等信息都要依靠工人或技術人員手動記錄，需要人工計算和管理各項數據報表，過程繁瑣，且不易查找查看。隨着植物工廠控制的越來越精準，基礎設施的傳感器也越來越多，分布在植物工廠的各個角落，這些數據沒有統一的匯總中心，取得數據非常困難。特別對於分布比較廣的集裝箱植物工廠，設備的分散更廣，現場一般缺少專業人員進行監控操作。這些因素迫切需要一套系統進行綜合管理。
某企業基於此，開發了植物工廠生產管理系統和植物工廠物聯網平台。其中生產管理系統旨在搭建一個系統化、智能化的管理平台，方便工廠生產和數據管理。植物工廠物聯網[2]平台是基於植物工廠生產設備、傳感器等的遠程監控平台，對接植物工廠生產實時需求，便於提取設備監控數據，植物工廠員工遠程控制設備開關和參數，遠程監控集裝箱環境數據，方便植物工廠的設備管理。
二、案例背景介紹
植物工廠是通過高精度環境控制實現農作物連續生產的高效農業系統，是利用計算機對植物生育的溫度、濕度、光照、CO₂濃度以及營養液等環境條件進行自動控制，使設施內植物生育不受或很少受自然條件制約的省力型生產。植物工廠是科學技術發展到一定階段的必然產物，是現代農業的重要組成部分。
國外植物工廠發展較早，目前信息化控制程度也較高。與國外設施農業技術先進的國家相比，我國在植物工廠方面的研究與發展起步較晚，但經過對植物工廠環境控制系統的大量研究，我國也在植物工廠信息化方面形成諸多成果。
現階段植物工廠的信息化主要體現在農業物聯網「人-機-物」一體化互聯，可幫助人類以更加精細和動態的方式認知、管理和控制農業中各要素、各過程和各系統，極大提升人類對農業動植物生命本質的認知能力、農業複雜系統的調控能力和農業突發事件的處理能力。某企業探索將信息科技與農業結合，推出植物工廠生產管理系統和植物工廠物聯網平台，並在該企業的植物工廠中試基地實現應用，取得了較好的應用成效。
三、案例應用詳情
當前項目規劃為兩個應用部分，分別是生產管理系統和物聯網平台。通過PC端的管理系統和移動端的物聯網平台對植物工廠生產和業務進行支撐和管控。
1） 植物工廠生產管理系統
植物工廠生產管理系統分為四個層次：基礎設施層、基礎平台層、應用服務層、應用系統層。
基礎設施層主要是傳感器或者設備，這部分是植物工廠的基礎監控數據，系統通過數據採集流程，把數據傳入基礎平台層。
基礎平台層包含應用服務，關係數據庫，非關係數據庫，時序數據庫，然後根據應用服務層的各種功能進行數據分發。
基礎服務層主要是將各類功能模塊進行專業聚合，形成單獨的應用服務模塊，根據業務邏輯需求進行使用，避免相同的功能重複開發，降低功能模塊的耦合度，根據系統部署的需要，可以增刪必要和不必要的功能。
應用系統層是業務邏輯層，是展示給用戶的界面層，可以根據用戶的需求進行定製化開發，例如生產管理系統，生產監控系統，移動監控系統，移動報表系統等。
植物工廠生產管理系統的功能模塊主要分為：育苗管理，苗床管理，試驗新品，冷庫管理，工廠管理，報表管理，日常辦公，消息工具，設定管理等共計9個功能模塊。生產管理系統各功能模塊內容如下：
(1)苗床管理：育苗苗床（工廠苗床總覽），採收出貨/入庫，蟲害管理，植保措施。
(2)育苗管理：育苗室管理、育苗計劃、育苗詳情、種子管理。
(3)冷庫管理：冷庫管理，冷庫入庫審批單，冷庫出貨審批單。
(4)實驗新品：記錄實驗中的苗品數據。
(5)工廠管理：環境管控，耗材統計，電量統計。
(6)報表管理：總表，苗床產量表，入庫情況表，溯源表，出貨情況表，生產狀況表，苗床育苗情況表，耗材在庫統計表，出貨情況表。
(7) 消息工具：提示報警。
(8)日常辦公：每日點檢，異常處理，打卡設置。
(9)設定管理：工廠設定，症狀類型，菜品設定。
2）植物工廠物聯網平台
平台主要分環境監視、控制管理、系統管理，歷史記錄，參數優化等5個功能模塊。
平台各功能模塊功能如下：
(1) 環境管控：監控植物工廠的環境參數。
(2) 控制管理：根據設定的要求或者環境參數的變換，自動控制設備的運行。
(3) 系統管理：用戶管理，參數設定，數據分析設定等功能。
(4) 歷史記錄：查看歷史數據、歷史曲線，可以依據區域進行歷史數據對比。
(5) 參數優化：可以依據區域進行歷史數據對比，方便對比記錄，參數調優。等，已經開發一些數據模型，可以根據環境因素，自動調整設備參數，進行精準環境控制。
四、創新性與優勢
將先進信息技術與農業生產相結合，開發的植物工廠生產管理系統和物聯網平台，實現了植物工廠的智慧化生產與監控，打造了全國智慧農業系統的典範。
五、案例應用效益分析
植物工廠管理系統已在2018年3月在該企業植物工廠上線使用，同時也在不斷的優化管理系統功能和環境控制功能，完善管理系統的人性化操作、報表的完整性，同時滿足控制技術的網絡化、控制算法、智能化。植物工廠物聯網平台已在2018年10月上線。平台將計算機技術、無線傳感技術、智能控制技術、物聯網技術、大數據技術、雲計算技術等不斷的應用於植物工廠管理系統和環境控制。通過植物工廠生產管理系統對植物工廠進行生產管理和數據管理，同時通過植物工廠物聯網平台對植物工廠的設備信息和基礎信息進行實時監控和遠程控制。