全自動(dòng)茶產(chǎn)品包裝器械電氣控制軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

耿 亞

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇常州 213164）

1 全自動(dòng)茶產(chǎn)品包裝器械設(shè)計(jì)需求

1.1 茶葉供應(yīng)基數(shù)需求

茶文化在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)平臺，實(shí)現(xiàn)了二次流行的繁榮景象，茶葉類產(chǎn)品的國內(nèi)產(chǎn)銷量也在茶文化的發(fā)展下不斷攀升，部分茶產(chǎn)品甚至出現(xiàn)了供需不足的情況。國家“一帶一路”的推進(jìn)，茶產(chǎn)品除國內(nèi)的產(chǎn)銷量外，國外的出口量也持續(xù)擴(kuò)大。由此，茶葉供應(yīng)基數(shù)較大。據(jù)《2018-2023年中國茶行業(yè)市場分析與投資咨詢報(bào)告》顯示，未來十年，我國茶葉產(chǎn)銷量依舊繼續(xù)攀升。在大基數(shù)的產(chǎn)品需求下，茶產(chǎn)品的包裝設(shè)計(jì)開始創(chuàng)新發(fā)展，茶產(chǎn)品包裝器械的電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)也需要不斷更1.2人工變動(dòng)效率需求

在大基數(shù)茶產(chǎn)品的需求量下，傳統(tǒng)的人力手工包裝甚至半自動(dòng)器械包裝，都已經(jīng)不再適應(yīng)制茶工廠。一方面，人工勞動(dòng)力的工作效率及工作質(zhì)量具有流變性。針對部分關(guān)鍵的包裝崗位，當(dāng)人力工作安排具有變動(dòng)時(shí)，包裝循環(huán)鏈上的缺位問題會(huì)影響整體效率。并且，人作為情感需求個(gè)體，其身體狀態(tài)的好壞及個(gè)人情緒，都會(huì)影響工作質(zhì)量。另一方面，同等效率下的人工成本相較于機(jī)器成本更高。且隨著我國義務(wù)教育的開展，學(xué)術(shù)型人才增多、技術(shù)性人才減少，人工勞動(dòng)力成本較以往有所增加。由此，無論從包裝效率、包裝質(zhì)量還是包裝耗費(fèi)成本來考量，人工勞動(dòng)力已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的茶包裝需求。在此情況下，茶包裝的自動(dòng)化設(shè)備器械開始大規(guī)模生產(chǎn)，大規(guī)模產(chǎn)出下政府對器械電氣控制系統(tǒng)的監(jiān)測手段也在不斷升級。

1.3 消費(fèi)群體無菌需求

社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)效益的提升下，人民對物質(zhì)生活的質(zhì)量要求提升，對茶葉的要求從解渴、清神上升到對口感、品牌的要求，對茶包裝的要求也從盛放茶葉的器物上升到對包裝設(shè)計(jì)美感、包裝保鮮質(zhì)量、包裝潔凈度等更高層次的需求?，F(xiàn)階段消費(fèi)群體對茶食品包裝的“無菌需求”，促進(jìn)茶工廠必須在全自動(dòng)一體操作無菌空間下進(jìn)行包裝作業(yè)。例如云南白茶市場，就以“鎖鮮裝”的定義進(jìn)行茶葉推廣。白茶工廠將白茶加工后，以全自動(dòng)無菌包裝技術(shù)，將未被烘干處理的茶葉直接進(jìn)行封閉裝盒，全過程均以無人電氣系統(tǒng)進(jìn)行中控操作，線路簡單經(jīng)濟(jì)、操作方便快捷，既能夠滿足市場對無菌操作的需求，又可控制包裝成本、提升經(jīng)濟(jì)效益?？梢?，茶產(chǎn)品全自動(dòng)器械下無人化包裝，已經(jīng)成為現(xiàn)代茶市場的包裝制作趨勢。

2 現(xiàn)行包裝器械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)探究

2.1 全自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)度探究

現(xiàn)階段的茶產(chǎn)品全自動(dòng)包裝器械，以“全自動(dòng)”概念進(jìn)行推廣及包裝制作，但其并不能真正的實(shí)現(xiàn)百分之百地全自動(dòng)無人化使用。以電氣系統(tǒng)的制動(dòng)停車為例，一般茶工廠包裝器械的電氣系統(tǒng)，都會(huì)有自動(dòng)制動(dòng)及手動(dòng)調(diào)試等操作開關(guān)，以防在電氣供應(yīng)線路出現(xiàn)問題時(shí)，設(shè)備能夠自動(dòng)采取迅速停車、斷電等控制環(huán)節(jié)，但在組合開關(guān)或緊急能耗制動(dòng)等問題上，仍需手動(dòng)操控調(diào)試。即自動(dòng)控制系統(tǒng)僅僅能夠起到“暫停錯(cuò)誤”的作用，其錯(cuò)誤的解決及重啟還需要人工手動(dòng)進(jìn)行操作。

2.2 人工復(fù)檢糾錯(cuò)度探究

全自動(dòng)化器械包裝無法實(shí)現(xiàn)自身的錯(cuò)誤改正及零件修復(fù)，因此，定期的人工復(fù)檢是全自動(dòng)器械的必要環(huán)節(jié)。針對未出廠的包裝器械或者已經(jīng)正在使用的包裝器械，人工復(fù)檢都是在機(jī)器自動(dòng)檢查后的必要步驟，以往，人工復(fù)檢能夠檢測出機(jī)器正常程序檢測不出的反向問題，但人工復(fù)檢的糾錯(cuò)度卻存在糾錯(cuò)率低及內(nèi)部細(xì)節(jié)糾錯(cuò)不全面等問題。隨著近年來包裝器械的精密化發(fā)展，器械設(shè)備的精度及操作復(fù)雜性已經(jīng)到了肉眼難以辨別的高度，人工復(fù)檢的難度越來越大，人工復(fù)檢糾錯(cuò)失敗率由以往的13%上升到21.8%。針對許多器械內(nèi)部含有精密算法的零件，人工無法復(fù)檢出因微小事物而可能出現(xiàn)的隱藏性器械故障，即人工復(fù)檢的預(yù)測性也稍有不足。并且，在茶工廠人員儲備需求不足的情況下，人力檢測專員的基數(shù)也在縮水、而包裝器械電氣系統(tǒng)的精度及基數(shù)卻在增加，且針對部分電氣系統(tǒng)的安全檢查，人工復(fù)檢存在人力安全隱患。在此情況下，必須以人工思維完成機(jī)器復(fù)檢或第三方系統(tǒng)對電氣系統(tǒng)的的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面監(jiān)察。

2.3 數(shù)字化測量調(diào)試探究

電氣控制系統(tǒng)對設(shè)備有控制、保護(hù)、測量等功能，數(shù)字化測量調(diào)試不同于人工復(fù)檢，其調(diào)試測量的是系統(tǒng)配置及器械設(shè)備工作時(shí)整體性的適宜度，而非是系統(tǒng)內(nèi)部的錯(cuò)誤性問題。電氣控制系統(tǒng)的數(shù)字化測量手段，可對器械設(shè)備和自身系統(tǒng)不斷進(jìn)行升級，但其測量升級都是“單向性”的單次升級作用，而不具有多向性的數(shù)據(jù)比較分析功能。以全自動(dòng)拉伸膜真空包裝機(jī)的測量調(diào)試為例，其在把薄膜加熱的過程中，電氣系統(tǒng)對其加熱溫度的調(diào)試隨著實(shí)驗(yàn)不斷精準(zhǔn)升級，但每次升級的數(shù)據(jù)并沒有在計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接錄入，也沒有與其他廠家或地區(qū)的同等器械設(shè)備的加熱溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，因此，其數(shù)字化的測量調(diào)試不具有對比后的最佳考察性?，F(xiàn)如今，多數(shù)全自動(dòng)茶包裝器械的電氣系統(tǒng)日常數(shù)據(jù)，還沒有與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)直接聯(lián)結(jié)，這就導(dǎo)致電氣系統(tǒng)測量調(diào)試時(shí)數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)、數(shù)據(jù)不全面下更新升級慢等問題。

3 全自動(dòng)茶包裝器械電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)化路徑

3.1 智能思維導(dǎo)入中控系統(tǒng)

鑒于“全自動(dòng)化”實(shí)現(xiàn)的不全面性，以計(jì)算機(jī)人工智能思維導(dǎo)入器械設(shè)備的中控系統(tǒng)，在電氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)模擬人工思維，對電氣系統(tǒng)進(jìn)行制動(dòng)停車等操作。對于半自動(dòng)化需要的人工操控行為，智能思維不僅能夠模擬人腦進(jìn)行正確判斷，還能夠?qū)赡馨l(fā)生的電氣系統(tǒng)故障進(jìn)行預(yù)判，提前手動(dòng)停止設(shè)備運(yùn)行，省去電氣系統(tǒng)發(fā)生故障后再停止的耗費(fèi)維修成本。

3.2 第三方監(jiān)測及反饋系統(tǒng)

人工復(fù)檢的糾錯(cuò)度不僅存在問題，其糾錯(cuò)后的反饋度也十分緩慢。鑒于對電氣系統(tǒng)監(jiān)測的權(quán)威性，以第三方監(jiān)測及反饋系統(tǒng)錄入電氣設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體環(huán)節(jié)，以紅外感應(yīng)、時(shí)時(shí)監(jiān)測、即實(shí)反饋的形式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)設(shè)備中的零件故障。以紅外射感進(jìn)行覆蓋式監(jiān)測，不僅能夠省去人工復(fù)檢的人力復(fù)雜環(huán)節(jié)，其紅外感應(yīng)技術(shù)還能夠察覺到肉眼觀測不到的內(nèi)部微小細(xì)節(jié)。在監(jiān)測后的即實(shí)反饋系統(tǒng)中，第三方監(jiān)測數(shù)據(jù)直接傳達(dá)給檢修工廠或整改機(jī)構(gòu)，也可預(yù)防茶工廠內(nèi)部檢修不到位、隱瞞器械故障繼續(xù)工作后導(dǎo)致茶產(chǎn)品包裝不嚴(yán)、茶產(chǎn)品保質(zhì)期限不佳等茶葉質(zhì)量問題。

3.3 區(qū)域網(wǎng)鏈同步升級平臺

在計(jì)算機(jī)云存儲數(shù)據(jù)庫導(dǎo)入電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)后，電氣系統(tǒng)的日常操作調(diào)試、及啟動(dòng)后的各類數(shù)據(jù)都能夠即實(shí)反饋在計(jì)算機(jī)頁面上?；诖?，在同區(qū)域或同民族設(shè)置電氣控制設(shè)計(jì)主題的區(qū)域網(wǎng)鏈社交平臺，其不僅能夠?qū)υO(shè)備的維護(hù)問題進(jìn)行交流探討，還能夠在數(shù)據(jù)對比分析下，確保以最佳更新方式對設(shè)備進(jìn)行更新升級。除此之外，針對不同區(qū)域茶種的特殊性，對網(wǎng)鏈平臺本地茶種可用的特殊包裝類器械設(shè)備的數(shù)據(jù)調(diào)試，也能夠以區(qū)域性、專業(yè)性的視角入手，在保障本民族茶葉的保鮮度的同時(shí)，進(jìn)行電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的微調(diào)控，以達(dá)到保障質(zhì)量下電氣系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)節(jié)能減排的效果。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段的茶產(chǎn)品全自動(dòng)包裝器械，以“全自動(dòng)”概念進(jìn)行推廣及包裝制作，但其并不能真正的實(shí)現(xiàn)百分之百的全自動(dòng)無人化使用。通過智能思維導(dǎo)入中控系統(tǒng)、第三方監(jiān)測反饋系統(tǒng)、區(qū)域網(wǎng)鏈同步升級平臺等路徑，將計(jì)算機(jī)高科技技術(shù)融入全自動(dòng)茶包裝電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)路徑中，以保障電氣系統(tǒng)能夠在智能、安全、有效的環(huán)境中運(yùn)行，達(dá)到維護(hù)機(jī)器壽命、提高節(jié)能程度及升級更新設(shè)備提高效率等效用，促進(jìn)茶包裝市場的現(xiàn)代化發(fā)展，推進(jìn)茶產(chǎn)品的可持續(xù)繁榮。