葡萄酒酒窖信息化管控系統(tǒng)的建立與應(yīng)用

劉玉超，武峰，邱虎，蹇木棟，李進(jìn)*

（中糧長城葡萄酒（蓬萊）有限公司，山東蓬萊 265608）

關(guān)鍵字：酒窖；信息化系統(tǒng)；質(zhì)量管控；應(yīng)用

葡萄酒產(chǎn)業(yè)在我國是一個新興產(chǎn)業(yè)，具有非常大的發(fā)展?jié)摿?，通過幾十年的發(fā)展，產(chǎn)品品質(zhì)顯著提高，產(chǎn)量和消費(fèi)量不斷攀升[1]。自2010年后，我國酒品類釀造行業(yè)進(jìn)入一個信息化技術(shù)與數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)展的高峰期，企業(yè)希望通過利用信息數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展模式的創(chuàng)新[2]。在工業(yè)化生產(chǎn)中信息技術(shù)的實施環(huán)境日趨繁雜，以往傳統(tǒng)的檢測和控制已不能滿足人們對現(xiàn)場環(huán)境控制的要求。葡萄酒新興國家如澳大利亞、美國、新西蘭等大型葡萄酒企業(yè)，已成功將區(qū)域鏈和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入種植基地、酒窖、生產(chǎn)車間等，實現(xiàn)了葡萄酒生產(chǎn)過程信息的自動采集、自動傳輸和智能控制，極大的提高了勞動生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量控制能力得到進(jìn)一步提升。

1 葡萄酒酒窖信息化管控系統(tǒng)建立的必要性

21世紀(jì)是信息經(jīng)濟(jì)的時代，隨著“兩化融合”的不斷深入，信息化已成為葡萄酒產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的標(biāo)志和關(guān)鍵，利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使信息技術(shù)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合，已成為葡萄酒產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必然趨勢[3]。

近年來隨著國內(nèi)葡萄酒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，不同產(chǎn)區(qū)涌現(xiàn)出眾多精品酒莊。酒莊出于酒質(zhì)管理的需要多配套建有酒窖，酒窖管理在葡萄酒生產(chǎn)運(yùn)營過程中的重要性日益凸顯。如何將酒窖管理同信息化系統(tǒng)結(jié)合，將現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)自動控制技術(shù)運(yùn)用在酒窖管理過程中，為葡萄酒創(chuàng)造一個良好的熟化環(huán)境，成為眾多酒企或酒莊的迫切需求。

2 葡萄酒酒窖信息化管控系統(tǒng)的建立

葡萄酒酒窖管理有其自身的特殊性，酒窖根據(jù)存儲酒的性質(zhì)可能存在瓶儲區(qū)和木桶儲存區(qū)，大型葡萄酒酒窖也承擔(dān)旅游參觀功能[4]。管控系統(tǒng)設(shè)計需緊密結(jié)合生產(chǎn)實際需求，考慮到生產(chǎn)組織、信息管理方面存在復(fù)雜性，酒窖自動化管控系統(tǒng)由終端收集設(shè)備、信號傳輸設(shè)備、大數(shù)據(jù)軟件服務(wù)器等硬件組成，我國的遠(yuǎn)程控制模塊、中繼器等產(chǎn)品與數(shù)字傳感器相結(jié)合，產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)都達(dá)到國際水平[5]。大數(shù)據(jù)軟件服務(wù)器，內(nèi)置有數(shù)字化管控軟件，以及配套的手機(jī)APP。同時將酒窖生產(chǎn)設(shè)備和原酒信息賦予“二維碼”，以“二維碼”為信息載體，實現(xiàn)釀造工藝信息、質(zhì)量檢測信息在酒窖操作員、質(zhì)檢專員等部門間進(jìn)行傳導(dǎo)反饋，打破數(shù)據(jù)庫壁壘。通過對傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式的改造和升級，完成由經(jīng)驗管理、模糊管理向精準(zhǔn)化、數(shù)字化管理。

2.1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

葡萄酒酒窖信息化管控系統(tǒng)分為5大部分，圖1為系統(tǒng)功能架構(gòu)圖。

2.2 系統(tǒng)主要功能

2.2.1 基礎(chǔ)信息管理

基礎(chǔ)信息管理主要是指系統(tǒng)對硬件設(shè)施、生產(chǎn)設(shè)備的分類標(biāo)準(zhǔn)化管控，將中央空調(diào)、溫濕度檢測儀、橡木桶、木桶清洗機(jī)、瓶儲框等設(shè)備基礎(chǔ)信息以“二維碼”為載體錄入大數(shù)據(jù)處理器。此部分端口為開放式，可以根據(jù)酒窖是否有旅游參觀功能，接入訪客管理系統(tǒng)的硬件，如指紋識別門等。

2.2.2 日常業(yè)務(wù)管理

釀酒師通過手持終端將酒窖原酒日常感官品嘗記錄導(dǎo)入系統(tǒng)，系統(tǒng)通過Nrf24L01進(jìn)行通訊實現(xiàn)無線傳輸，控制器對各個酒窖子模塊記性控制將信息傳輸至后臺處理器[6]，后臺處理器經(jīng)過軟件分析，將原酒品嘗信息通過無線數(shù)傳系統(tǒng)傳回質(zhì)量管理專員和酒窖操作員，酒窖操作員結(jié)合溫濕度數(shù)據(jù)分析結(jié)果和釀酒師感官品嘗結(jié)果分析指導(dǎo)后續(xù)的原酒出窖或者理化指標(biāo)檢測等工作。詳細(xì)流程見圖2。

2.2.3 報表管理

根據(jù)酒窖管理需求，將酒窖管理過程中相關(guān)操作記錄及報表數(shù)字化，對酒窖原酒和木桶的品種、數(shù)量、等級、存儲時長、理化指標(biāo)、使用次數(shù)等酒窖數(shù)據(jù)同中央“數(shù)據(jù)庫”信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)統(tǒng)計，通過報表統(tǒng)計分析，大幅度提高生產(chǎn)效率和經(jīng)營決策水平。

2.2.4 酒質(zhì)質(zhì)量分析

系統(tǒng)在每個關(guān)鍵工藝處理后建立質(zhì)量檢測關(guān)卡，其通過月度理化指標(biāo)例檢自查機(jī)制，自動對比檢測結(jié)果與同批次原酒同階段數(shù)據(jù)，統(tǒng)計并進(jìn)行趨勢分析，出現(xiàn)異常即時報警，建立“關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)異常否決制”，杜絕不合格產(chǎn)品進(jìn)入下一道生產(chǎn)工序，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的質(zhì)量安全。

2.2.5 酒質(zhì)追溯管理

包括酒窖原酒流向追溯管理和原酒質(zhì)量追溯管理。主要針對酒窖日常生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題快速查找并分析，及時明確責(zé)任采取改進(jìn)措施，提高產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全管理水平。追溯系統(tǒng)反應(yīng)的靈敏性直接決定企業(yè)對市場問題的反應(yīng)速度，根據(jù)葡萄酒的召回原因和產(chǎn)品在生產(chǎn)鏈中的位置，快速確定召回等級啟動召回，迅速縮小問題產(chǎn)品影響范圍，維護(hù)公司品牌形象[7]。

2.3 系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)

系統(tǒng)運(yùn)行過程和酒窖日常管理活動相融合，服務(wù)器外延的手持終端APP，可接收原酒出桶、入桶的操作指令單，酒窖操作人員通過掃描原酒儲罐、橡木桶、酒窖庫位“二維碼”，將原酒信息、木桶信息以及酒窖庫位信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)，確保了酒窖原酒出桶、入桶原酒正確性和橡木桶的準(zhǔn)確定位查找。

環(huán)境控制方面：系統(tǒng)在設(shè)計過程中對現(xiàn)場參數(shù)進(jìn)行測量和控制，數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)自動測量溫度并顯示，根據(jù)溫濕度設(shè)定值，能夠有聲音報警，并自動啟動或關(guān)閉中央空調(diào)[8]。數(shù)據(jù)采集由DH11溫度傳感器和STC89C52單片機(jī)實現(xiàn)，對溫濕度數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收由nRF24L01無線模塊實現(xiàn)，PC機(jī)主要執(zhí)行數(shù)據(jù)處理與通信工作[9]。溫濕度傳感器將酒窖環(huán)境數(shù)據(jù)收集并發(fā)送至數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)儲存器匯總后通過路由器發(fā)送至酒窖信息管理模塊的數(shù)據(jù)服務(wù)器，交由管理管理系統(tǒng)進(jìn)行記錄、分析等工作，實現(xiàn)硬件設(shè)備對酒窖環(huán)境的監(jiān)控。

3 葡萄酒酒窖信息化管控系統(tǒng)的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用展示

酒窖信息化管控系統(tǒng)的功能界面劃分明確（見圖4），系統(tǒng)主界面可以實現(xiàn)酒窖日常管理工單下達(dá)，報表一鍵導(dǎo)出，酒窖物料信息和原酒質(zhì)量信息查詢等功能。在主頁面內(nèi)可以根據(jù)需求快速調(diào)取酒窖不同酒質(zhì)的生產(chǎn)記錄，實現(xiàn)不同酒質(zhì)一鍵化查詢。

功能界面可以根據(jù)需求切換至圖示化界面（圖5），圖示化界面主要特點是直觀、明確。圖示界面可以看到酒窖內(nèi)實時溫度、濕度，酒窖對溫度的要求是苛刻的，葡萄酒的正常陳釀溫度在10～16 ℃，濕度在60%～70%，溫濕度需要恒定，否則會導(dǎo)致酒在木桶熟化過程中產(chǎn)生不需要的物質(zhì)甚至變質(zhì)[10]。同時圖示化下方的木桶庫位圖和酒窖桶儲區(qū)批次報表可以一鍵切換，根據(jù)需求迅速查找不同酒質(zhì)、木桶位置及酒質(zhì)的理化指標(biāo)。

3.2 酒窖管控系統(tǒng)功能優(yōu)勢

（1）溫濕度自動采集。系統(tǒng)實時采集酒窖溫濕度，接近臨限值時系統(tǒng)發(fā)出報警，保證酒窖良好的陳釀環(huán)境。

（2）自動判定功能。系統(tǒng)在桶儲過程中，對揮發(fā)酸、游離二氧化硫等關(guān)鍵指標(biāo)配置參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并自動判定預(yù)警，實現(xiàn)桶儲酒規(guī)范化管理。

（3）自動提醒功能。系統(tǒng)定期提醒添桶調(diào)硫、感官品評，避免人為疏漏造成的工作滯后現(xiàn)象，提升桶儲陳釀管理的精準(zhǔn)度。

（4）庫存報表。系統(tǒng)實時統(tǒng)計酒窖內(nèi)原酒庫存品種、數(shù)量等信息，提供酒窖桶儲原酒庫存管理準(zhǔn)確性。

4 結(jié)論

葡萄酒酒窖信息化管控系統(tǒng)強(qiáng)化酒窖日常管理過程。通過溫度、濕度的實施監(jiān)測提醒避免酒窖小環(huán)境的劇烈變化。利用原酒質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，自動判定和提醒功能，為酒窖日常操作提供數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)酒窖精細(xì)化管理。各酒莊可以根據(jù)自身需要選擇和設(shè)計合適的管控系統(tǒng)以滿足管理者對高檔原酒精細(xì)化管控的要求，同時可以開發(fā)葡萄酒釀酒儲藏工藝旅游資源，利用各具特色的葡萄酒酒窖向旅游者展示企業(yè)文化內(nèi)涵和品牌形象[11]。