淺談信息化技術(shù)在食品加工與生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

邱秉慧 ，王海濱

（1.襄陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北襄陽(yáng) 441050；2.武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢 430023）

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái)，信息化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在政府管理、食品安全監(jiān)管中扮演的重要角色。食品信息化是食品全過(guò)程的信息化，是在食品領(lǐng)域全面地發(fā)展和應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，并滲透到食品生產(chǎn)的各個(gè)過(guò)程和具體環(huán)節(jié)，以加速對(duì)傳統(tǒng)食品行業(yè)改造，大幅度地提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)力水平，促進(jìn)食品行業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定、高效發(fā)展的過(guò)程。

信息化在食品領(lǐng)域的提出較晚，但是，在我國(guó)利用電磁感應(yīng)等原理研發(fā)出來(lái)的金屬探測(cè)儀[1]和利用離子交換層析法測(cè)量水分活度的水分活度儀[2]早在上個(gè)世紀(jì)八九十年代就已經(jīng)被研制出來(lái)，并在當(dāng)時(shí)已經(jīng)應(yīng)用于食品加工和生產(chǎn)管理。

物聯(lián)網(wǎng)是指經(jīng)由各類信息傳感設(shè)備，例如傳感器、射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等裝置和技術(shù)，實(shí)時(shí)采集所需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體信息如：聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等，最后通過(guò)和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)所要實(shí)現(xiàn)的終極目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人以及所有物品與網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。[3]未來(lái)大眾對(duì)食品品質(zhì)和安全性的要求會(huì)不斷提高，食品加工與生產(chǎn)管理中對(duì)信息技術(shù)的使用也會(huì)逐漸增多。

1 測(cè)控技術(shù)與信息采集技術(shù)在食品生產(chǎn)全過(guò)程的應(yīng)用

測(cè)控技術(shù)和信息采集技術(shù)結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品生產(chǎn)全過(guò)程中的應(yīng)用，可為食品生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的科技支撐。

計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)鑒定和分級(jí)主要是利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，獲取農(nóng)產(chǎn)品表面物理參數(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)估和分級(jí)。在食品生產(chǎn)全過(guò)程監(jiān)控中常利用傳感器+網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集：如常利用溫度傳感器對(duì)溫度進(jìn)行采集，利用紅外探測(cè)器對(duì)二氧化碳濃度進(jìn)行采集，利用電化學(xué)傳感器，對(duì)pH值進(jìn)行采集，[4]利用條碼技術(shù)和射頻技術(shù)做溯源信息自動(dòng)采集，[5]將近紅外光譜儀提供的測(cè)量數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算感官屬性（風(fēng)味、香味、質(zhì)地等），它不需要制備任何樣品而且是無(wú)損檢測(cè)。[6]這些與其他技術(shù)和分析手段相融合，能夠完成食品原材料生產(chǎn)和食品加工環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完成一些自動(dòng)化調(diào)整。[7]

2 專業(yè)分析與管理軟件在食品生產(chǎn)管理中的應(yīng)用

專業(yè)分析軟件在食品生產(chǎn)管理中的應(yīng)用，主要集中在多元信息提取、故障分析與查找和信息比對(duì)、數(shù)據(jù)分析等具體的分析中。一般借助專業(yè)分析軟件，進(jìn)行顯著性分析，逐步回歸分析，主成分分析，聚類分析等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘得出相應(yīng)的專業(yè)性結(jié)論。

ERP也稱企業(yè)資源計(jì)劃，這類專業(yè)管理軟件是可以用在大部分企業(yè)的生產(chǎn)及銷售過(guò)程中人財(cái)物和信息的管理。主要是食品企業(yè)利用專業(yè)管理軟件等信息化手段通過(guò)對(duì)人財(cái)物的管理對(duì)食品企業(yè)進(jìn)行流程化管理，從而達(dá)到降低成本提高效益的目的。以大型公司常用的SAP的專業(yè)管理軟件系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)由財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)、人力資源應(yīng)用、后勤應(yīng)用和SD模塊四大領(lǐng)域構(gòu)成。食品生產(chǎn)管理經(jīng)常用的后勤應(yīng)用（也稱供應(yīng)鏈）模塊，包括MM-物料管理、PP-生產(chǎn)計(jì)劃與控制、LE-后勤執(zhí)行、QM-質(zhì)量管理與CO-控制，[8]借助軟件對(duì)物品“進(jìn)銷存”、“產(chǎn)供銷”管理，完成日常工作中的生產(chǎn)訂單、采購(gòu)訂單，生產(chǎn)計(jì)劃、排班等具體工作內(nèi)容。與傳統(tǒng)生產(chǎn)管理模式相比，不僅節(jié)省了時(shí)間成本和人員往來(lái)的經(jīng)費(fèi)成本，同時(shí)為原材料貯藏、原材料盤點(diǎn)、核算、合理安排生產(chǎn)提供了科學(xué)理論的數(shù)據(jù)支撐，使企業(yè)中發(fā)展的過(guò)程中盡量做到資源合理配置，并且通過(guò)對(duì)歷年食品企業(yè)軟件系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)的深挖，能為企業(yè)中長(zhǎng)遠(yuǎn)期發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃和季節(jié)性產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整指明方向，因此在食品企業(yè)管理方面意義重大。

3 信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在產(chǎn)品的品控和研發(fā)中的應(yīng)用

在食品加工領(lǐng)域有“得標(biāo)準(zhǔn)者得天下”這一說(shuō)法，生產(chǎn)出來(lái)高品質(zhì)、高標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品離不開食品質(zhì)量管理體系。借助信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將企業(yè)食品安全控制體系在繁雜的食品生產(chǎn)中能順利搭建，并為產(chǎn)品的品質(zhì)和安全保駕護(hù)航。

在食品生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)把控環(huán)節(jié)，深入挖掘計(jì)算機(jī)信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用并融入到加工生產(chǎn)管理過(guò)程如產(chǎn)品研發(fā)與對(duì)比、品質(zhì)分析、生產(chǎn)限值要求等具體工作中，將成為食品企業(yè)品質(zhì)提升的利器。

同時(shí)一些高精尖的信息化手段也為產(chǎn)品的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和研發(fā)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐，如研發(fā)人員在做工藝流程調(diào)整和工藝配方設(shè)計(jì)中，可以借助這些手段可以在短時(shí)間內(nèi)從一批配方和工藝流程中找到最佳方案。以感官指標(biāo)檢測(cè)為例，產(chǎn)品的氣味，口感等食品品控的重要且復(fù)雜的指標(biāo)，因食品本身成分復(fù)雜、種類多樣，同時(shí)受受試者本身、嗜好、偏好等因素影響較大，常規(guī)檢測(cè)很難得出科學(xué)、全面的量化指標(biāo)。而以電子舌、電子鼻等技術(shù)為代表的技術(shù)在食品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)、等級(jí)判定、類別識(shí)別、成份檢測(cè)、貯藏保鮮、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)測(cè)與控制等方面的應(yīng)用為解決這類問(wèn)題提供了思路。[9]

4 食品信息化、智能化的實(shí)現(xiàn)與意義

信息技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化使食品信息化、智能化的實(shí)現(xiàn)成為可能，對(duì)食品加工和生產(chǎn)管理模式的不斷升級(jí)和創(chuàng)新具有重要意義。

在食品的加工和生產(chǎn)管理過(guò)程中，一些工作環(huán)境差、安全風(fēng)險(xiǎn)大、勞動(dòng)強(qiáng)度大的崗位，存在部分崗位長(zhǎng)期招不到工人的現(xiàn)象。而利用測(cè)控技術(shù)、視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)、分揀多媒體-語(yǔ)音功能等信息化技術(shù)，在此類崗位中，盡量減少人工，由多人生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)化為少人生產(chǎn)或無(wú)人生產(chǎn)車間，不僅解決了加工生產(chǎn)中的人員不足的問(wèn)題，避免了因人工操作帶入的部分污染，同時(shí)控制人力成本、提升產(chǎn)出，規(guī)避企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的安全性和穩(wěn)定性、提高產(chǎn)品質(zhì)量，在食品加工和生產(chǎn)管理方面做到了提效率、增效益。