粮库智能化建设与应用现状

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　　摘 要：智能化粮库是未来粮食行业发展的必然方向，本文就智能化粮库的建设背景、建设思路和原则、主要功能、建设的关键点、存在的问题和应用现状进行分析，以期让基层仓储工作者对智能化粮库有更加深入的了解。
　　关键词：智能化粮库;智能出入库;粮情监测;智能控温;智能气调
　　Abstract：Intelligent grain depot is the inevitable direction of the future development of the grain industry. This paper analyses the construction background， construction ideas and principles， main functions， key points of construction， existing problems and application status of the intelligent grain depot， in order to let the grassroots warehouse workers to have a deeper understanding of the intelligent grain depot.
　　Key words：Intelligent grain depot; Intelligent loading and unloading warehouse; Grain monitoring; Intelligent temperature control; Intelligent atmosphere control
　　中图分类号：TS210
　　1 智能化粮库建设背景
　　我国是人口大国，也是粮食消费大国，能否正确妥善地处理人口与粮食之间的平衡关系是关乎国家稳定与发展的一个非常重要的因素[1-2]。我国的粮食大多储备在全国各地的储备库中，当粮食供求出现大面积波动时，国家可以通过储备粮的出入库调节粮食供求关系、稳定市场。但随着近几年粮食仓房大范围的扩建改造，单仓仓容的存储量不断扩大，以及人民对食品安全的不断重视，传统凭经验的保管方式不再适合新形势和新任务下的粮食存储工作需求。为了适应新形势和新任务下的粮食存储工作需求，将自动化、信息化和集成化技术应用到粮食仓储管理工作中成为一种必然趋势[3]。其次，我国相关政府部门也提出要建设智能化粮库，国家粮食和物质储备局在2012年下发了《粮油存储仓储信息化建设指南》，2014年开始建设“6+3”的智能化模式，2016年7月发布《国家粮食局关于加快推进粮食行业供给侧结构性改革的指导意见》（国粮政〔2016〕152号）的重点任务中，指出全面推动行业信息化建设[4-5]。集自动化和信息化技术于一体的智能化粮库将极大地提升粮库的工作效率，消除“信息孤岛”，实现互联互通，有利于确保储备粮的储备安全和数量真实、更有利于粮食监管部门的监管。
　　2 智能化粮库的建设原则和思路
　　粮库的智能化还没有明确而清晰的定义，大多数文献对智能化对的理解认为：智能化是集现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术和智能控制技术为一体的集成化技术，其针对粮食储备过程中的粮情测控、通风、气调和视频监控等某一个方面的应用，从而实现粮油仓储业务的自动化、互联网化与智能化管理，推动了互联网+粮食模式的落地。其总体的设计思路应当遵循：两中心一平台、一套完整的粮食仓储物联网体系和相应的仓储物联网匹配技术。
　　先进性、实用性、经济性、可操作性和可持续性是目前多数粮库智能化建设遵循的基本原则[6]。先进性要求使用的技术是成熟、稳定、具有超前水平的;实用性要求使用的技术能解决生产中存在的问题，满足工作需求;经济性要求使用的技术能够有效提高管理和作业效率、效能，经济效果显著;可操作性要求使用的技术方便，简单易学，有针对性;可持续性要求在进行智能化粮库的建设时，使用的技术和设备是能够进行升级和后续开发建设的。在智能化粮库建设基本原则的指导下，努力做到功能性与实用性相结合，创新性与示范性相结合。
　　3 智能化粮库的主要功能
　　粮库管理的可视化、粮库作业的标准化、粮食仓储的现代化、粮食流通的信息化和决策分析智能化是粮库智能化建设的总体目标[7-8]。现代通信与信息技术、计算机网络技术和仓储新“四合一”技术的蓬勃发展推动了粮库的智能化建设，其建立实现了粮食仓储数据的标准化与集中化发展，通过利用数据整合与处理技术以及数字化仓库管理技术实现对粮库的垂直管控。智能化粮库的建设能够实现上级管理部门对粮库储粮的可视化管理，实现对粮库完整业务管理信息的直接查询与分析，通过系统强大的数据库和自我学习判断能力帮助管理层进行快速决策和风险管控。
　　智能化粮库主要有综合业务管理、智能仓储、智能出入库作业、智能安防、决策支持和储粮可视化管理6大业务功能[8-9]。其中，智能仓储是其核心功能，包括智能通风、智能温控、虫害远程在线检测及识别，少数粮库还具备智能烘干功能。智能化粮库的建设能够推进信息资源交换、共享、整合及服务，帮助管理人员实时掌握和了解粮库里的粮食情况，便于开展和安排工作，节省人力、物力、财力。
　　4 智能化粮库的建设的关键点
　　仓储智能化是在粮情监测的基础上实现的，因此必须保证粮情检测的准确性和稳定性，仓储智能化关键是如何将地域、外界环境、仓内环境、时间、品种、主观要求等要素充分融合到智能化云中心大数据库中，从而利用智能化云中心大数据进行分析、研判，为管理者的決策和指令操作提供参考，以此来实现智能化储粮。
　　5 智能化粮库建设中存在的问题
　　5.1 智能出入库方面
　　粮油质检是确保合格粮油进入储备库或市场的一道重要关卡[10]，在粮食的调拨过程中，人工感官检验仍是目前判定粮食品质的重要依据，粮食中的杂质、不完善粒、重金属残留、黄曲霉毒素等有害生物毒素的含量检验不仅要耗费大量的人力和物力，同时由于检验人员自身技术水平和经验的差异性，对接近临界点的储备粮油的判定合格与否具有争议，容易引起贸易纠纷[11]。加大对基于近红外技术或者人工智能AI等技术在质检方面的应用，不仅可以显著降低检验人员的劳动强度，满足粮食收购季节重金属等指标的快检，也可以有效避免临界粮油的贸易纠纷，更符合粮库向智能化、信息化的发展方向。 　　带式输送机是目前大多数平房仓主要的出入仓设备[12-13]，对输送机进行自动控制和智能化管理难度较大，缺乏对输送机信息化与智能化的相关研究和实践，建议先实现机械作业的集成化，再集成的基础上进行信息化和智能化创新。
　　5.2 粮情监测方面
　　粮食储藏中储粮害虫的发生分布规律与种群动态是其科学防治的依据和基础[14-15]，有效的粮情测控和系统能够帮助管理人员时刻了解粮食的状态，从而判断储粮的健康程度。目前采用的多参数粮情测控系统存在害虫检测误差较大、无法鉴别害虫的种类，缺少粮食水分和霉变等粮情因子的监测，缺乏储粮生态因子与粮食健康程度的对应规律模型，无法根据采集到的数据进行粮食健康程度的智能判定，缺少智能通风技术启闭需要的部分粮情数据。建议完善对粮堆水分、霉菌、虫害等传感器的功能和准确性，建立粮情因子与粮食实际健康状况的规律模型。
　　5.3 智能控温方面
　　温度是影响储粮品质安全的重要生态因子，温度高，粮食的氧化和陈化速率增加，品质劣化程度加快，影响储粮安全[16]。低温能够有效抑制粮堆生物体的生命活动，减少储粮损失，同时可以延缓粮食品质的劣变，延长粮食的储存年限，节省粮食轮换费用，但是低温储粮成本较高。智能控温技术则可以很好地解决储粮安全、储粮品质和经济效益的关系。目前探索和使用的智能控温技术包括兩大部分：夏季空调智能补冷控温，冬季智能通风降温[17-18]。夏季空调控仓温技术相对较为成熟，冬季降温通风时机的判定是关键点也是难点，目前采用的冬季智能降温技术缺少对粮情因子的综合研判分析模型。
　　5.4 智能气调方面
　　氮气气调作为一种绿色储粮技术很受粮食管理人员的欢迎，合理的氮气管道铺设、良好的仓房气密性是确保良好气调结果的先决条件[19]。关于粮食质量、水分、温湿度、霉菌等生态因子与气调时维持氮气浓度的关系缺乏相关研究。
　　6 智能化技术应用现状
　　智能化粮库的实时控制机制能够较好地反馈粮食的仓储状况，在这种情况下，粮库管理人员能够及时掌握粮库中的库存粮食数量与质量，利于企业进行使用决策。目前，粮库中常用的智能化技术主要有智能出入库技术、智能安防监控技术、粮情智能测控技术、智能通风技术、智能气调技术等[20]。智能化技术的应用解放了粮库的人力，节约了企业成本。智能化最大的优势就是利用其庞大的数据库对未来的粮食仓储工作进行预判，从而更好地确保储粮数量和质量安全。
　　7 展望
　　随着现如今仓储技术和互联网的快速发展，智能化粮库建设将成为未来粮食仓储行业发展的必然趋势，同时也是粮食仓储企业实现智慧管理的有效方式。对于智能化粮库而言，其还需要在不断的实践和研究中进行完善，智能化粮库的建设能够让粮库的信息互通互享、仓储作业以及粮情监测等更加快捷，进而节约大量人力与物力，有利于粮食仓储行业的可持续发展。
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