CN113496090A - 一种板鸭加工品质的管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板鸭加工品质的管理系统，所述品质的管理系统包括依次连接的原料配制部、多个原料存储部、多个冷加工部、热加工部和包装部，以及制定原料批次分配方案的管理中心，其中各部包括一个或多个存储单元、操作日志用于表示上下游工序之间的原料分配关系，管理中心根据生产计划和分配原则，建立优化模型制定原料批次分配方案，降低了产品质量溯源范围和难度降低企业的召回成本。

Description

一种板鸭加工品质的管理系统
技术领域
本发明涉及农产品加工的品质管理技术，尤其涉及一种板鸭加工品质的管理方法和管理系统。
背景技术
对于农产品加工品质的监管主要集中在农产品的溯源，例如CN1560778A的那种食用农副产品质量安全管理与监控追踪系统。这类系统缺乏对配料、添加剂的监管。CN105574671A、CN105184439A等文献提供了对配料工序的监管，但是在连续生产时又容易导致产品质量监管复杂。因此，现有技术有进一步改进的必要。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种板鸭加工品质的管理系统，用于解决连续生产过程中原料在冷加工阶段或热加工阶段流转后导致产品质量监管困难的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种板鸭加工品质的管理系统，包括依次连接的原料配制部、多个原料存储部、多个冷加工部、热加工部以及包装部，其中，
原料存储部用于存储腌制液，原料存储部具有对应的储罐编码，原料存储部包括第一记录单元，第一记录单元记录原料存储部的腌制液余量；
原料配制部用于配制腌制液，每次腌制液配料工序具有对应的第一工序编码，原料配制部具有第一存储单元，该第一存储单元具有多个第一操作日志，第一操作日志包括第一工序编码和多个储罐编码；
冷加工部使用腌制液将鸭肉腌制成半成品，每次鸭肉腌制工序具有对应的第二工序编码，冷加工部具有第二存储单元，第二存储单元具有第二操作日志，该第二操作日志包括冷加工部编码、第二工序编码以及第一操作日志；
热加工部接收半成品并烘干制成板鸭产品，每次半成品烘干工序具有对应的第三工序编码，热加工部具有第三存储单元，第三存储单元具有多个第三操作日志，该第三操作日志包括热加工部编码、第三工序编码以及第二操作日志；
包装部将板鸭产品封装在一包装物内，包装物外侧固定一商品编码，该商品编码映射至第三操作日志；
该品质的管理系统还包括一管理中心，管理中心根据需求文件和多个原料存储部的腌制液余量生成任意冷加工部的原料批次分配方案，冷加工部根据该原料批次分配方案从至少一个的原料存储部提取腌制液。
在本发明中，管理中心根据以下步骤生成原料批次分配方案：
根据需求文件的需求总量S生成冷加工部的原料需求Rt，其中，
Figure 895321DEST_PATH_IMAGE001
，k为冷加工部的数量；
提取使得
Figure 546882DEST_PATH_IMAGE002
最小的多个第一工序编码，将该多个第一工序编码的多个原料存储部逐一分配至k个冷加工部，其中，
Figure 185674DEST_PATH_IMAGE003
，Ci为第一工序编码i的多个原料存储部的腌制液余量，N为任意第一工序编码，N≥1；
提取使得
Figure 315304DEST_PATH_IMAGE004
最小的一个第一工序编码，将该第一工序编码的多个原料存储部逐一分配至k个冷加工部，其中，Cj为第一工序编码j的多个原料存储部的腌制液余量，
根据原料存储部与冷加工部的分配关系确定原料批次分配方案，原料批次分配方案包含冷加工部的冷加工部编码与原料存储部的存储编码。
在本发明中，原料配制部具有第二记录单元，第二记录单元用于记录任意第一工序编码的配料工序记录。
在本发明中，冷加工部具有第三记录单元，第三记录单元用于记录任意第二工序编码的腌制工序记录。
在本发明中，热加工部具有第四记录单元，第四记录单元用于记录任意第三工序编码的烘干工序记录。
在本发明中，管理中心根据以下步骤生成原料批次分配方案：
步骤1：对应于任意冷加工批次的原料需求量，计算所有原料批次分配方案的批次混合度Z；
步骤2：根据每个原料存储部的腌制液余量计算原料批次使用率P；
步骤3：以批次混合度最小化原则、原料批次使用率最大化原则，将原料批次混合度作为首要考虑因素，将原料批次使用率作为次要考虑因素建立数学模型计算确定原料批次分配方案。
在本发明中，所述步骤1中，批次混合度
Figure 864097DEST_PATH_IMAGE005
，如果第i批原料用于第j批冷加工则x(i,j)为“1”，否则x(i,j)为“0”，N为任意第一工序编码，M为任意第二工序编码。
在本发明中，所述步骤2中，批次使用率
Figure 420980DEST_PATH_IMAGE006
，Eij为第一工序编码i中第j个原料存储部已使用的腌制液，Di为第一工序编码i的配制总量，G为第一工序编码为i的储罐个数。
在本发明中，所述步骤3中所述建立数学模型，具体步骤为：S1.先求出批次混合度的最小值，S2.在保证批次混合度最小或者在给定阈值范围内，求解出批次使用率的最大值。
本发明的这种板鸭加工品质的管理系统，具有以下有益效果：从生产角度降低原料批次混合程度，降低了由原料多批混合产生的质量风险，降低产品质量溯源范围和难度，另一方面，通过对原料批次分配调优可以对后续工序生产计划起到一定指导作用，削弱对经验知识的依赖提高产品质量溯源的精度，降低企业的召回成本。
附图说明
图1为板鸭加工流程拓扑图；
图2为板鸭加工流程框图；
图3为原料批次混合示意图；
图4为库存原料批次数据；
图5为冷加工批次需求数据；
图6为优化前的原料批次分配方案；
图7为多目标优化模型优化的原料批次分配方案。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必于清楚地列出的那些步骤或单元，二是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
目前现有技术主要集中在引入第三方中介保证各个环节追溯信息的完整性或是加强消费者与企业双方的信息反馈。对于食用农副产品质量安全管理与监控追踪，缺乏对配料、添加剂的监管。且在连续生产时对配料工序的监管又容易导致产品质量监管复杂的问题。在确定缺陷产品数量方面不可避免的造成问题产品召回数量大增，给企业增加召回成本。
因此，发明人提出一种板鸭加工品质的管理系统，根据原料存储部与冷加工部的分配关系和确定原料批次分配方案，另外对于复杂混合批次利用多目标优化方法求解得到原料批次分配方案。本发明从生产角度降低原料批次混合程度，降低了由原料多批混合产生的质量风险，降低产品质量溯源范围和难度，另一方面，通过对原料批次分配调优可以对后续工序生产计划起到一定指导作用，削弱对经验知识的依赖提高产品质量溯源的精度，降低企业的召回成本。
如图1至图7所示的本发明的板鸭加工品质的管理系统。该系统框架包括依次连接的原料配制部、多个原料存储部、多个冷加工部、热加工部、包装部以及管理中心。
原料配制部将采购的多种腌制原料通过初检和复检合格后按照一定的工序和配比加工成一种腌制料成品以液体的形式通过管道输送给下游的原料存储部，每批次腌制液配置量根据企业经营计划有所不同。所述原料配制部用于配制腌制液，每次腌制液配料工序具有对应的第一工序编码。原料配制部具有第一存储单元，该第一存储单元具有多个第一操作日志。第一操作日志包括第一工序编码和多个储罐编码。原料配制部具有第二记录单元，第二记录单元用于记录任意第一工序编码的配料工序记录。
原料存储部用以接收、存储原料配置部产出的腌制液，原料存储部有多个相同规格的储罐组成，储罐有液面监测装置用以实时显示储罐中的储量，由于储罐的规格相同，可能不与每批次腌制液配置量相匹配，每批次腌制液可能存储在一个或多个储罐中。所述原料存储部具有对应的储罐编码，原料存储部储罐编码包括第一记录单元，第一记录单元记录原料存储部的腌制液余量。
冷加工部用于进行板鸭产品的冷加工，例如集中腌制，属于原料存储部的直接下游工序。同样的，板鸭冷加工批次腌制液需求量，也可能不与一个或多个储罐中腌制液储量相匹配，在实际生产过程中经常出现一个或多个储罐中剩余有腌制液，或一个冷加工批次使用多个原料配置批次的腌制液等问题。所述冷加工部使用腌制液将鸭肉腌制成半成品，每次鸭肉腌制工序具有对应的第二工序编码。冷加工部具有第二存储单元，第二存储单元具有第二操作日志，该第二操作日志包括冷加工部编码、第二工序编码以及第一操作日志。冷加工部具有第三记录单元，第三记录单元用于记录任意第二工序编码的腌制工序记录。
热加工部用于进行板鸭产品的热加工，例如烘干操作，属于冷加工部的直接下游工序，在实际生产过程中也经常出现一个热加工批次使用多个冷加工批次的半成品问题。所述热加工部接收半成品并烘干制成板鸭产品，每次半成品烘干工序具有对应的第三工序编码。热加工部具有第三存储单元，第三存储单元具有多个第三操作日志。该第三操作日志包括热加工部编码、第三工序编码以及第二操作日志。热加工部具有第四记录单元，第四记录单元用于记录任意第三工序编码的烘干工序记录。
所述包装部将板鸭产品封装在一包装物内，包装部将成品打包，也经常遇到批次混合问题。包装物外侧固定一商品编码，该商品编码映射至第三操作日志。销售端可根据商品编码依次追溯第三工序编码、第二工序编码、第一工序编码，根据该工序编码可以检索对应的烘干工序记录、腌制工序记录以及配料工序记录，进而达到监管生产全过程的目的。若某一配料工序发生质量缺陷，需要追溯包含对应第一工序编码的全部商品编码（板鸭产品）。若第一工序编码使用次数较多、混合率较高，可能导致召回量过大。
在实际生产加工做生产计划时就会出现原料批次数量与冷加工产品所需原料数量不对等的情况，原料批混合的情况如图2所示，每一个节点代表着不同的原料批次或是成品批次。在食品加工企业利用多批原料混合进行加工某个下一工序批次产品的情况是相当普遍的，所以某个有质量问题的原料批就会影响到其它原料批，从而影响到整个产品批的质量。因此，对腌制液原料批次混合进行合理优化，不仅能提高板鸭产品质量追溯系统的追溯精度而且能大大减少产品出现质量问题时的召回成本。
根据实际生产情况，假设有P个冷加工批次第k个冷加工批次所需原料数量为Q(k)(k=1，2，…，P)，有M批同类型的腌制液原料，第i批腌制液的量为Q(i)(i=1，2…，M)，要求在原料供需满足与基本保证原料批次利用率的情况下，对每批原料进行分配，使得P个冷加工的原料批次混合度最低。在理想情况下是一个冷加工工序只由一个原料批次加工，当第k个冷加工使用了n个批次的原料进行加工时，规定第k个冷加工的原料批次混合度为n，将此原料批次混合度值等同于追溯体系中第k个冷加工的追溯精度值。以上问题基于的假设条件如下。条件l：每个冷加工所需的原料是同类型的。条件2：当某批原料确定分配使用，则尽可能将此批原料分配完全。
管理中心主要用于对冷加工工原料批次分配方案的制定。管理中心根据需求文件和多个原料存储部的腌制液余量生成任意冷加工部的原料批次分配方案，冷加工部根据该原料批次分配方案从任意原料存储部提取腌制液。在本发明中，原料批次分配方案可以有多种制定方式，本实施例中提供了多种可选的实现方式。
实施例一
在本实施例中，所述管理中心可以根据以下实现方式生成原料批次分配方案。冷加工部可以从多个第一工序编码（原料配制部）接收腌制液，每一第一工序编码又对应多个储罐编码。在本实施例中，冷加工部至原料配制部的匹配路径，再确定冷加工部至原料存储部的匹配路径。
步骤11：首先根据本次开工生产的总需求确定每一车间（冷加工部）的需求。根据需求文件的需求总量S生成冷加工部的原料需求Rt。
Figure 688014DEST_PATH_IMAGE007
，k为冷加工部的数量。以车间为单元确定原料需求，避免车间之间的原料混同。
步骤12：然后提取多个第一工序编码（每一第一工序编码又包含多个原料储罐），使得用完这些第一工序编码的腌制液后，冷加工部原料需求的差额最小。提取使得△最小的n个第一工序编码，将该n个第一工序编码的多个原料存储部逐一分配至k个冷加工部，其中，
Figure 247433DEST_PATH_IMAGE008
，Ci为第一工序编码i的多个原料存储部的腌制液余量。应当理解，差额△≥0。
步骤13：再提取一个工序编码补充差额。提取使得Cj大于△且Cj－△最小的一个第一工序编码j，将该第一工序编码j的多个原料存储部逐一分配至k个冷加工部。Cj为第一工序编码j的多个原料存储部的腌制液余量。
步骤14：根据前述的原料存储部与冷加工部的分配关系确定原料批次分配方案，原料批次分配方案包含冷加工部的冷加工部编码与原料存储部的储罐编码。
实施例二
在本实施例中，管理中心还可以根据多目标优化模型通过以下步骤生成多目标优化原料批次分配方案。
步骤21：对应于某一个冷加工批次的原料需求，可由任意原料批次组合加工，计算所有的原料批次分配方案的批次混合度Z。批次混合度
Figure 650733DEST_PATH_IMAGE009
，如果第i批原料用于第j批冷加工则x(i,j)为“1”，否则x(i,j)为“0”。
步骤22：根据每个原料存储部的腌制液余量计算原料批次使用率P。批次使用率
Figure 378517DEST_PATH_IMAGE010
，Eij为第一工序编码i中第j个原料存储部已使用的腌制液，Di为第一工序编码i的配制总量。
步骤23：以批次混合度最小化原则、原料批次使用率最大化原则，将原料批次混合度作为首要考虑因素，将原料批次使用率作为次要考虑因素建立数学模型计算确定原料批次分配方案。
所述步骤23中所述数学模型，具体步骤为：S1.先求出批次混合度的最小值，S2.在保证批次混合度最小或者在给定阈值范围内，求解出批次使用率的最大值。
所述分配方案也即通过最小化冷加工部整体的原料批次混合度Z最大化原料批次使用率P，建立一种多目标优化数学模型。
多目标优化模型有多种解法，本实施例采用分层序列法，本领域普通技术人员也可以采用其他例如目标规划法、层次分析法、化多为少法等等解法，分层序列法就是将所有目标按其重要性程度依次排列，先求出第一个重要目标的最优解，然后保证前一目标最优解或者最优解附近适当范围内求第二个目标的最优解。
公司在某段时间内的实际腌制液原料及冷加工批次数据如图4、图5所示。
本申请在本实施例优化前针对原料分配的原有方法，依照冷加工部批次的顺序、原料配置部批次顺序按照先进先出原则，对原料批次进行分配。根据图4、图5实际数据其分配方案如图6所示，选取原料配置前4个批次和冷加工前5个批次分别计算其原料批次混合度Z为13，原料批次使用率P=0.954，公司原有分配方法有一定的优缺点，优点是使得原料批次利用率很高，原料滞留储罐的时间尽可能短；缺点就是没有考虑原料多批次混合的问题，多批次混合会增大产品质量风险，会增加因产品质量问题而产生的召回成本。
利用本实施例提出的原料批次分配方案得出的结果如图7所示，根据实际数据图4、图5选取原料配置前4个批次和冷加工前5个批次求解的最优解Z为9，以Z=9，（或Z=9±a，a可以根据实际情况自由设定），求解得到P=0.931，与原有方法产生的P值相差0.023，该原料批次分配方案综合来看既能降低原料混合程度又能基本保证原料批次使用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种板鸭加工品质的管理系统，其特征在于，包括依次连接的原料配制部、多个原料存储部、多个冷加工部、热加工部以及包装部，其中，
原料存储部用于存储腌制液，原料存储部具有对应的储罐编码，原料存储部储罐编码包括第一记录单元，第一记录单元记录原料存储部的腌制液余量；
原料配制部用于配制腌制液，每次腌制液配料工序具有对应的第一工序编码，原料配制部具有第一存储单元，该第一存储单元具有多个第一操作日志，第一操作日志包括第一工序编码和多个储罐编码；
冷加工部使用腌制液将鸭肉腌制成半成品，每次鸭肉腌制工序具有对应的第二工序编码，冷加工部具有第二存储单元，第二存储单元具有第二操作日志，该第二操作日志包括冷加工部编码、第二工序编码以及第一操作日志；
热加工部接收半成品并烘干制成板鸭产品，每次半成品烘干工序具有对应的第三工序编码，热加工部具有第三存储单元，第三存储单元具有多个第三操作日志，该第三操作日志包括热加工部编码、第三工序编码以及第二操作日志；
包装部将板鸭产品封装在一包装物内，包装物外侧固定一商品编码，该商品编码映射至第三操作日志；
该品质的管理系统还包括一管理中心，管理中心根据需求文件和多个原料存储部的腌制液余量生成任意冷加工部的原料批次分配方案，冷加工部根据该原料批次分配方案从任意原料存储部提取腌制液。
2.根据权利要求1所述的品质的管理系统，管理中心根据以下步骤生成原料批次分配方案：
根据需求文件的需求总量S生成冷加工部的原料需求Rt，其中，
Figure 975178DEST_PATH_IMAGE001
，k为冷加工部的数量；
提取使得
Figure 443681DEST_PATH_IMAGE002
最小的多个第一工序编码，将该多个第一工序编码的多个原料存储部逐一分配至k个冷加工部，其中，
Figure 701487DEST_PATH_IMAGE003
，Ci为第一工序编码i的多个原料存储部的腌制液余量，N为任意第一工序编码，N≥1；
提取使得
Figure 865752DEST_PATH_IMAGE004
最小的一个第一工序编码，将该第一工序编码的多个原料存储部逐一分配至k个冷加工部，其中，Cj为第一工序编码j的多个原料存储部的腌制液余量，
根据原料存储部与冷加工部的分配关系确定原料批次分配方案，原料批次分配方案包含冷加工部的冷加工部编码与原料存储部的存储编码。
3.根据权利要求1所述的品质的管理系统，原料配制部具有第二记录单元，第二记录单元用于记录任意第一工序编码的配料工序记录。
4.根据权利要求1所述的品质的管理系统，冷加工部具有第三记录单元，第三记录单元用于记录任意第二工序编码的腌制工序记录。
5.根据权利要求1所述的品质的管理系统，热加工部具有第四记录单元，第四记录单元用于记录任意第三工序编码的烘干工序记录。
6.根据权利要求1所述的品质的管理系统，管理中心还可以根据多目标优化模型通过以下步骤生成多目标优化原料批次分配方案：
步骤1：对应于某一个冷加工批次的原料需求量，可由任意原料批次组合加工，计算所有的原料批次分配方案的批次混合度Z；
步骤2：根据每个原料存储部的腌制液余量计算原料批次使用率P；
步骤3：以批次混合度最小化原则、原料批次使用率最大化原则，将原料批次混合度作为首要考虑因素，将原料批次使用率作为次要考虑因素建立数学模型计算确定原料批次分配方案。
7.根据权利要求6所述的品质的管理系统，所述步骤1中，批次混合度
Figure 107377DEST_PATH_IMAGE005
，x(i,j)为如果第i批原料用于第j批冷加工则值为“1”，否则为“0”，N为任意第一工序编码，M为任意第二工序编码。
8.根据权利要求6所述的品质的管理系统，所述步骤2中，批次使用率
Figure 116921DEST_PATH_IMAGE006
，Eij为第一工序编码为i的第j个原料存储部已使用的腌制液，Di为第一工序编码为i的配制总量，G为第一工序编码为i的储罐个数。
9.根据权利要求6所述的品质的管理系统，所述步骤3中所述建立数学模型，具体步骤为：S1.先求出批次混合度的最小值，S2.在保证批次混合度最小或者在给定阈值范围内，求解出批次使用率的最大值。
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