1.一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:包括信息获取模块、数据记录模块、智能分析模块、综合分析模块、追溯公式构建模块和生产合规性评估模块;
所述信息获取模块用于依据物联网平台与供应商数据库进行集成,实时采集供应商指标数据组,并通过安装在食品加工生产现场的传感器组,实时采集食品生产数据;
所述数据记录模块用于对采集到的供应商数据和食品生产数据进行数据预处理,获取供应商指标数据组和食品加工数据组,并通过物联网上传至数据存储库中进行存储;
所述智能分析模块用于对供应商指标数据组和食品加工数据组进行汇总计算,获取原材料来源可信度指数、加工环境波动指数、机器操作一致性指数和包装完整性指数;
原材料来源可信度指数: 式中,sr、qc、rf和ts分别表示供应商交付可靠性、质量合规性、召回频率和总出货量,l表示供应商数量;
加工环境波动指数: 式中,tw、ht和
va分别表示加工环境温度、加工环境湿度和空气流速,t表示时间,μw表示在整个时间段内记录的温度的平均值,μh表示在整个时间段内记录的湿度的平均值,μv在整个时间段内记录的空气流速的平均值,b1表示环境敏感系数,T表示生产周期的总时间;
机器操作一致性指数: 式中,tn、vn、fn和en分
别表示操作周期时间、操作结果变异度、操作过程故障次数和操作效率,exp表示以自然常数e为底的指数函数,sin表示正弦函数,cos表示余弦函数,π表示圆周率;
包装完整性指数Pip: 式中,cs、fc、ds、ws和tp分别表示容器密封性、防篡改性能、抗跌落冲击力、防水强度和材料透气性;
所述综合分析模块用于计算食品生产安全指数,并与预设生产安全阈值,进行初步对比评估,并根据评估结果触发二次评估机制;
食品生产安全指数: 式中,k1、k2、k3和k4分
别表示原材料来源可信度指数Cti、加工环境波动指数Evi、机器操作一致性指数Oci和包装完整性指数Pip的权重系数,A表示归一化因子;
所述追溯公式构建模块通过计算追溯时间段的原材料来源可信度指数、加工环境波动指数和机器操作一致性指数,并对食品生产安全指数随时间变化进行积分,综合构建质量追溯指数公式, 式中,T表示生产周期的总时间,Evii、Ctii和Ocii分别表示追溯时间段数据的原材料来源可信度指数、加工环境波动指数和机器操作一致性指数;
所述生产合规性评估模块用于计算综合生产合规性评估指数,并与预设生产合规性评估阈值进行二次对比评估;
综合生产合规性评估指数: 式中,QTIj表示第j个生
产批次的质量追溯指数,PSIh表示第h个生产批次的生产安全指数;n表示生产批次的数量,log表示对数函数。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述信息获取模块包括供应商信息获取单元和传感器数据获取单元;
所述供应商信息获取单元通过物联网平台的交互接口与供应商数据库进行继承,实时提取供应商指标数据组;
通过供应链管理系统获取供应商的历史交付数据,并记录在规定时间内按时交付的订单占总订单的比例,获取供应商交付可靠性;
通过供应商质量管理系统中保存的每批次材料的质检结果,提取过去一段时间内各批次的检验合格数量和连续批次材料在相同检测项目中的一致性表现,并与质量标准进行比对,生成合格率,获取质量合规性;
所述物联网平台通过整合供应链各环节的质量事件报告系统,自动记录每次因质量问题而引发的召回事件,并通过物联网平台的交互接口实时发出召回通知并记录该事件,自动计算召回频率;
所述物联网平台通过与供应商的物流系统进行集成,实时记录每一次出货的信息,生成总出货量;
所述物联网平台的交互接口为应用程序接口API和通信协议MQTT;
所述传感器数据获取单元通过安装在食品加工生产现场的传感器组实时采集食品生产数据;
所述传感器组包括温湿度传感器、风速传感器、时间记录器、故障检测传感器、视觉传感器、压力传感器、密封性测试传感器、加速度传感器和气体渗透性传感器。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述数据记录模块包括数据预处理单元和数据存储单元;
所述数据预处理单元用于对获取的供应商指标数据组和食品生产数据进行校验、过滤、异常值检测、比例转换和无量纲化处理,获取食品加工数据组;
所述食品加工数据组包括加工环境数据组、机器操作一致性数据组和食品包装数据组;
所述加工环境数据组包括加工环境温度、加工环境湿度和空气流速;
所述机器操作一致性数据组包括操作周期时间、操作结果变异度、操作过程故障次数和操作效率;
所述食品包装数据组包括容器密封性、防篡改性能、抗跌落冲击力、防水强度和材料透气性;
所述数据存储单元用于将预处理后的供应商指标数据组和食品加工数据组通过物联网上传至数据存储库中进行存储;
所述数据存储库包括实时数据表和历史数据表,将实时采集到的供应商指标数据组和食品加工数据组,存储在实时数据表中,实时数据表中的上组数据进行标注采集时间戳后,自动转存至历史数据表中进行长期存储。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述智能分析模块包括原材料可信度计算单元、加工环境波动计算单元、机器操作一致性计算单元和包装完整性计算单元;
所述原材料可信度计算单元用于依据所获取的供应商指标数据组,执行对原材料相关的供应商交付数据、历史质量数据及召回事件的汇总处理,进行计算获取原材料来源可信度指数,通过统计分析与比较,得出供应商的整体质量表现;
所述加工环境波动计算单元用于依据所获取的加工环境数据组,对加工环境数据的时间序列分析,计算出各项环境参数在生产过程中的波动幅度和变化趋势,判断环境波动对生产稳定性的影响,进行计算获取加工环境波动指数;
所述机器操作一致性计算单元用于依据所获取的机器操作一致性数据组,进行衡量设备在整个生产过程中存在的一致性和稳定性,通过统计分析各项数据,判断设备性能的稳定性,汇总计算获取机器操作一致性指数;
所述包装完整性计算单元用于依据所获取的食品包装数据组,分析包装材料和包装过程的完整性和质量,进行汇总计算获取包装完整性指数。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述综合分析模块包括综合计算单元和综合评估单元;
所述综合计算单元用于将获取的原材料来源可信度指数、加工环境波动指数、机器操作一致性指数和包装完整性指数,并根据生产流程中各个指数的重要性和敏感度进行配置权重系数,构建食品生产安全算法模型,再将原材料来源可信度指数、加工环境波动指数、机器操作一致性指数和包装完整性指数输入食品生产安全算法模型中,汇总计算获取食品生产安全指数。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述综合评估单元通过基于历史食品生产的安全数据的平均值,进行预设生产安全阈值,并与所获取的食品生产安全指数进行初步对比评估,分析食品生产的安全情况,具体评估方案如下:当食品生产安全指数大于等于预设生产安全阈值时,此时无需进行调整,并开启第二评估机制;
当食品生产安全指数小于预设生产安全阈值时,需要及时调整,对生产流程进行审查和优化。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述追溯公式构建模块用于在食品生产安全指数大于等于预设生产安全阈值时,通过API接口向数据存储库进行提取历史供应商指标数据组和食品加工数据组,并依据采集时间戳对历史数据追溯时间段,通过计算获取追溯时间段数据的原材料来源可信度指数、加工环境波动指数和机器操作一致性指数,再通过对食品生产安全指数随时间的变化进行积分后综合汇总,基于时间段内各项安全指数的变化速率反映出的生产过程中质量的波动趋势及可追溯性,对每个生产批次的数据进行分析和计算,形成动态的质量追溯机制,构建质量追溯公式,再将解密后计算获取追溯时间段数据的原材料来源可信度指数、加工环境波动指数、机器操作一致性指数和食品生产安全指数导入质量追溯公式,获取质量追溯指数。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述生产合规性评估模块包括生产合规性计算单元和生产合规性评估单元;
所述生产合规性计算单元用于将所获取的食品生产安全指数和质量追溯指数进行汇总计算,通过对各生产批次的质量追溯指数进行倒数处理,并将各批次的倒数值进行累加,形成追溯指数的平均合规度衡量,同时对食品生产安全指数的累乘值,并对累乘结果取对数,再将追溯指数的平均合规度和安全指数的对数值结合,获取综合生产合规性评估指数。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:所述生产合规性评估单元通过初步计算食品生产的安全数据表示为不合格时,启动第二评估机制,所述第二评估机制,通过预设生产合规性评估阈值与所获取的综合生产合规性评估指数进行二次对比评估,并根据相关的评估结果,生成相应的优化信息,具体评估方案如下;
当综合生产合规性评估指数大于等于预设生产合规性评估阈值时,表示生产过程中不存在不合规问题;
当综合生产合规性评估指数小于预设生产合规性评估阈值时,表示生产过程中存在不合规问题,此时对整个生产流程进行审查和优化。
10.一种基于物联网的食品加工生产智能控制方法,应用于权利要求1‑9任一项所述的一种基于物联网的食品加工生产智能控制系统,其特征在于:包括以下步骤:S1、依据物联网平台与供应商数据库进行集成,实时采集供应商指标数据组,并通过安装在食品加工生产现场的传感器组,实时采集食品生产数据;
S2、对采集到的供应商数据和食品生产数据进行数据预处理,获取供应商指标数据组和食品加工数据组,并通过物联网上传至数据存储库中进行存储;
S3、对供应商指标数据组和食品加工数据组进行汇总计算,获取原材料来源可信度指数、加工环境波动指数、机器操作一致性指数和包装完整性指数;
S4、计算食品生产安全指数,并与预设生产安全阈值,进行初步对比评估,并根据评估结果触发二次评估机制;
S5、通过计算追溯时间段的原材料来源可信度指数、加工环境波动指数和机器操作一致性指数,并对食品生产安全指数随时间变化进行积分,综合构建质量追溯指数公式;
S6、计算综合生产合规性评估指数,并与预设生产合规性评估阈值进行二次对比评估。