Maisto saugumo užtikrinimas naudojant technologijas: kaip išmanusis grūdų saugojimas apsaugo „didžiosios tautos klėtis“
Įvadas
Maisto saugumas yra nacionalinės svarbos klausimas-jis susijęs su žmonių gerove-ir socialinio stabilumo pagrindu. Kaip sakoma: „Maistas yra svarbiausia žmonių būtinybė“. 2013 m. Centrinėje kaimo darbo konferencijoje prezidentas Xi Jinpingas pabrėžė:"Mūsų daugiau nei 1,3 milijardo žmonių privalo valgyti. Jei negalime jų išmaitinti, negalime išgyventi. Iš visų reikalų po dangumi žmonių maitinimas yra svarbiausias dalykas."Jis taip pat atkreipė dėmesį į tai„Neužtenka nuimti grūdų derlių, mes taip pat turime juos gerai išsaugoti. Saugoti „didžios tautos klėtis“ yra ilgalaikis iššūkis grūdų sandėliavimo pramonei.
Šiandien, vadovaujantis pagrindiniu principu„grūdų saugojimas žemėje ir grūdų saugojimas technologijoje“, išmanusis grūdų saugojimas tapo nauja varomąja jėga užtikrinant Kinijos maisto saugumą.
II. Pagrindiniai dabartinių sistemų apribojimai
1. Ribota stebėjimo aprėptis
Dauguma sistemų remiasi įtaisytaisiais temperatūros kabeliais su fiksuotais matavimo taškais. Juose pateikiami tik taškais{1}}pagrįsti duomenys, todėl sunku laiku aptikti lokalizuotas karštąsias vietas arba paslėptą riziką grūdų rietuvėse.
2. Nepakankama duomenų analizė
Daugelis sistemų daugiausia dėmesio skiria „per{0}}temperatūros įspėjimams“. Jiems trūksta nuodugnios temperatūros tendencijų ar nuspėjamųjų funkcijų analizės. Todėl rizikos vertinimas dažnai priklauso nuo vadovo asmeninės patirties, o ne nuo mokslinio sprendimo{4}}priėmimo.
3. Prastas suderinamumas ir integracija
Įvairių gamintojų įranga dažnai naudoja ne{0}standartinius protokolus ir sąsajas, todėl sunku dalytis duomenimis ir integruoti. Taip sukuriami „informacijos rezervuarai“, kurie trukdo vieningai stebėti ir vykdyti priežiūrą regionuose arba nacionaliniu lygmeniu.
4. Didelės priežiūros išlaidos
Kabeliai ir zondai yra pažeidžiami karštoje, drėgnoje ar dulkėtoje aplinkoje. Pažeidus pakeitimas yra sudėtingas, dažnai reikia prastovos ir netgi grūdų perkėlimo. Tai lemia dideles išlaidas ir sumažintą veiklos efektyvumą.
5. Automatizavimo ir susiejimo trūkumas
Dauguma sistemų apsiriboja stebėjimu ir pavojaus signalu. Jie blogai integruojasi su kitais procesais, tokiais kaip vėdinimas, grūdų tekinimas ar fumigacija. Praktiškai vis dar reikia rankinio sprendimo ir įsikišimo, o tai riboja efektyvumą.
6. Saugos ir atitikties iššūkiai
Augant debesų{0}}pagrįstų duomenų tendencijai, esamos sistemos susiduria su naujais iššūkiais, susijusiais su atsparumu sprogimui,{1}}hidroizoliacija, apsauga nuo žaibo ir duomenų sauga. Ypač dulkėtoje ir degioje sandėlio aplinkoje reikia toliau stiprinti esamų įrenginių saugos standartus.
III. Ateities tyrimų ir plėtros kryptys
1. Daugiamatis stebėjimas
Ateities sistemos turėtų būti pakeistos nuo vieno{0}}parametro stebėjimo ikikelių{0}}matmenų jutimas. Be temperatūros, drėgmė taip pat yra svarbi, nes ji tiesiogiai veikia grūdų kvėpavimą ir pelėsių vystymąsi. Be to, tokios dujos kaip deguonis ir anglies dioksidas suteikia vertingos informacijos apie biologinį aktyvumą kamino viduje. Kenkėjų aktyvumo stebėjimas taip pat gali būti integruotas, kad būtų gautas ankstyvas užkrėtimo signalas. Sujungus šiuos parametrus su išoriniais oro duomenimis, bus sukurtas aišsamus grūdų būklės profilis, leidžianti vadovams matyti ne tik tai, kas vyksta, bet ir kodėl tai vyksta.
2. Pažangi analizė ir nuspėjamasis modeliavimas
Taikymasdidžiųjų duomenų analizė ir dirbtinis intelektasgali žymiai pagerinti grūdų valdymo efektyvumą. Mašininio mokymosi algoritmai gali analizuoti temperatūros ir drėgmės kreives, atpažinti neįprastus modelius ir numatyti gedimo riziką. Užuot laukusi aliarmo, sistema gali išduotiaktyvūs išankstiniai įspėjimai. Pavyzdžiui, lygindama dabartinį temperatūros kilimo greitį su istoriniais duomenimis, sistema gali numatyti, ar per artimiausias 24–48 valandas nedidelis karštasis taškas taps didele rizika. Šis perėjimas nuo reaktyvaus prie iniciatyvaus valdymo yra labai svarbus siekiant sumažinti nuostolius.
3. Modulinė ir mažos-kainos priežiūra
Siekiant sumažinti priežiūros išlaidas, moksliniai tyrimai turėtų būti sutelkti įmodulinis dizainas. Geras pavyzdys yra keičiami-šerdies temperatūros kabeliai: sugedus vidinei jutimo daliai, ją galima pakeisti nenuimant viso laido. Greitai-jungiamos sąsajos ir patvarūs išoriniai sluoksniai prailgins tarnavimo laiką ir sumažins prastovos laiką. Sumažinus priežiūros išlaidas, daugiau sandėlių bus pasirengę investuoti į pažangų stebėjimą, todėl išmaniosios saugyklos bus prieinamesnės.
4. Sujungimas, standartizavimas ir duomenų bendrinimas
Ateities sistemos turi įveikti susiskaidymą priimdamosstandartiniai protokolai ir sąsajos. Vieningų komunikacijos standartų nustatymas leis skirtingų gamintojų duomenis integruoti į vieną platformą. Tai ne tik supaprastins sandėlių valdymą, bet ir leis regioninėms bei nacionalinėms maisto institucijoms atlikti savo veiksmuscentralizuota priežiūra. Dalijimasis duomenimis ir sąveika taip pat leis atlikti pažangią analizę įvairiuose sandėliuose, o tai pagerins prognozavimo tikslumą didesniu mastu.
5. Pažangus valdymas ir automatinis susiejimas
Galutinis tikslas yra sukurti uždarą kilpą„stebėjimas – analizė – kontrolė“.Kai aptinkamos ir patvirtinamos nenormalios sąlygos, sistema turi automatiškai įjungti atitinkamas kontrolės priemones, tokias kaip vėdinimas, fumigacija arba grūdų vartymas. Po šių veiksmų taip pat turėtų būti stebimas grįžtamasis ryšys, siekiant įvertinti efektyvumą. Tokiu būdu sandėliai gali judėti linkvisiškai automatizuota išmanioji saugykla, žymiai sumažinant priklausomybę nuo rankinio įsikišimo.
6. Sauga, ekologiškas sandėliavimas ir tvarus vystymasis
Ateities tyrimai taip pat turėtų pabrėžtisauga ir aplinkos tvarumas. Stebėjimo įranga turi atitikti sprogimui{1}}atsparumo, vandeniui ir korozijai-atsparumo standartus, tinkamus atšiaurioms grūdų laikymo aplinkoms. Kartu turėtų būti skatinami-efektyvūs ir aplinką tausojantys sprendimai. „Žaliojo sandėliavimo“ koncepcija atitinka tvaraus vystymosi tikslus, užtikrinant, kad grūdų saugumas nepakenktų aplinkos sveikatai. Be to, stipresniskibernetinio saugumo priemonesturi būti įdiegta siekiant apsaugoti jautrius duomenis, kai jie perduodami arba saugomi debesų platformose.
IV. Išvada
Esamos grūdų būklės stebėjimo ir kontrolės sistemos labai padėjo sumažinti{0}}derliaus nuostolius ir užtikrinti maisto saugumą. Tačiau jie vis dar turi aiškių trūkumų:ribota aprėptis, nepakankama žvalgyba, prastas suderinamumas, didelės priežiūros išlaidos, silpna automatizacija ir saugos problemos.Šios problemos riboja jų efektyvumą didelės apimties ir ilgalaikėje{1}}saugykloje.
Žvelgiant į ateitį, ateitis slypi kuriant tokias sistemasdaugiamatis, protingas, modulinis, standartizuotas, automatizuotas ir tvarus.Išplėsdama stebėjimo parametrus, taikydama dirbtinio intelekto analizę, sumažindama priežiūros išlaidas, skatindama sujungimą, automatizavusi valdymą ir didindama saugą, pramonė gali pasitraukti ištradicinis valdymasįtikrai protingas grūdų saugojimas. Tokia pažanga ne tik apsaugos nacionalines maisto atsargas, bet ir modernizuos visą grūdų saugojimo sektorių, o tai suteiks ilgalaikės-ekonominės, socialinės ir aplinkosauginės naudos.