電子掃碼對煙草水分含量檢測應用
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摘要：煙草的水分含量會影響到煙支的物理性能、煙氣化學成分等，是一項重要的控制指標。在煙草生產(chǎn)加工過程中，需依靠在線水分儀對煙草水分含量進行多次檢測，以保障其在標準范圍內(nèi)。在互聯(lián)網(wǎng)時代，電子掃碼技術在煙草水分含量檢測過程中應用廣泛，通過電子標簽對煙草物料進行標記，能提高對煙草水分含量信息的分類和統(tǒng)計效率?；诖耍瑢叽a技術原理進行概述，簡析煙草含水率的影響和常用檢測方法，重點研究掃碼技術在煙草水份含量檢測中的應用，以促進互聯(lián)網(wǎng)背景下煙草企業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展。
關鍵詞：掃碼技術；煙草；含水率；電子標簽；檢測
0引言
煙草是煙支生產(chǎn)的原料，在我國國民經(jīng)濟中發(fā)揮重要作用。在煙草的生產(chǎn)加工過程中，會有很多控制指標，其中水分含量參數(shù)尤為關鍵，不僅會影響到煙草的物理性能和煙氣化學成分，并與其貯存和加工有關聯(lián)。煙草企業(yè)為嚴格控制煙草水分含量會進行多次含水率檢測，過程中不同工序、不同類型的信息數(shù)據(jù)都需記錄和歸納總結。掃碼技術的應用，相比于人工記錄，能保障檢測的正確性和可靠性。因此，在煙草水分含量檢測中，可積極采用電子掃碼技術，提高煙草含水率檢測效率。
1二維碼技術原理與應用
1.1電子掃碼技術原理
掃碼技術在計算機應用中產(chǎn)生并得到迅速發(fā)展。在計算機系統(tǒng)的輔助下，利用掃描硬件設備掃描物品上的二維碼或條碼，從而獲取物品的詳細信息，并能對數(shù)據(jù)信息進行分類、整理。掃碼技術與編碼技術、識別技術以及計算機管理技術等有著密切聯(lián)系。二維碼和條碼都有特定的編碼規(guī)則，二維碼通過黑白矩形圖案表示二進制數(shù)據(jù)，以此記錄數(shù)據(jù)信息；條碼則是通過不同寬度的黑條和白條，表示一組信息。條碼由數(shù)字和字母組成，而二維碼可以儲存數(shù)字、漢字以及圖片等。二維碼技術具有儲存量大、保密性強、抗損性強等優(yōu)點。在代碼編制上采用計算機可識別的“0”、“1”二進制概念，利用不同數(shù)量的與二進制對應的幾何形體傳達物品信息，通過光電掃描設備或者圖像輸入設備，掃描并識別信息，進行分析與處理。二維碼的應用領域更加廣泛，可用于超市購物、物流運輸以及資料保密等。二維碼的識讀設備可分為手持式和固定式，可根據(jù)實際需求選擇合適識讀方式[1]。
1.2二維碼技術在質(zhì)量檢測管理中的應用
在互聯(lián)網(wǎng)時代下，對事物質(zhì)量檢測的及時性和結果的準確性提出較高要求，如何積極引進信息技術，規(guī)范檢測流程，提升檢測數(shù)據(jù)精準性，是很多企業(yè)質(zhì)檢部門和檢測實驗室重點關注的問題。二維碼技術能用到實驗室管理中的樣品管理、設備管理、報告管理以及檢驗任務流轉管理等過程中。樣品管理是檢測過程的關鍵環(huán)節(jié)，樣品檢測與管理是否準確關乎后續(xù)檢測報告的可靠性和說服力?？衫枚S碼標記樣品，參與檢測與管理全過程，通過專用軟件把包含樣品相關數(shù)據(jù)的信息以可加密的二維碼方式呈現(xiàn)。為保證不同環(huán)節(jié)中樣本信息的安全性，可依據(jù)樣品管理員的工作特性，賦予操作者不同的權限，在樣品接收過程中，對樣品的相關信息進行核對，確認樣品合格信息后，做登記入庫的處理，退還不合格的樣品。根據(jù)二維碼所攜帶的信息快速生成檢測樣品的流轉任務單，將檢測合格數(shù)據(jù)和不合格數(shù)據(jù)都存儲到二維碼中。在檢測環(huán)節(jié)，需再次制作二維碼，并將二維碼所含有的兩份信息進行統(tǒng)一，使客戶能明確獲得樣品的檢測信息。在樣品的檢測和管理過程中，積極采用二維碼技術，能規(guī)范以往的樣品管理過程，提升智能化管理水平，減少因人工錄入信息造成的信息偏差或失誤現(xiàn)象的發(fā)生。將樣品的檢測信息、狀態(tài)信息、位置信息等都整合到二維碼中，使樣品管理員能快速、準確獲取樣品的具體位置。也可將二維碼技術和實驗室信息管理系統(tǒng)結合使用，以顯著提升樣品質(zhì)量和系統(tǒng)的管理效率[2]。
2煙草含水率的影響和檢測方法
煙草的生產(chǎn)和加工有著重要的經(jīng)濟價值。煙葉、煙絲都具有吸濕性，在煙制品的加工過程中需嚴格控制煙草中的水分含量，因為含水率不僅影響其可燃性、物理性能、煙氣化學成分等，還會影響煙制品的加工和貯存過程。影響煙葉吸濕性的因素很多，包括空氣的溫度、濕度、流速條件以及煙葉本身的性質(zhì)等。如果煙草的含水率過低，使得煙草相對脆弱，一定程度上降低其韌性和彈性，在加工、貯存或運輸過程中易產(chǎn)生造碎，影響卷煙企業(yè)的經(jīng)濟效益；如煙草的含水率過高，煙支燃燒速度變慢，產(chǎn)生的煙氣量減少，會降低煙支的質(zhì)量，而且不易儲存，嚴重時可能會發(fā)生霉變，造成經(jīng)濟損失。因此，對煙草含水率的檢測至關重要。在卷煙的生產(chǎn)和加工過程中，要嚴格監(jiān)控水分參數(shù)的變化，只有將每個加工環(huán)節(jié)煙草物質(zhì)的含水率控制在科學的范圍內(nèi)，才能更好地醇化煙草物質(zhì)，保障煙支的生產(chǎn)質(zhì)量。目前，有多種方法用于檢測煙草的水分含量，例如，紅外法、微波法、近紅外光譜法、氣相色譜法以及烘箱法等。將煙草加工制成煙絲的過程中，在線水分檢測項目不可或缺。在線紅外水分儀可對煙草的含水率進行測量，采用特定波長的紅外光照射煙草物料，水分子會吸收一部分紅外福射，造成發(fā)射光和反射光的能量衰減，以此原理，實現(xiàn)對煙草含水率的檢測。近紅外光譜分析技術在煙草水分含量檢測中的原理為，煙草中水分子會明顯吸收1.94μm的紅外福射，而幾乎不吸收1.81μm紅外福射，通過對其吸收光譜的分析，可檢測出煙草的含水率[3]。卷煙生產(chǎn)中，常采用烘箱法通過加熱脫水方式檢測煙草的含水率、校準在線分水儀等，用電能進行加熱，借助電機送風，使烘箱內(nèi)部溫度均勻，完成對煙草物質(zhì)的烘干過程[4]。烘箱法有著便于操作、成本低、儀器較為實用等優(yōu)勢，是眾多卷煙廠廣泛采用的一種煙草含水率檢測方式。
3掃碼技術在煙草物質(zhì)含水率檢測中的應用
3.1電子標簽類型的選擇
將電子掃碼技術用于煙草含水率的檢測環(huán)節(jié)，需結合實際含水率檢測需求，選擇合適的電子標簽類型，以提升煙草水分含量的檢測效率。電子標簽的類型和特點如表1所示：在實際的煙草絲加工過程中，需快速檢測煙草含水率，因此，識別電子標簽時，要求響應速度在一秒內(nèi)。為便于掃碼識別信息，可將電子標簽貼于樣品盒外側，條碼由于相對尺寸較大，在樣品盒外側不一定是平整的，掃碼設備對其識別率和響應速度相較于正方形二維碼會偏低。經(jīng)實際測試，條碼的響應速度往往超過2秒，且識別率很難達到100%，而二維碼的響應速度很快，在0.1秒左右，且基本沒有無法識別的情況。因此，選擇二維碼電子標簽更有利于對煙草含水率的檢測[5]。
3.2電子標簽材料的選擇
煙草物質(zhì)經(jīng)高溫持續(xù)烘烤后，需使用紅外電子掃碼設備掃描識別樣品盒上的二維碼電子標簽，以識別樣品信息、樣品檢測狀態(tài)等，讀取信息后輸入計算機設備。因此對電子標簽材料的選擇，除要考慮識別率和響應速度外，還要考慮是否耐高溫。例如，烘箱法，溫度設定在100攝氏度，電子標簽材料在經(jīng)烘箱長時間的烘烤下，要做到不褪色、不變形等，以免影響后續(xù)檢測過程。對幾種電子標簽材料進行分析，選擇樣品盒激光雕刻、不銹鋼激光雕刻、不干膠標簽絲印以及鋁材特氟龍噴漆這四種方案，模擬掃描試驗和烘烤試驗，對比掃碼設備對四種電子標簽材料的掃描速度和識別正確率，經(jīng)多次試驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，如表2所示：由表2可知，樣品盒激光雕刻和不銹鋼激光雕刻方案，雖然經(jīng)烘烤后，掃碼設備對于電子標簽的識別速度和識別率無明顯變化，但應用效果較差，達不到標準。不干膠標簽絲印方案經(jīng)烘烤后響應速度明顯變慢，識別率也顯著下降。鋁材特氟龍噴漆方案，烘烤前，對電子標簽的響應速度較快，且能做到全部識別，烘烤后，沒有發(fā)生明顯改變，因此，可選擇鋁材特氟龍噴漆作為電子標簽的材料。
3.3掃碼技術在煙草含水率檢測中的應用流程
第一階段，采樣。首先調(diào)整設備，選擇水分儀取樣功能界面，然后隨機取5次表層煙草物料，不需過多，50g左右即可，進行密封。同時，記錄水分儀顯示數(shù)值、牌號和取樣點等這些烘烤前信息[6]；第二階段，烘箱檢測。采樣完成后，開始制備煙草樣品，采用電子掃碼設備掃描獲取樣品信息并記錄。首先對單獨的樣品盒質(zhì)量進行稱量，后加入煙草樣品，對煙草樣品和樣品盒的總質(zhì)量進行稱重。為保證測試的精確水平，同樣，也需分別獲取平行樣的空盒質(zhì)量和加入平行樣的總質(zhì)量，記錄稱重數(shù)據(jù)。然后將樣品放入烘干箱，在100攝氏度的高溫條件下，持續(xù)烘烤兩小時，烘烤完成后，冷卻30分鐘，再次使用掃碼設備對樣品的電子標簽進行掃描，然后重復上述步驟對其質(zhì)量進行稱量，并分別記錄。計算機系統(tǒng)將前后兩次所稱量的數(shù)據(jù)進行計算，也同時計算出平行樣的誤差；第三階段，結果檢驗。將相關數(shù)據(jù)繪制成圖的形式，計算機系統(tǒng)對比前后數(shù)據(jù)變化，若判定不存在異常，則完成此次水分儀檢測，進入下一次檢測；第四階段，若檢測異常，計算機系統(tǒng)會及時發(fā)出報警信息，則進行水分儀調(diào)整，再次進行驗證，直到?jīng)]有異常，然后可進入下一次水分儀監(jiān)測。
4煙草工業(yè)企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+融合”的途徑與思考
4.1煙草工業(yè)企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+融合”途徑
在現(xiàn)今全國控煙的大背景下，國家對煙草行業(yè)的生產(chǎn)和管理更加嚴格，會對煙草行業(yè)的資源分配、生產(chǎn)經(jīng)營、財務管理、人才培養(yǎng)等各方面造成一定程度的影響。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，煙草行業(yè)向可持續(xù)發(fā)展轉變，需調(diào)整產(chǎn)業(yè)結構，合理改進生產(chǎn)環(huán)節(jié)，創(chuàng)新經(jīng)營模式等。在煙草的含水率檢測、成品銷售模式、政策敏感性等方面的改進，都需積極融入互聯(lián)網(wǎng)思維，借助互聯(lián)網(wǎng)，改善煙草原料含水量的檢測方式、改善銷售模式或宣傳方式，同時利用互聯(lián)網(wǎng)和消費者交互，了解市場需求、客戶需求等，通過大數(shù)據(jù)技術來做精準分析，使煙草企業(yè)能更好滿足消費者的需求[7]。煙草加工企業(yè)可用掃碼技術改進批次化供應鏈管理，包括原輔料的供應、物流倉儲、加工生產(chǎn)與銷售等環(huán)節(jié)。在對供應商的改進上，實現(xiàn)煙草物料的唯一二維碼發(fā)碼標識、標識粒度細至物料最小包裝單元，提高供應商的生產(chǎn)質(zhì)量管理與控制效果。由于供應商不屬于煙草企業(yè)內(nèi)部單位，可借助互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)對供應商的功能優(yōu)化。在物流倉儲環(huán)節(jié)，對物料經(jīng)過的每個關鍵節(jié)點都使用掃碼設備對物料外包裝上的二維碼進行掃描并登記相關信息，實現(xiàn)對煙草物資的來料、入庫分揀、調(diào)撥出入庫以及核對等業(yè)務流程的改進，提升信息登記和統(tǒng)計效率，如發(fā)現(xiàn)物料含水率不達標或出現(xiàn)其它質(zhì)量問題，可依照二維碼掃描信息進行快速準確的定位和追溯管理。在實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)，改造卷煙廠的生產(chǎn)線，部署打掃碼點和網(wǎng)絡信息點，利用二維碼技術記錄煙草物料和摻配物的投料批次信息，實現(xiàn)智能化生產(chǎn)，規(guī)范煙草物資數(shù)量與加工工序等，保障煙支的生產(chǎn)質(zhì)量。供應鏈管理中的物流倉儲、生產(chǎn)與成品等環(huán)節(jié)屬于企業(yè)內(nèi)部工作，可采用物聯(lián)網(wǎng)技術進行實施，通過物料的二維碼和供應商的互聯(lián)網(wǎng)方案集成，實現(xiàn)煙草企業(yè)智能批次化供應鏈管理，使每包卷煙都能追溯到具體的生產(chǎn)情況。消費者在購買產(chǎn)品后，用手機掃描包裝上的二維碼，就能查詢到卷煙原材料、生產(chǎn)與銷售等全生命周期信息，實現(xiàn)深度質(zhì)量追溯[8]。
4.2煙草企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+融合”思考
互聯(lián)網(wǎng)時代下，網(wǎng)絡信息技術更替速度飛快，各行、各業(yè)都在進行轉型升級，煙草工業(yè)企業(yè)要緊跟時代發(fā)展潮流，積極引進新技術。煙草工業(yè)企業(yè)要在信息項目的立項中設定更為靈活的機制。在這個高速變化的時代，機會稍縱即逝，煙草加工企業(yè)要創(chuàng)新思維，善于運用互聯(lián)網(wǎng)技術預測市場需求和發(fā)展方向，采用信息技術提升產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量；其次，煙草工業(yè)企業(yè)應給基于互聯(lián)網(wǎng)的科研課題、機構設置、聯(lián)合研究等更多的重視和扶持；最后，實體經(jīng)濟的互聯(lián)網(wǎng)化并非一蹴而就，煙草工業(yè)企業(yè)應為“互聯(lián)網(wǎng)+”建設更為寬容的環(huán)境。未來行業(yè)將面臨更為復雜的形勢和更為嚴峻的挑戰(zhàn)，煙草工業(yè)企業(yè)應在“互聯(lián)網(wǎng)+”的道路上深入探索，推動行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展。
5結語
綜上所述，在煙草的生產(chǎn)加工過程中，需對煙草水分含量進行檢測和控制，使之維持在合理范圍內(nèi)，以減少因含水量對煙草貯存和加工制造等造成的質(zhì)量影響。掃碼技術作為一種信息采集技術，提高對數(shù)據(jù)的記錄和統(tǒng)計效率，確保數(shù)據(jù)的準確性和保密性。將掃碼技術應用于煙草水分含量的檢測中，通過對電子標簽的準確識別，記錄并統(tǒng)計相關信息，以提高煙草加工生產(chǎn)效率。如今，煙草工業(yè)企業(yè)需不斷創(chuàng)新，探索出一條適合企業(yè)發(fā)展的“互聯(lián)網(wǎng)+融合”之路。
作者:陳霞 單位:河南中煙工業(yè)有限責任公司
