连续闭环加工中智能柔性追溯模型构建及系统验证:以小麦粉加工为例

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31671593
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1301.农业信息学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Traceability system is an important measure to ensure the quality and safety of products. The existed traceability model was established in the condition of undivided traceability resource unit and uniform quality feature. Due to the features of fuzzy batches boundaries and crossed quality safety information during the continuous and closed-loop agricultural products processing, the traceability model in this process with intelligent and flexibility characters is bottleneck to establish a comprehensive full traceability system. This project takes the wheat flour processing as the research object, analyzes the processing static structure and the dynamic change of the material, and makes the modeling and simulation of the continuous and closed-loop process. According to the probability distribution function of each batch, the batch fusion coefficients of different trace elements were studied, and the dynamic spectrum is established to define the change characteristics of trace elements in batch fusion; Quality features are introduced into the error propagation network by analyzing the key quality control points, , the multiple control quality coupling model is constructed through the merger of single control point quality predictive value to reveal links between different quality and safety transmission mechanism; The intelligent flexible traceability model with multiple constraints is constructed, and the improved particle swarm optimization model is used to validate the model. Improved wheat flour processing intelligent traceability system based on the developed model will lay a foundation for a "from field to table" full traceability system. In addition, this model will provide an important reference for the construction other similar continuous production and processing, such as dairy production and fruit grading and packaging.
已有追溯模型以单元不可分割和质量均一为前提,而连续闭环农产品加工具有批次边界模糊、质量安全信息交叉的特征,因此开发具有智能柔性特征的模型已成为加工过程追溯的瓶颈。本项目以小麦粉加工为研究对象,分析加工节点静态结构和物料动态变化,对连续闭环加工过程进行建模仿真;结合时间特征下各批次概率分布函数,研究不同追溯单元粒度下的批次融合系数,建立追溯单元动态谱系,明确批次融合下追溯单元变化特征;分析关键质量控制点,将质量特征引入误差传递网络,通过合并单控制点质量预测值,构建多控制点质量耦合模型,揭示不同环节之间质量安全传递机制;构建多重约束下的智能柔性追溯模型,采用改进的粒子群算法优化模型,并基于召回效率进行模型验证评价。利用本模型改进开发的小麦粉加工智能追溯系统将为建立“从麦田到餐桌”的全程追溯体系奠定基础;同时,模型可为乳品生产、果品分级包装等类似加工中追溯模型的构建提供重要参考。

结项摘要

连续闭环农产品加工过程具有原辅料来源多样、批次边界模糊、质量安全信息交叉等特点,已有追溯模型不能有效解决此类问题。本项目以小麦粉加工为研究对象,分析加工节点静态结构和物料动态变化,建立了小麦粉加工仿真模型;分析了先进先出和均匀混合条件下的批次混合差异,发现了追溯断链机制,奠定了追溯提升的理论基础。构建了以精度、宽度和深度为核心的追溯粒度评价模型,分析了小麦粉加工过程的追溯粒度变化特点;引入了时间戳概念,建立了基于有向图的追溯单元动态谱系;提出了一种适用于小麦粉的批次混合度实时计算方法与模拟装置,解决了批次混合中追溯单元难识别的问题。分析了影响小麦粉质量安全的主要风险,构建了以风险发生可能性的高低和风险危害程度的强弱为核心的风险二维矩阵图,通过识别得到了小麦粉加工中的单点风险;构建了小麦粉加工过程质量安全危害关系Petri 网模型,动态估测危害传播路径,解决了批次混合中风险难预测的问题。根据小麦粉加工特点,构建了包装产品的批次清单树结构,关联产品批次和原料批次、辅料批次以及检测节点,构建了智能追溯模型;系统验证结果表明传统方法相比,实现召回批次数量由7个减少到4个、危害因素查找数量由6个减少到5个,提高了追溯和召回效率;开发了小麦粉加工管理与智能追溯系统实现了原料入库信息采集、加工过程信息采集、检化验信息采集、批次清单生成、危害分析、产品追溯等功能。.项目申请发明专利6项、获得发明专利授权3项,获得实用新型专利授权1项,发表学术论文10篇、其中SCI论文6篇、EI论文2篇,获得软件著作权登记两项,制定地方标准两项,获得科技奖励1项。本研究构建的小麦粉加工智能追溯模型能有效对接小麦种植和粮油流通环节,使“从麦田到餐桌”的全程追溯体系建立成为可能,有利于提升质量安全保障水平;同时,本模型的构建将为果品分级包装等类似追溯问题的解决提供重要参考。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(7)
Optimization of QR code readability in movement state using response surface methodology for implementing continuous chain traceability
利用响应面法优化运动状态下的二维码可读性,实现连续链追溯
  • DOI:
    10.1016/j.compag.2017.05.009
  • 发表时间:
    2017-06
  • 期刊:
    Computers and Electronics in Agriculture
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Qian Jianping;Du Xiaowei;Zhang Baoyan;Fan Beilei;Yang Xinting
  • 通讯作者:
    Yang Xinting
风险矩阵和流程分析法挖掘小麦粉加工中质量安全追溯信息
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱建平;宋英卓;王姗姗;吴晓明;罗季阳
  • 通讯作者:
    罗季阳
批次清单结合Petri网追溯模型提高小麦粉加工过程追溯精度
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王姗姗;赵春江;钱建平;吴保国;陈栋;宋英卓
  • 通讯作者:
    宋英卓
基于区块链的农产品可信追溯系统框架构建
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国农业信息
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱建平;范蓓蕾;史云;吴文斌
  • 通讯作者:
    吴文斌
Cloud-based system for rational use of pesticide to guarantee the source safety of traceable vegetables
云农药合理用药系统保障蔬菜溯源源头安全
  • DOI:
    10.1016/j.foodcont.2017.12.015
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Food Control
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Qian Jianping;Shi Ce;Wang Shanshan;Song Yingzhuo;Fan Beilei;Wu Xiaoming
  • 通讯作者:
    Wu Xiaoming

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其他文献

山东沂南金矿田成矿构造系统和构造控矿规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    大地构造与成矿学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱建平;常德才;徐磊;张海莹;李承礼;杜继旭;余树青
  • 通讯作者:
    余树青
地下水中重金属污染来源及研究方法综析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    地球与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱建平;李伟;张力;张昆;王硕;李森
  • 通讯作者:
    李森
基于遥感和信息熵的城乡结合部范围界定——以荆州市为例
  • DOI:
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    --
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    --
  • 作者:
    钱建平;杨信廷;周勇
  • 通讯作者:
    周勇
基于生态足迹的柳州市生态安全时空分析与评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    环境保护与循环经济
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    宋慷慷;钱建平;胡文凯
  • 通讯作者:
    胡文凯
基于形状因子和分割点定位的粘连害虫图像分割方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    钱建平;孙传恒;杜尚丰;陈梅香
  • 通讯作者:
    陈梅香

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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