茶葉加工裝備是制茶業(yè)的基礎。隨著我國茶業(yè)的蓬勃發(fā)展，茶葉加工企業(yè)數(shù)量不斷增加，茶葉加工裝備制造業(yè)也在快速發(fā)展。我國茶葉加工裝備大體分為初制加工機械、精制機械、再加工機械和深加工機械等。據(jù)測算，目前全國茶葉機械廠家約500家左右，茶機生產(chǎn)能力已達10萬臺以上，茶機保有量約達100萬臺，涉及近百個種類，約300多個型號。我國主要茶類加工裝備的規(guī)模、總量，尤其是初加工、精加工設備較為成熟，以龍頭企業(yè)為主的茶葉機械行業(yè)格局基本形成，大宗茶葉加工已經(jīng)基本實現(xiàn)了機械化，名優(yōu)茶機械化加工水平也已達到80%以上。熱風殺青、計算機控制、光譜成像等新技術在茶業(yè)機械中被不斷應用，加之新機型、新機種的涌現(xiàn)，極大推動了我國茶葉加工裝備向著清潔化、自動化、智能化發(fā)展。
目前，中、大型茶加工企業(yè)的連續(xù)化生產(chǎn)線方案設計、設備選型多委托茶機制造商完成。對于半手工、半機械化加工的小型茶加工企業(yè)甚至家庭作坊式生產(chǎn)者而言，在原有的茶葉加工生產(chǎn)流程中，不同程度存在單機設備購置及部分單元設備增配的實際需求。茶機制造企業(yè)快速增長，但不同企業(yè)生產(chǎn)的茶葉加工機械所執(zhí)行的標準不盡相同，在單機命名、型號、規(guī)格標注等方面一定程度上缺乏統(tǒng)一的標準，給茶機終端用戶及科技人員帶來不便，難以對市場上眾多茶機進行各項參數(shù)的橫向深入比較，進而在個性化的單機選配或生產(chǎn)線優(yōu)化配置上造成不便，構建能夠管理茶葉加工機械的信息系統(tǒng)有助于這一問題的解決。
研究從條形綠茶加工入手，使用集成開發(fā)環(huán)境IntelliJ IDEA(Integrated Database for Easy Access)，采用關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Structured Query Language， MySQL)，針對性開發(fā)茶機信息管理系統(tǒng)，將條形綠茶加工過程中涉及到的通用單元設備進行廣泛采集、規(guī)范管理、科學統(tǒng)計，實現(xiàn)茶加工裝備的快速檢索、選型及生產(chǎn)線模擬組裝。
本系統(tǒng)主要面向具有單機設備選型及生產(chǎn)線選配設計的小型茶加工企業(yè)、個人用戶及茶葉機械科技人員，可讓用戶快速查詢、比較各類設備的詳細參數(shù)，從而根據(jù)需要做出合理選擇，節(jié)約工作量，提高效率。
▲ 浙江春江茶機烘炒青綠茶清潔化生產(chǎn)線
01
條形綠茶加工裝備行業(yè)需求分析
綠茶按外形特點可分為扁形、卷曲形、條形、針形和顆粒形等多種形狀。條形茶外形條索緊直、呈條狀，產(chǎn)區(qū)廣泛、種類豐富，其基本初制工藝為：攤放、殺青、揉捻、做形、干燥。經(jīng)過多年發(fā)展，我國通過引進和自主開發(fā)，研制了一大批適合行業(yè)需求的各類機械設備，形成了多樣的條形綠茶的機械。在機械化基礎上，借助中央控制系統(tǒng)將單機或機組進行連接，形成連續(xù)化、自動化、智能化的成套設備生產(chǎn)線是未來茶葉加工的趨勢。目前，我國各大茶葉機械生產(chǎn)廠家分別研制開發(fā)了各具特色的綠茶連續(xù)化自動化加工生產(chǎn)線，如由電磁內(nèi)熱殺青機組配的可生產(chǎn)直條形和曲毫形綠茶清潔化生產(chǎn)線;由理條機、壓扁機組配的針、扁兩用自動化生產(chǎn)線等。
條形綠茶加工裝備主要由殺青機、揉捻機、理條機等核心設備及鮮葉攤青機、輸送機等配套設備組成，各單機作業(yè)設備種類繁多、型號多樣，統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范尚欠缺，不同茶機廠同類機械產(chǎn)品難以進行性能測試和比較。隨著茶葉加工機械制造技術的不斷進步，連續(xù)滾筒殺青機、鏈板式連續(xù)烘干機和連續(xù)理條機等單機作業(yè)裝備逐漸應用于制茶行業(yè)。部分小型茶加工企業(yè)在進行生產(chǎn)線組配時，需要面對種類繁多、規(guī)格多樣的單機裝備，缺乏一個高效的裝備信息管理平臺，限制了單機裝備的優(yōu)選?；诖耍杓庸ぱb備標準化信息管理可滿足單機設備比較及生產(chǎn)線科學組配。基于開源框架(Spring+Spring MVC+Mybatis， SSM)軟件開發(fā)的茶葉加工裝備信息管理系統(tǒng)，整合了單元設備、茶機制造商、茶機標準等信息，不僅服務于小型茶加工企業(yè)及個人用戶，也為茶機制造商的產(chǎn)品展示提供公共平臺，同時也為茶葉機械領域的科技人員提供資源檢索服務。
02
系統(tǒng)總體結構設計
本系統(tǒng)為web應用程序，整體采用B/S架構。使用IDEA作為開發(fā)平臺，后端使用SSM框架，前端使用layui框架，數(shù)據(jù)庫使用MySQL。系統(tǒng)整體功能結構如圖1所示。
該系統(tǒng)后端SSM框架基于模型-視圖-控制器模式(Model-View-Controller， MVC)，使得系統(tǒng)具有很好的可維護性與擴展性。其中，Spring的核心是IoC以及AOP，IoC用于存儲項目涉及的所有對象，AOP通過Spring控制service層事務。SpringMVC可以與Spring整合為控制層提供解決方案，實現(xiàn)控制請求的轉發(fā)與請求的響應。借助MyBatis可以直接通過配置XML里的映射關系來操作數(shù)據(jù)庫，通過java類對象與數(shù)據(jù)庫表的映射關系實現(xiàn)程序與數(shù)據(jù)庫之間的交互，為數(shù)據(jù)持久化提供了便捷的解決方案。系統(tǒng)前端使用layui框架，支持提供美觀的前端界面以及快速的數(shù)據(jù)表格渲染，支持分頁、檢索的數(shù)據(jù)表單只需配置即可自動渲染。
03
系統(tǒng)分析與設計
1、系統(tǒng)需求分析
為獲取系統(tǒng)需求，采用了面談、原型等方法，最終以用例對用戶需求進行組織，系統(tǒng)用例如圖2所示。系統(tǒng)用戶分為普通用戶、企業(yè)用戶、專家用戶和系統(tǒng)管理員用戶。普通用戶通過系統(tǒng)可查看和檢索設備、制造商及設備相關標準信息。設備生產(chǎn)或者銷售企業(yè)用戶可以維護設備及企業(yè)信息。系統(tǒng)管理員用戶可對設備信息、制造商信息進行維護與審核，對相關設備標準信息進行維護。專家用戶依據(jù)加工流程對加工流程設備進行選擇，通過展示功能，普通用戶可獲得專家用戶的選型方案，方便普通用戶進行設備優(yōu)選。
2、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計
根據(jù)業(yè)務需求，進一步收集了業(yè)務中的原始單據(jù)，包括制造商信息、標準信息和各加工單元的設備信息等原始單據(jù)，并對各數(shù)據(jù)項進行了定義。文章以核心殺青設備中的滾筒殺青機及輔助輸送設備為例，對需采集的參數(shù)以單據(jù)表形式定義如下表1、表2所示，原始單據(jù)數(shù)據(jù)項的詳細說明如表3、表4所示。
根據(jù)業(yè)務需求與對原始單據(jù)的分析，本系統(tǒng)分析了主要實體之間的關系，圖3展示了設備、制造商、標準三個實體的關系。
在實體關系圖基礎上設計數(shù)據(jù)庫表的初步整體結構，如圖4所示。
考慮到設備的類別以及隨著功能的迭代，需求會有變動的情況，系統(tǒng)最終采用的設備表設計如圖5所示。此設計將所有類別設備的共有屬性抽取出來，作為一張表，名為spu表，再將設備的其余私有屬性表存儲在另一張表中，spu表的主鍵作為外鍵存在于該表中，并且每張私有屬性表中都有預留字段。結合業(yè)務需求，預留字段的個數(shù)為5個。該設計的優(yōu)點是使用了預留字段，并且結合實際情況預留字段個數(shù)確定，不會造成系統(tǒng)資源的浪費，同時將設備共有屬性抽取為spu表，則spu表中的設備可以與制造商表、標準表關聯(lián)，邏輯清晰，實現(xiàn)簡單。
3、界面設計
軟件界面是人機交互重要部分。為提升軟件的易用性，開發(fā)中采用了mockups低保真原型設計工具進行界面設計，并與用戶就人機交互細節(jié)開展多次討論、修改，直至確認。
4、系統(tǒng)核心模塊的實現(xiàn)
(1)設備檢索模塊
設備檢索是本系統(tǒng)的核心模塊。該模塊設計條件選擇及條件輸入兩種方式，均可快速定位到滿足要求的設備列表，界面如圖6所示。此外，還可以點擊設備右側的詳情按鈕，以便進一步了解設備的制造商，設備滿足的標準等信息。
(2)生產(chǎn)線組配模塊
用戶可以根據(jù)本系統(tǒng)中收錄的設備進行自定義生產(chǎn)線組配。系統(tǒng)允許用戶按照加工流程依次選擇輸送設備、攤放設備、殺青設備、揉捻設備、理條設備、干燥設備。當選擇任一設備時，系統(tǒng)會根據(jù)選中設備的臺時產(chǎn)量自動過濾出大于該臺時產(chǎn)量的設備，幫助用戶快速篩選，從而快速組建流水線，界面如圖7所示。
(3)制造商信息管理
通過檢索功能可快速檢索到想要了解的茶葉機械設備制造商，也可以按省份來快速定位到想要了解的制造商，也可通過編輯功能維護制造商的信息。
(4)信息審核
為保證信息錄入的合規(guī)性，管理員可以對用戶修改的設備、制造商等信息進行審核。信息審核包括兩個部分：制造商用戶修改本制造商基本信息以及制造商用戶修改本制造商設備庫信息，在管理員的編輯制造商界面以及編輯設備界面存在審核結果下拉框，管理員用戶可以在此給出審核結果，并且當選擇審核不通過時，需要給出不通過理由。
(5)茶機標準管理
管理員用戶除了能維護設備庫和企業(yè)資源外還能夠根據(jù)類別維護茶葉機械的相關標準，普通用戶可根據(jù)需要瀏覽相關標準的信息，包括標準編號、標準名稱、類別、發(fā)布日期、發(fā)布日期、標準的狀態(tài)，為選擇符合標準的機械提供參考。
04
SSM框架技術在茶葉加工應用展望
信息化正在影響茶葉企業(yè)的管理、生產(chǎn)、流通等各環(huán)節(jié)，“互聯(lián)網(wǎng)+”正在加速行業(yè)企業(yè)的信息化程度，為企業(yè)獲取多元化數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)邁向更高的決策智能化成為可能。軟件技術在信息化乃至智能化進程中起著至關重要的作用?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的web系統(tǒng)可服務多類型企業(yè)的需求，更廣泛的收集行業(yè)數(shù)據(jù)，且易于部署和維護，有望成為茶葉加工行業(yè)信息平臺開發(fā)的主流應用模式。SSM企業(yè)級應用框架通過集成Spring、Springmvc、MyBatis簡化了基于互聯(lián)網(wǎng)的Web系統(tǒng)的開發(fā)，具有輕量，高速和高效的優(yōu)點，有助于減少茶葉行業(yè)信息平臺類軟件的開發(fā)時間、質量，使應用具有良好的擴展性和移植性，加速茶葉加工行業(yè)數(shù)據(jù)的匯集、管理及智能化應用。
文章基于SSM框架設計并開發(fā)了條形綠茶加工裝備信息管理系統(tǒng)。采用軟件需求工程中面談方法與涉眾溝通，深入了解茶葉生產(chǎn)的業(yè)務流程、設備選型等業(yè)務問題;采用原型需求獲取方法，在開發(fā)初期以可視化的形式將系統(tǒng)功能及交互過程展現(xiàn)給用戶，通過征求用戶意見，從而明確無誤的確定用戶需求。獲得用戶需求后，進行數(shù)據(jù)庫設計與優(yōu)化，最后基于SSM框架實現(xiàn)后端邏輯，完成設備信息入庫、設備數(shù)據(jù)檢索、行業(yè)標準管理、制造商信息管理，信息審核，生產(chǎn)線組配等主要功能。最終實現(xiàn)應用SSM框架減少了項目在開發(fā)過中的耦合度，提升了系統(tǒng)的可維護性和可擴展性，應用原型設計改善了人機交互體驗。
目前，該系統(tǒng)1.0版本已經(jīng)開發(fā)完成，入庫茶機制造商396家、錄入各類設備300余件、茶加工及茶葉機械相關標準信息72項。后繼將持續(xù)開展系統(tǒng)優(yōu)化、升級及數(shù)據(jù)采集入庫等工作。系統(tǒng)的設計與開發(fā)為條形綠茶及其他茶類加工的裝備選型、生產(chǎn)線組裝提供了借鑒。
來源：中國茶葉加工
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