茶葉加工裝備是制茶業(yè)的基礎(chǔ)。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(dá)10萬臺以上，茶機保有量約達(dá)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(shè)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(dá)到80%以上。熱風(fēng)殺青、計算機控制、光譜成像等新技術(shù)在茶業(yè)機械中被不斷應(yīng)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(shè)計、設(shè)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(shè)備購置及部分單元設(shè)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(biāo)準(zhǔn)不盡相同，在單機命名、型號、規(guī)格標(biāo)注等方面一定程度上缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，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(jìn)行各項參數(shù)的橫向深入比較，進(jìn)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(gòu)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(guān)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(shè)備進(jìn)行廣泛采集、規(guī)范管理、科學(xué)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(shè)備選型及生產(chǎn)線選配設(shè)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(shè)備的詳細(xì)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(jìn)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(shè)備，形成了多樣的條形綠茶的機械。在機械化基礎(chǔ)上，借助中央控制系統(tǒng)將單機或機組進(jìn)行連接，形成連續(xù)化、自動化、智能化的成套設(shè)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(shè)備及鮮葉攤青機、輸送機等配套設(shè)備組成，各單機作業(yè)設(shè)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(jìn)行性能測試和比較。隨著茶葉加工機械制造技術(shù)的不斷進(jìn)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(yīng)用于制茶行業(yè)。部分小型茶加工企業(yè)在進(jìn)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?，茶加工裝備標(biāo)準(zhǔn)化信息管理可滿足單機設(shè)備比較及生產(chǎn)線科學(xué)組配?；陂_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(shè)備、茶機制造商、茶機標(biāo)準(zhǔn)等信息，不僅服務(wù)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(lǐng)域的科技人員提供資源檢索服務(wù)。
02
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
本系統(tǒng)為web應(yīng)用程序，整體采用B/S架構(gòu)。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(jié)構(gòu)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(hù)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(wù)。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(zhuǎn)發(fā)與請求的響應(yīng)。借助MyBatis可以直接通過配置XML里的映射關(guān)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(guān)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(shè)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(jìn)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(shè)備、制造商及設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)信息。設(shè)備生產(chǎn)或者銷售企業(yè)用戶可以維護(hù)設(shè)備及企業(yè)信息。系統(tǒng)管理員用戶可對設(shè)備信息、制造商信息進(jìn)行維護(hù)與審核，對相關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行維護(hù)。專家用戶依據(jù)加工流程對加工流程設(shè)備進(jìn)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(jìn)行設(shè)備優(yōu)選。
2、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計
根據(jù)業(yè)務(wù)需求，進(jìn)一步收集了業(yè)務(wù)中的原始單據(jù)，包括制造商信息、標(biāo)準(zhǔn)信息和各加工單元的設(shè)備信息等原始單據(jù)，并對各數(shù)據(jù)項進(jìn)行了定義。文章以核心殺青設(shè)備中的滾筒殺青機及輔助輸送設(shè)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(xì)說明如表3、表4所示。
根據(jù)業(yè)務(wù)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(guān)系，圖3展示了設(shè)備、制造商、標(biāo)準(zhǔn)三個實體的關(guān)系。
在實體關(guān)系圖基礎(chǔ)上設(shè)計數(shù)據(jù)庫表的初步整體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
考慮到設(shè)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(shè)備表設(shè)計如圖5所示。此設(shè)計將所有類別設(shè)備的共有屬性抽取出來，作為一張表，名為spu表，再將設(shè)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(yù)留字段。結(jié)合業(yè)務(wù)需求，預(yù)留字段的個數(shù)為5個。該設(shè)計的優(yōu)點是使用了預(yù)留字段，并且結(jié)合實際情況預(yù)留字段個數(shù)確定，不會造成系統(tǒng)資源的浪費，同時將設(shè)備共有屬性抽取為spu表，則spu表中的設(shè)備可以與制造商表、標(biāo)準(zhǔn)表關(guān)聯(lián)，邏輯清晰，實現(xiàn)簡單。
3、界面設(shè)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(shè)計工具進(jìn)行界面設(shè)計，并與用戶就人機交互細(xì)節(jié)開展多次討論、修改，直至確認(rèn)。
4、系統(tǒng)核心模塊的實現(xiàn)
(1)設(shè)備檢索模塊
設(shè)備檢索是本系統(tǒng)的核心模塊。該模塊設(shè)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(shè)備列表，界面如圖6所示。此外，還可以點擊設(shè)備右側(cè)的詳情按鈕，以便進(jìn)一步了解設(shè)備的制造商，設(shè)備滿足的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備進(jìn)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(shè)備、攤放設(shè)備、殺青設(shè)備、揉捻設(shè)備、理條設(shè)備、干燥設(shè)備。當(dāng)選擇任一設(shè)備時，系統(tǒng)會根據(jù)選中設(shè)備的臺時產(chǎn)量自動過濾出大于該臺時產(chǎn)量的設(shè)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(shè)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(hù)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(shè)備、制造商等信息進(jìn)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(shè)備庫信息，在管理員的編輯制造商界面以及編輯設(shè)備界面存在審核結(jié)果下拉框，管理員用戶可以在此給出審核結(jié)果，并且當(dāng)選擇審核不通過時，需要給出不通過理由。
(5)茶機標(biāo)準(zhǔn)管理
管理員用戶除了能維護(hù)設(shè)備庫和企業(yè)資源外還能夠根據(jù)類別維護(hù)茶葉機械的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，普通用戶可根據(jù)需要瀏覽相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的信息，包括標(biāo)準(zhǔn)編號、標(biāo)準(zhǔn)名稱、類別、發(fā)布日期、發(fā)布日期、標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)，為選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的機械提供參考。
04
SSM框架技術(shù)在茶葉加工應(yīng)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(shù)在信息化乃至智能化進(jìn)程中起著至關(guān)重要的作用。基于互聯(lián)網(wǎng)的web系統(tǒng)可服務(wù)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(hù)，有望成為茶葉加工行業(yè)信息平臺開發(fā)的主流應(yīng)用模式。SSM企業(yè)級應(yīng)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(zhì)量，使應(yīng)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(yīng)用。
文章基于SSM框架設(shè)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(wù)流程、設(shè)備選型等業(yè)務(wù)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(jìn)行數(shù)據(jù)庫設(shè)計與優(yōu)化，最后基于SSM框架實現(xiàn)后端邏輯，完成設(shè)備信息入庫、設(shè)備數(shù)據(jù)檢索、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(hù)性和可擴展性，應(yīng)用原型設(shè)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(shè)備300余件、茶加工及茶葉機械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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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