葡萄酒酒窖信息化管控系统的建立与应用

刘玉超，武峰，邱虎，蹇木栋，李进*

（中粮长城葡萄酒（蓬莱）有限公司，山东蓬莱 265608）

关键字：酒窖；信息化系统；质量管控；应用

葡萄酒产业在我国是一个新兴产业，具有非常大的发展潜力，通过几十年的发展，产品品质显著提高，产量和消费量不断攀升[1]。自2010年后，我国酒品类酿造行业进入一个信息化技术与数据系统发展的高峰期，企业希望通过利用信息数据技术实现企业发展模式的创新[2]。在工业化生产中信息技术的实施环境日趋繁杂，以往传统的检测和控制已不能满足人们对现场环境控制的要求。葡萄酒新兴国家如澳大利亚、美国、新西兰等大型葡萄酒企业，已成功将区域链和物联网技术引入种植基地、酒窖、生产车间等，实现了葡萄酒生产过程信息的自动采集、自动传输和智能控制，极大的提高了劳动生产效率，产品质量控制能力得到进一步提升。

1 葡萄酒酒窖信息化管控系统建立的必要性

21世纪是信息经济的时代，随着“两化融合”的不断深入，信息化已成为葡萄酒产业现代化的标志和关键，利用现代信息技术改造传统产业，使信息技术和传统产业有机结合，已成为葡萄酒产业经济实现跨越式发展的必然趋势[3]。

近年来随着国内葡萄酒产业的发展，不同产区涌现出众多精品酒庄。酒庄出于酒质管理的需要多配套建有酒窖，酒窖管理在葡萄酒生产运营过程中的重要性日益凸显。如何将酒窖管理同信息化系统结合，将现代化物联网自动控制技术运用在酒窖管理过程中，为葡萄酒创造一个良好的熟化环境，成为众多酒企或酒庄的迫切需求。

2 葡萄酒酒窖信息化管控系统的建立

葡萄酒酒窖管理有其自身的特殊性，酒窖根据存储酒的性质可能存在瓶储区和木桶储存区，大型葡萄酒酒窖也承担旅游参观功能[4]。管控系统设计需紧密结合生产实际需求，考虑到生产组织、信息管理方面存在复杂性，酒窖自动化管控系统由终端收集设备、信号传输设备、大数据软件服务器等硬件组成，我国的远程控制模块、中继器等产品与数字传感器相结合，产品质量和技术都达到国际水平[5]。大数据软件服务器，内置有数字化管控软件，以及配套的手机APP。同时将酒窖生产设备和原酒信息赋予“二维码”，以“二维码”为信息载体，实现酿造工艺信息、质量检测信息在酒窖操作员、质检专员等部门间进行传导反馈，打破数据库壁垒。通过对传统生产管理模式的改造和升级，完成由经验管理、模糊管理向精准化、数字化管理。

2.1 系统功能架构

葡萄酒酒窖信息化管控系统分为5大部分，图1为系统功能架构图。

2.2 系统主要功能

2.2.1 基础信息管理

基础信息管理主要是指系统对硬件设施、生产设备的分类标准化管控，将中央空调、温湿度检测仪、橡木桶、木桶清洗机、瓶储框等设备基础信息以“二维码”为载体录入大数据处理器。此部分端口为开放式，可以根据酒窖是否有旅游参观功能，接入访客管理系统的硬件，如指纹识别门等。

2.2.2 日常业务管理

酿酒师通过手持终端将酒窖原酒日常感官品尝记录导入系统，系统通过Nrf24L01进行通讯实现无线传输，控制器对各个酒窖子模块记性控制将信息传输至后台处理器[6]，后台处理器经过软件分析，将原酒品尝信息通过无线数传系统传回质量管理专员和酒窖操作员，酒窖操作员结合温湿度数据分析结果和酿酒师感官品尝结果分析指导后续的原酒出窖或者理化指标检测等工作。详细流程见图2。

2.2.3 报表管理

根据酒窖管理需求，将酒窖管理过程中相关操作记录及报表数字化，对酒窖原酒和木桶的品种、数量、等级、存储时长、理化指标、使用次数等酒窖数据同中央“数据库”信息进行关联统计，通过报表统计分析，大幅度提高生产效率和经营决策水平。

2.2.4 酒质质量分析

系统在每个关键工艺处理后建立质量检测关卡，其通过月度理化指标例检自查机制，自动对比检测结果与同批次原酒同阶段数据，统计并进行趋势分析，出现异常即时报警，建立“关键质量指标异常否决制”，杜绝不合格产品进入下一道生产工序，实现产品生产过程的质量安全。

2.2.5 酒质追溯管理

包括酒窖原酒流向追溯管理和原酒质量追溯管理。主要针对酒窖日常生产过程中发现的问题快速查找并分析，及时明确责任采取改进措施，提高产品质量和食品安全管理水平。追溯系统反应的灵敏性直接决定企业对市场问题的反应速度，根据葡萄酒的召回原因和产品在生产链中的位置，快速确定召回等级启动召回，迅速缩小问题产品影响范围，维护公司品牌形象[7]。

2.3 系统技术实现

系统运行过程和酒窖日常管理活动相融合，服务器外延的手持终端APP，可接收原酒出桶、入桶的操作指令单，酒窖操作人员通过扫描原酒储罐、橡木桶、酒窖库位“二维码”，将原酒信息、木桶信息以及酒窖库位信息进行关联，确保了酒窖原酒出桶、入桶原酒正确性和橡木桶的准确定位查找。

环境控制方面：系统在设计过程中对现场参数进行测量和控制，数据传输以及数据管理，系统自动测量温度并显示，根据温湿度设定值，能够有声音报警，并自动启动或关闭中央空调[8]。数据采集由DH11温度传感器和STC89C52单片机实现，对温湿度数据的发送与接收由nRF24L01无线模块实现，PC机主要执行数据处理与通信工作[9]。温湿度传感器将酒窖环境数据收集并发送至数据存储器，数据储存器汇总后通过路由器发送至酒窖信息管理模块的数据服务器，交由管理管理系统进行记录、分析等工作，实现硬件设备对酒窖环境的监控。

3 葡萄酒酒窖信息化管控系统的应用

3.1 系统应用展示

酒窖信息化管控系统的功能界面划分明确（见图4），系统主界面可以实现酒窖日常管理工单下达，报表一键导出，酒窖物料信息和原酒质量信息查询等功能。在主页面内可以根据需求快速调取酒窖不同酒质的生产记录，实现不同酒质一键化查询。

功能界面可以根据需求切换至图示化界面（图5），图示化界面主要特点是直观、明确。图示界面可以看到酒窖内实时温度、湿度，酒窖对温度的要求是苛刻的，葡萄酒的正常陈酿温度在10～16 ℃，湿度在60%～70%，温湿度需要恒定，否则会导致酒在木桶熟化过程中产生不需要的物质甚至变质[10]。同时图示化下方的木桶库位图和酒窖桶储区批次报表可以一键切换，根据需求迅速查找不同酒质、木桶位置及酒质的理化指标。

3.2 酒窖管控系统功能优势

（1）温湿度自动采集。系统实时采集酒窖温湿度，接近临限值时系统发出报警，保证酒窖良好的陈酿环境。

（2）自动判定功能。系统在桶储过程中，对挥发酸、游离二氧化硫等关键指标配置参数标准，并自动判定预警，实现桶储酒规范化管理。

（3）自动提醒功能。系统定期提醒添桶调硫、感官品评，避免人为疏漏造成的工作滞后现象，提升桶储陈酿管理的精准度。

（4）库存报表。系统实时统计酒窖内原酒库存品种、数量等信息，提供酒窖桶储原酒库存管理准确性。

4 结论

葡萄酒酒窖信息化管控系统强化酒窖日常管理过程。通过温度、湿度的实施监测提醒避免酒窖小环境的剧烈变化。利用原酒质量监测数据分析，自动判定和提醒功能，为酒窖日常操作提供数据支持，实现酒窖精细化管理。各酒庄可以根据自身需要选择和设计合适的管控系统以满足管理者对高档原酒精细化管控的要求，同时可以开发葡萄酒酿酒储藏工艺旅游资源，利用各具特色的葡萄酒酒窖向旅游者展示企业文化内涵和品牌形象[11]。