你知道吗?
在物联网、人工智能
和工业自动控制技术的助力下
“大国粮仓”也越来越智慧化
对于粮食不完善粒的检验
传统人工往往需要10-20分钟
随着“粮食不完善粒检测仪”的应用
只需要2-3分钟
就能对一份粮食样本的
不完善粒指标
进行自动检测
利用人工智能、高精度传感等
多项前沿技术
大大提高了检测准确性
今天就让我们一起揭秘
智能检验如何让不完善粒无所遁形!
近日,中储粮成都储藏院自主研发的粮食不完善粒检测仪成功通过了国家粮食和物资储备局标准质量中心组织的仪器适用性验证测评。经过为期4天的现场测试和评审,专家组一致认为:仪器测定小麦不完善粒的准确性、重复性、稳定性、台间差等均符合相关要求,可应用于小麦不完善粒的检测。这也标志着成都储藏院取得了行业内粮食不完善粒检测仪器应用的“准入通行证”。
专家评审现场
对于不完善粒检测技术及仪器的研发,成都储藏院在2015年开始进行探索,2016年申报集团公司正式立项,之后在长达8年的时间里,开展了3次技术路线调整,4次样机迭代,20余版样机试制,400余项技术改进。2018年,科研团队率先把机器视觉深度学习与人工智能技术融合到粮食检测中,并取得巨大进展。
截至目前,最新款的仪器体积只有原始样机的四分之一,检测品种已经从小麦扩大到玉米、稻谷和大豆,检测效率较人工提升5倍以上。
仪器迭代外观图
下面让我们跟随中储粮成都储藏研究院产品结构工程师李晓亮一起探索更多不完善粒检测仪的相关知识吧~
李晓亮
中储粮成都储藏研究院
产品结构工程师
研发这台仪器主要是想解决哪些问题?
在小麦、玉米等粮食的收购工作中,需要检测粮食的不完善粒、霉变粒等指标,这不仅关系到入仓粮食的品质,更会直接影响到粮食的定级定价,关乎农民收益。传统的检测方法一直是感官检验,靠质检员拿着镊子在灯光下一颗一颗地看,非常费时费力,在收粮高峰期,往往会出现人员不够用的情况。同时,人工检测对质检员的专业能力要求也很高,每个质检人员对标准都有自己的理解,导致人工质检结果会存在一定的主观性。
为了提高粮食检测效率和效果,实现小麦等粮食不完善粒检测指标的自动化,我们决定开展自动化检验仪器的研发。
这台仪器是如何操作的?
准备好需要检测的样品后,按照屏幕的提示进行操作:首先选择要检测的粮种,然后把样品倒进仪器上方的进料口,点击“开始”按钮,仪器工作的同时屏幕上也会实时显示检测的状态,大约2-3分钟后,检测结果就会显示在屏幕上。同时,仪器还配备了数据查看和导出、一键打印等功能,最大程度地方便质检人员完成相关工作。
这台仪器有哪些优势?
首先是在检测效率方面,传统人工检测1份样品往往需要10-20分钟,而最新款的仪器把检测时间大大缩短,小麦只需要2分多钟、玉米只需要1分多钟,效率较人工可以提升5倍以上。由于操作简便,一个人甚至可以同时操作好几台仪器,1个人1小时就可以检测30-40份样品,有效地解决了每年粮食集中收购时专业质检人员不足的问题。
其次是在检测准确性方面,这台仪器利用人工智能、机器视觉、高精度传感、大数据等多项前沿技术构建了机器混合学习方法模型。同时,通过采集200多万张不同品种、不同储粮生态区和不同特征的粮食图片,建立粮食图片数据库,对仪器进行反复训练,大大提高了检测准确性。另外,结合最新发布的小麦、大豆等国家标准,开展小麦热损粒、发芽粒等的数据扩充和完善,增加对杂质、半净粮等的深度学习训练和识别,进一步提升仪器的适用范围和准确性。
最后是在仪器生产方面,仪器的关键零部件均已实现国产化,有效化解了“卡脖子”风险,真正实现了科研自主、技术自立自强。
研发过程中遇到的最大挑战是什么?
最初,面对当时国内外参考资料少、无产品可借鉴、技术难以突破的困境,研发团队也经历了短暂的迷茫期,但是全员上下从来没有想过要放弃。经过几次深入的讨论后,项目团队决定发扬自力更生、艰苦奋斗的精神:
一是自研“卡脖子”关键技术,在图像识别、AI算法方面,由党员同志带头,成立图像识别自研组和攻坚队,邀请高校教授进入团队,通过传帮带、老带新,终于把关键的人工智能算法部分攻克下来了;
二是积极寻求集团和院校的支持,补齐核心技术人才,争取更多的科研经费;
三是发扬补位精神,除了结构、算法、质检、生产调试组各司其职外,遇到筛选样品、训练图库、安装调试等工作时,大家就努力一起干,尽可能的加快研发效率,把每个人的能力发挥到极致。
粮食不完善粒检测仪器拥有完整的自主知识产权,目前已获专利授权近30项,其中发明专利授权近10项,2021年作为“十三五”国家重点研发计划专项的核心成果通过了中国粮油学会科技成果评价,2022年小麦不完善粒检测仪入选中央企业成果推荐目录。
“粮食不完善粒检测仪”的推广应用
将实现粮食不完善粒检测
自动化、标准化
不仅提升了效率
而且避免了人为偏差
确保检验结果准确
持续保障粮食安全
用科技赋能筑牢粮食安全“压舱石”!
[来源:中储粮集团公司]
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