工廠化栽培食用菌研發(fā)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、科技信息1.引言隨著食用菌栽培方式的轉(zhuǎn)變,具有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特征的工廠化生產(chǎn)方式逐漸興起。食用菌工廠化生產(chǎn)是指利用工業(yè)技術(shù)控制光、溫、濕、氣等環(huán)境要素,使食用菌菌絲體和子實(shí)體生長于人工環(huán)境,從而實(shí)現(xiàn)食用菌生產(chǎn)周年化的食用菌生產(chǎn)模式1。因此廣義上來講,食用菌工廠化生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)包括食用菌菌種選育與生產(chǎn)、食用菌新品種開發(fā)等研發(fā)過程的管理。食用菌研發(fā)管理系統(tǒng)以食用菌研發(fā)過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為核心,基于.net技術(shù)框架,采用ASP技術(shù)、SqlService和WEB組件技術(shù),同時利用數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對海量研發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、清洗、存儲和分析。通過對工廠化研發(fā)食用菌產(chǎn)品的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評估、比較執(zhí)行度等參數(shù)進(jìn)行管

2、理和監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)了食用菌產(chǎn)品研發(fā)流程管理目標(biāo)。2.相關(guān)技術(shù)介紹ADO.NET體系結(jié)構(gòu)中有兩個核心組件:DataSet和.NET數(shù)據(jù)提供程序。Dataset是ADO.NET非連接模式的核心組件,它實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于任何數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)訪問。.NET數(shù)據(jù)提供程序是連接模式的核心組件,它實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)操作和對數(shù)據(jù)的快速、只讀訪問。ADO.NET主要提供了兩種數(shù)據(jù)提供者,分別是SQL Server.NET Provider和OLE DB.NET Provider。22.2Google APIWebAPI是通過開放的Internet傳輸協(xié)議,以標(biāo)準(zhǔn)方式定義并提供可被其他應(yīng)用調(diào)用的服務(wù)內(nèi)容,它通過API調(diào)用將內(nèi)容進(jìn)行整合。目

3、前架構(gòu)在Web平臺上,以HTTP為基礎(chǔ)的WebAPI的普及,也降低了應(yīng)用服務(wù)整合的門坎。Google Weather API是Google為開發(fā)者提供的氣象API。它支持三種使用方式:郵政編碼法、經(jīng)緯度坐標(biāo)作法以及城市名稱法。經(jīng)緯度坐標(biāo)可以通過Google API提供的國家代碼列表及相應(yīng)的城市經(jīng)緯度坐標(biāo)列表查詢得到。2.3性能優(yōu)化客戶通過瀏覽器請求web服務(wù)器查詢數(shù)據(jù)時,利用ASP.NET的緩存功能,結(jié)合性能良好的存儲過程,一次性地緩存數(shù)據(jù)庫數(shù)頁數(shù)據(jù),以供用戶分頁查詢。用戶在瀏覽相鄰頁面數(shù)據(jù)時僅需提取Web應(yīng)用服務(wù)器緩存的數(shù)據(jù)即可,從而減少了對數(shù)據(jù)庫的SQL查詢執(zhí)行操作,優(yōu)化Web數(shù)據(jù)庫查詢性

4、能。2.4數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)利用數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)已經(jīng)成為農(nóng)作物研發(fā)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。一般的信息系統(tǒng)僅提供咨詢和信息查詢服務(wù),不具備數(shù)據(jù)分析功能。數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)的應(yīng)用,能夠幫助發(fā)現(xiàn)食用菌研發(fā)數(shù)據(jù)內(nèi)部的規(guī)律性聯(lián)系,解決研發(fā)過程管理和決策輔助優(yōu)化問題。數(shù)據(jù)倉庫的典型技術(shù)包括:數(shù)據(jù)ETL,數(shù)據(jù)存儲和管理,數(shù)據(jù)挖掘和呈現(xiàn)等等。異構(gòu)多規(guī)則的海量原始數(shù)據(jù)庫存在信息重復(fù)和不完整等問題,為滿足數(shù)據(jù)挖掘的需求,利用ETL過程完成數(shù)據(jù)的抽取轉(zhuǎn)換清洗等預(yù)處理。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)技術(shù)體現(xiàn)在多維分析和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面。食用菌分析應(yīng)用中一個很重要的任務(wù)就是找出食用菌培育各因素之間可能存在的相關(guān)性,利用分類決策樹、

5、關(guān)聯(lián)規(guī)則、時間序列算法來創(chuàng)建分析模型2。通過前臺分析工具,將查詢報(bào)表、統(tǒng)計(jì)分析、多維分析的結(jié)論展現(xiàn)在用戶面前。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)食用菌研發(fā)管理系統(tǒng)從技術(shù)架構(gòu)上可以劃分五個層次:基礎(chǔ)框架層、核心引擎層、實(shí)體層、控件層和應(yīng)用層,如圖1所示?；A(chǔ)框架層由兩個部份組成:數(shù)據(jù)訪問組件和微軟框架擴(kuò)展層。前者使用Microsoft Enterprise Library實(shí)現(xiàn),后者主要目的在于對微軟的框架按照業(yè)務(wù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。圖1技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)核心引擎層則由4個部分組成,包括實(shí)體連接組件,用于實(shí)體層的基類處理、通用方法、接口定義;性能優(yōu)化組件,用于頁面壓縮、角本壓縮的基礎(chǔ)組件;安全處理組件是實(shí)現(xiàn)身份模

6、擬、權(quán)限校驗(yàn)等的基礎(chǔ)組件;而緩存處理組件則是用于頁面、角本媒體的緩存的公用處理。實(shí)體層由食用菌業(yè)務(wù)的特定實(shí)體組件構(gòu)成,包括菌菇實(shí)體、方案實(shí)體、引種實(shí)體、引種記錄實(shí)體等等?？丶佑扇齻€部分組成,分別是通用控件層、業(yè)務(wù)控件層和報(bào)表平臺。通用控件層實(shí)現(xiàn)相對獨(dú)立、與業(yè)務(wù)無關(guān)的框架。業(yè)務(wù)控件層用以實(shí)現(xiàn)與食用菌研發(fā)業(yè)務(wù)相關(guān)的組件,如排程組件、二維表組件等。應(yīng)用層則是按照功能切分目錄,每個主功能為一個目錄。3.2功能設(shè)計(jì)及模塊詳述研發(fā)管理系統(tǒng)的使用貫穿于整個食用菌的全部研發(fā)過程,我們在對研發(fā)管理工作流程進(jìn)行詳細(xì)了解和分析后,將其分解為以下幾個模塊,包括菌種生產(chǎn)、引種與保種、育種、環(huán)境監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)方案管理、研發(fā)

7、過程管理、日志審計(jì)、基本信息管理等模塊。如圖2所示。圖2功能結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)針對上述結(jié)構(gòu)圖,分別對功能模塊作詳細(xì)描述。(1菌種生產(chǎn)模塊:該模塊用于各級菌種生產(chǎn)計(jì)劃的排程和生產(chǎn)過程的記錄,實(shí)現(xiàn)菌種管理的追根溯源,達(dá)到菌種工廠化栽培食用菌研發(fā)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上海豐科生物科技股份有限公司陳傳喜藺釗蘇州市政杰軟件有限公司黃冠群摘要本文在分析了食用菌工廠化栽培環(huán)境下研發(fā)管理信息化建設(shè)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個食用菌研發(fā)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用信息技術(shù)的手段將食用菌研發(fā)過程中的試驗(yàn)方案、發(fā)菌管理、出菇管理等一般研發(fā)過程和HACCP控制體系整合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了食用菌工廠化生產(chǎn)信息管理的目標(biāo)。該設(shè)計(jì)目前已得到實(shí)現(xiàn),

8、并在實(shí)踐中加以應(yīng)用。關(guān)鍵詞食用菌研發(fā)工廠化栽培 研發(fā)管理(下轉(zhuǎn)第276頁計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)科技信息規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)目標(biāo),有效提高菌種質(zhì)量。主要包括試管種、三角瓶種、一級種、二級種、三級種等五種生產(chǎn)計(jì)劃。該模塊的設(shè)計(jì)要求是能夠自動進(jìn)行各級菌種生產(chǎn)計(jì)劃的查看和維護(hù)。其中各級菌種生產(chǎn)間的記錄數(shù)據(jù)通過上一級菌種批次流轉(zhuǎn)。(2引種與保種模塊:該模塊用于制定引種、試管種活化以及三角瓶種活化等計(jì)劃。除記錄引種等計(jì)劃的基本信息外,同時記錄下引種和保種階段多次觀察的實(shí)驗(yàn)挑選數(shù)據(jù),例如污染數(shù)量、萌發(fā)數(shù)量、雜菌類型、菌絲覆蓋情況等等。一旦有污染超標(biāo)的記錄,在后一期選擇種源批次時,這一計(jì)劃會被自動排除。(3育種模塊:根據(jù)

9、育種批號和菌株制定育種計(jì)劃,需要設(shè)定的計(jì)劃項(xiàng)有母本選擇、孢子采集、單核菌絲獲取、雜交計(jì)劃、雜合子獲取、初篩、菌齡實(shí)驗(yàn)、中試和大試。 圖3研發(fā)過程管理之出菇管理原型示例(4實(shí)驗(yàn)方案管理:本模塊包括品種管理、裝瓶方案、發(fā)菌方案、出菇方案,以及方案創(chuàng)建、修改、刪除、編號定義等子模塊,同時支持方案標(biāo)簽式模糊搜索、原料采購成本采集和匯總分析等功能。使用自動分配的方案標(biāo)志號作為實(shí)驗(yàn)標(biāo)志,具體數(shù)據(jù)項(xiàng)可為其他模塊提供原始數(shù)據(jù)來源。(5研發(fā)過程管理:該模塊整合應(yīng)用HACCP 系統(tǒng),采集分析各栽培特性值,達(dá)到綜合檢測的目標(biāo)。其中數(shù)據(jù)采集功能是根據(jù)食用菌研發(fā)過程的不同階段,系統(tǒng)接受用戶各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)及其他技術(shù)數(shù)據(jù)的輸

10、入,實(shí)現(xiàn)前臺的常規(guī)邏輯控制。曲線圖表則是以具體數(shù)值、曲線圖表顯示不同階段的各項(xiàng)特性值。歷史查詢功能滿足用戶歷史數(shù)據(jù)查詢和歷史曲線的繪制需求。報(bào)警監(jiān)視則是根據(jù)食用菌研發(fā)過程的測量值變化,出現(xiàn)技術(shù)參數(shù)偏離時及時進(jìn)行報(bào)警,顏色和聲音報(bào)警等,如圖3所示。4.結(jié)語本項(xiàng)目在研究分析工廠化栽培食用菌環(huán)境下研發(fā)管理工作的基礎(chǔ)上,意在解決研發(fā)過程信息化管理、智能化監(jiān)控以及決策優(yōu)化問題。將食用菌研發(fā)試驗(yàn)流程全部納入到系統(tǒng)層面集中管理。通過有效整合應(yīng)用HACCP 系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)研發(fā)過程實(shí)時監(jiān)控。系統(tǒng)具備食用菌研發(fā)試驗(yàn)方案電子檔案管理功能,方便檢索查詢的同時保證研發(fā)執(zhí)行情況與原始方案實(shí)時同步。平臺采用自行研發(fā)的報(bào)表統(tǒng)計(jì)分

11、析系統(tǒng),引入數(shù)學(xué)預(yù)測決策模型,為管理層提供最優(yōu)解,實(shí)際使用情況說明,系統(tǒng)的實(shí)施實(shí)現(xiàn)了企業(yè)各項(xiàng)研發(fā)資源的智能調(diào)配,提高了企業(yè)運(yùn)作效率。參考文獻(xiàn)2004.(上接第274頁認(rèn)識,因此選擇難度動作較有把握,在比賽中的完成情況與所申報(bào)的難度表分值相差無幾。比賽項(xiàng)目中參與人數(shù)越多的項(xiàng)目,與所申報(bào)的難度表中的分差越大。競技健美操規(guī)則規(guī)定:所有運(yùn)動員(混雙、三人、六人必須同時完成相同的難度動作,如果運(yùn)動員同時完成了兩個不同的難度動作,則將取其難度價值較低的動作給分。在三人和六人項(xiàng)目上,多數(shù)學(xué)校是男女組合成隊(duì),由于男女運(yùn)動員本身的能力差異,個體素質(zhì)差異,能夠完成統(tǒng)一的難度動作的困難性相對較大,在難度表中可選擇的

12、難度動作余地小,特別是難度分值較大的動作,因此比賽中只要有一個人難度沒有完成,全隊(duì)的這個難度動作就沒有分值。如果不能高質(zhì)量的完成難度動作,還會被扣除較多的完成分,這樣不僅拿不到難度分值,而且還要被扣除完成分,得不償失。因此在選擇難度時要考慮自身的完成能力,確保通過訓(xùn)練能夠高質(zhì)量完成的動作才能編排進(jìn)成套,不能盲目追求難度價值而忽視完成能力。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)研究表明,18名間的分差分別是:男單1.8分,女單2.2分,混雙1.85分,三人2.46分,六人2.57分。在比賽中實(shí)際完成難度分值的高低與最終成績的排名高低一致,各名次間難度動作的分值差距較大程度決定運(yùn)動成績的排名。分差的較大差距說明各學(xué)校間的水

13、平差距較大,由此易導(dǎo)致比賽的競爭性不激烈,觀賞性差。(40.10.3分值的難度動作出現(xiàn)的機(jī)率與運(yùn)動員比賽的最后得分有較大的關(guān)系。低分值的難度出現(xiàn)的次數(shù)越多,名次排名就越低。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)研究表明,各單項(xiàng)第一名與第八名0.3以下的難度動作引用率分別占各自難度分值比例的:男單0與40%;女單0與為80%;混雙25%與100%;三人8%與100%;六人42%與100%。運(yùn)動員名次越高,引用0.10.3分值難度動作的比例就越低,說明全面提高運(yùn)動員的水平,攻克高分值難度動作,并在比賽中完美完成是創(chuàng)造優(yōu)異成績的重要因素。(5加分因素不可忽視。組合難度的出現(xiàn)是20092012年競賽規(guī)則的一個新的變化。規(guī)則規(guī)定

14、:來自相同或不同組別的兩難度動作能夠相結(jié)合,若這兩個難度均達(dá)到最低完成標(biāo)準(zhǔn),將會得到0.1的加分。通過數(shù)理統(tǒng)計(jì)研究表明:前三名獲得者通常在成套編排中都有組合難度,通過組合動作的高質(zhì)量完成,不僅可以給成套的難度動作分值提升價值,同時由于減少了難度動作前后的連接,將節(jié)省出來的節(jié)拍,編排操化或過渡與連接動作,還可以增強(qiáng)成套動作的藝術(shù)觀賞性,使成套的藝術(shù)價值更高,提高藝術(shù)分,更易取得優(yōu)異成績。3、結(jié)論與建議(1競技健美操的難度動作不斷向著更高、更難、更新、更穩(wěn)的方向發(fā)展已是一個趨勢。運(yùn)動員要攻克更難更新的難度動作,不但需要全面的身體素質(zhì)做保證,更需要教練員在難度動作技術(shù)技巧方面的科學(xué)指導(dǎo),因此教練員要

15、加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí),不斷提高自身的教學(xué)水平,潛心研究訓(xùn)練方法與手段,對學(xué)生給予科學(xué)的指導(dǎo),獲得實(shí)際有效的訓(xùn)練效果,是取得優(yōu)異成績的重要保證。(2女運(yùn)動員的難度動作訓(xùn)練,男運(yùn)動員的柔韌素質(zhì)訓(xùn)練,一直以來都是困擾教練員的最大問題。區(qū)別對待男女運(yùn)動員的身體素質(zhì)訓(xùn)練,這對于提升多人項(xiàng)目難度數(shù)量及價值、全隊(duì)運(yùn)動成績具有重要的意義,只有當(dāng)男女運(yùn)動員的各方面水平更加相近,在難度表中可選擇的難度范圍更廣,在比賽中完成難度動作的穩(wěn)定性更高時,才有可能提高運(yùn)動成績。(3揚(yáng)長避短選擇難度,成功率是根本。難度動作在比賽中的完美完成與運(yùn)動員的成績有極大的關(guān)聯(lián)性。每個運(yùn)動員自身都有相對擅長完成的難度類別動作,教練員和運(yùn)動員在成套編排初期及訓(xùn)練過程中需要統(tǒng)籌考慮,根據(jù)運(yùn)動員自身的實(shí)際情況,客觀分析實(shí)際完成難度動作的能力,揚(yáng)長避短合理選擇,這是拿到難度分值的前提之一。在訓(xùn)練中要加強(qiáng)提升身體的綜合素質(zhì),盡量做到四組難度弱組不弱,在編排中能夠更充分均衡的使用難度,不出現(xiàn)難度動作偏組缺類的現(xiàn)象。在考慮提升難度動作價值的同時,保證成功率是根本,賽前適當(dāng)增減難度,確保比賽中高質(zhì)量完美完成難度動作,是最終取得好成績的關(guān)鍵。(4充分利用零星的訓(xùn)練時間,講究科學(xué)的訓(xùn)練方法,提高訓(xùn)練效果。鑒于普通學(xué)生組運(yùn)動員學(xué)業(yè)繁重,課程較多,且分散在全校各系,課程安排時間不一,很難有大量的時間集中進(jìn)行難度訓(xùn)練,因此應(yīng)有針對性地給運(yùn)動員分別布