重储粮新型智慧粮库建设方案

1. 方案概述

《重储粮新型智慧粮库方案》依据国家粮食十四五规划，参考《高标准粮食建设技术要求（试行）》(国粮办规〔2022〕26号)、《粮油储藏技术规范》(GB/T 29890-2013)，围绕粮食收购、存储、轮换、销售等环节，结合重储粮的“123”三类项目需求，从集团、粮库、粮仓三个层面进行了系统性设计。方案交付标的包括四大成果，一是面向集团、粮库管理层的新型粮务数字化平台顶层设计方案；二是粮务数据和模型共享交换平台；三是面向粮库运营层的新型智慧粮库系统。四是通信和监测网络。方案工程可靠性和工程交付性强，技术先进性和管理创新性相融合，系统设计理念领先，可以满足业主方项目需求。

2. 上桥库与渝北库管理系统及使用现状

根据调研情况，总结项目需求可概括为“123”三类要求。

“1”是一个高标准的系统设计要求。要以现代粮储行业典型特征为建设方向，消化吸收智能制造等领域的先进科技成果，参考《高标准粮食建设技术要求（试行）》(国粮办规〔2022〕26号)，聚焦粮食收购、存储、轮换、销售等应用场景，建设智能监管、智能出入库、数字仓储、AI预警、智能安防、安全生产等智慧应用。

“2”是两个业务建设要求。技术要有前瞻性和先进性；监管要有创新性。

“3”是三个工程交付要求。要确保工程按时交付；系统上线后要可靠运行；具备复制性，可快速复制到其他粮库。

3. 方案设计思路

根据项目建设三大要求，概括提炼出项目建设需要遵循的总体指标。总体指标是项目设计和实施的定量化顶层指标，是项目成功的基础和前提。之后按照系统工程的方法，从设计、实施、运行三个阶段统筹考虑总体指标的分解和落地问题。最后，经过讨论和优化，提出“1+1+N”的建设思路，即一个顶层规划，一个数据和模型共享交换平台，N个应用场景的建设思路。

一是一个顶层规划。顶层规划面向集团，作用是为项目建设提供方法论支撑。顶层规划具体包括总体指标定义和集团新型粮务数字化平台顶层设计方案两项内容。总体指标一是顶层设计指标；二是项目创新性指标；三是工程交付指标。

集团新型粮务数字化平台的规划，借鉴工业互联网对现代工业的驱动和引领作用，引入工业领域先进成果，研究面向集团的新型粮务数字化平台建设方案。围绕粮食收购、存储、轮换、销售等环节，从网络、模型、数据、安全、产业、应用等多维度展开系统设计。

二是一个数据和模型共享交换平台。数据和模型共享交换平台是集团粮务数字化平台建设的“数据模型中枢”。

三是N个应用场景。聚焦粮食收购、存储、轮换、销售等应用场景，建设智能监管、智能出入库、数字仓储、AI预警、智能安防、安全生产等智慧应用。

4. 项目交付物

项目交付物包括集团新型粮务数字化平台顶层规划方案、粮务数据和模型共享交换平台、新型智慧粮库系统、硬件相关设备等四部分内容。项目交付物的总体框架入下图所示。

4.1 集团新型粮务数字化平台顶层规划方案

集团新型粮务数字化平台定位是为集团打造现代粮储行业示范应用，建立新型数字化基础设施。

顶层规划的作用一是有助于实现集团所有粮库的统一管理，提高管理效率和精度，降低管理成本；二是将各个粮库的数据进行整合，便于分析和决策，为优化业务流程提供有力支持；三是有助于集团更好地分配资源，提高资源利用率，降低浪费。平台规划包括系统建设指标定义和集团新型粮务数字化平台顶层设计方案两项内容。

系统建设指标包括三大类指标。

一是顶层设计要求。系统规划要围绕当前主要应用场景进行顶层设计；系统设计要有前瞻性和新思路。

二是项目创新性指标。包括技术创新性指标；监管创新性指标：廉政督查率，包括粮仓操作员业务执行清单检查率、粮库领导层业务督查率、集团领导层业务督查率。

三是工程交付指标，其中设计阶段指标包括成熟技术占比80%，新技术占比20%,可靠性指标，月故障平均次数。建设阶段指标包括工程验收合格率、工程验收缺陷率。运营质量指标包括首月故障率、故障恢复时间等。

集团新型粮务数字化平台的规划方案，围绕粮食收购、存储、轮换、销售等环节，从网络、模型、数据、安全、产业、应用等多维度展开系统设计。网络层解决数据采集和设备互联互通的问题，包括6个模块。模型层解决数据分析引擎和粮储机理模型复用问题，是工业全要素、全产业链、全价值链全面连接、汇集和配置的枢纽，包括3个模块。数据层解决粮储业务的核心基础数据治理问题，包括6类数据。安全层解决数据和应用系统的安全管理问题，包括3类模块。产业层解决上下游企业的协同问题，包括1个模块。应用层解决具体应用场景落地问题，包括若干应用模块。顶层规划中还需要把集团的项目需求转化为具体的项目实施指标。

4.2 粮务数据和模型共享交换平台

粮务数据和模型共享交换平台包括数据共享和交换，模型共享和交换两部分内容。

粮务数据和模型共享交换平台的价值包括：

数据整合与共享：平台能够实现集团内部各个粮库的数据整合与共享，提高数据的可用性和价值，为集团决策提供更全面、准确的支持。

模型共享与复用：通过平台，集团可以共享和复用已有的优秀模型，降低重复开发的成本和时间，提高企业效率。

应用场景支持：数据和模型共享平台能够支撑多个应用场景的建设，如粮食安全监控、智能物流、粮食需求预测等，助力集团业务拓展和创新。

学习与优化：通过平台对数据和模型进行持续收集、分析和更新，不断提升模型性能，帮助集团更好地应对市场变化和挑战。

数据共享和交换体系包括数据采集系统、数据共享交换平台、信息资源目录体系、数据资源库、数据治理平台等。其中数据共享交换平台是集团粮务建设的“数据中枢”。数据采集入库后数据进行分级、分类、分专题梳理，建立粮务信息资源目录体系，为各部门未来应用提供数据支撑，逐步实现基础、主题信息数据和服务事项的交换共享和联动办理。

数据层包括6类数据，粮仓外环境监测数据{气温、湿度、气压、粉尘数据、摄像数据}；粮仓内环境监测数据{气温、湿度、各类气体压力}；粮仓监测数据{粮芯温度、粮面温度、有害生物数据}；设备监测数据{设备工况参数}；粮储行业标识数据{标识注册量、标识解析量}；廉政督查数据{粮仓操作员业务执行清单检查率、粮库领导层业务督查率、集团领导层业务督查率}。

模型共享和交换体系包括模型、安全和产业三部分内容。模型层解决数据分析引擎和粮储机理模型复用问题，是工业全要素、全产业链、全价值链全面连接、汇集和配置的枢纽，包括3大模块。数据汇聚：建立全面的数据采集体系，确保实时获取粮仓环境、设备运行等关键数据。建模分析：运用工业仿真、数字孪生、工业智能等技术对工业数据进行挖掘分析，为粮库管理和决策提供支持。知识复用：将工业经验知识转化为平台上的模型库、知识库，并通过工业微服务组件方式，便于二次开发和重复调用，加速共性能力沉淀和普及。

网络层解决数据采集和设备互联互通的问题，包括6个模块。5G通信网络；粮仓内环境监测网络（温湿度、气体）；粮仓外环境监测网络（温湿度传感器、摄像头）；粮仓监控网络（有害生物监测、粮堆(芯)温度、粮面温度、通风监控、仓内温度控制）；设备监控网络（设备重要参数传感器）；工业协议互联互通。

安全层解决数据和应用系统的安全管理问题，包括3类，分类分级安全防护;安全管理;安全应用与服务。产业层解决上下游企业的协同问题。发挥平台全产业链的枢纽作用，连接产业链上下游企业，实现资源共享和产业协同。

4.3 新型智慧粮库系统

新型智慧粮库系统依托数据共享交换平台，建设智能出入库、数字仓储、AI预警、智能安防、安全生产等应用。其价值在于解决粮储行业具体应用场景落地问题，围绕粮食收购、存储、轮换、销售等环节，建设智能监管、智能出入库、数字仓储、人工智能 AI预警、智能安防、安全生产等智慧应用。

智能出入库包括三大模块。一是出入库全流程无人干预，二是扦样和质检环节全过程自动控制，三是粮食质量自动检化验。数字仓储包括八大模块和一个仓储管理终端。八大模块是粮情监测、气体监测、虫害监测、能耗监测、视频监控、环流控制、通风控制、数量检测。智慧大脑包括5大监管模块和25个分析预警模块。智能安防与安全生产方面上线“全景可视化粮库”、“指尖管”“掌上查”系统。

在此基础上，通过智能化升级建设智慧粮库，包括储粮“粮食云图指纹”系统、粮食溯源及设备监管、智能节能降耗、智能巡检、预警事件处置系统、智能预约系统、磷化铝施药机器人、虫害诱捕及实时监测预警、低能耗绿色粮仓等应用。

4.4 通信和监测网络

通信和监测网络包括粮库5G基础网络设施，各类硬件设备数字化改造以及智能设备等内容。

5. 方案的优势

综合以上对比，”智慧V3.0粮库”相较于传统粮库有以下优势：

1、自动化程度高：”智慧V3.0粮库”采用先进的自动化技术，可以实现自动化控制、自动化监测、自动化运行等，大大提高了粮库的运行效率。

2、数据化管理：”智慧V3.0粮库”集成了传感器、智能控制系统等技术，可以实时监测粮食的温度、湿度、氧气、虫情等数据，并进行数据分析，帮助管理人员实现科学化管理，同时，避免各类人为因素引起的数据错误和相关粮食腐败问题。

3、决策更高效：”智慧V3.0粮库”的各类数据AI分析系统“粮库大脑”和”粮食云图“系统，结合深入的分析能力，把数据趋势，预警信息等结合3D可视化的形式更直观方式呈现出来，让管理者可以更快速地理解数据和场景，从而提高决策的效率和准确性。

4、绿色节能环保：”智慧V3.0粮库”采用节能环保的设计理念，可以减少粮食的损耗，同时降低了粮库的能耗和排放量。

5、安全可靠：”智慧V3.0粮库”采用了先进的安全技术，如视频监控、防火防爆等，可以保障粮库以及人员的安全运行。

6、用户体验好：”智慧V3.0粮库”采用了3D数字孪生综合管理可视化系统，相较于传统的二维展示方式，3D可视化可以将数据或场景以更直观、更真实的方式呈现，让大家更容易理解。例如，可以通过旋转、缩放等操作来查看不同角度的三维图像，可以更方便用户使用。

附：《各功能模块简介》：

6. 方案技术内容

详附件《“粮安”数字化升级平台--项目建设内容部分》

7. ”智慧V3.0粮库” 的发展推广潜力及未来推广建议

”智慧V3.0粮库”符合国家“高标准粮库”建设要求和行业发展趋势，通过现代化技术和管理模式，实现粮食储存、运输、销售等全过程的智能化管理，因此具有很大的发展和推广潜力：

1、行业自身发展的需要

1) 技术标准化：粮库采用的技术和设备都经过了严格的标准化设计和测试，能够保证其稳定性和可靠性，方便其他粮库进行复制和推广。

2) 管理模式标准化：粮库采用的管理模式和流程都经过了标准化的设计和优化，可以为其他粮库提供参考和借鉴，从而提高管理效率和粮食储存质量。

3) 数据共享：粮库通过物联网技术实现了各个环节的数据共享和互通，可以为其他粮库提供宝贵的数据支持和参考，方便其他粮库进行复制和推广。

4) 成本效益：粮库采用现代化技术和管理模式，虽然建设成本较高，但其运营成本较低，能够在长期运营中获得更大的经济效益，同时随着行业应用度的提高，产业化的形成，建设成本也会进一步降低，有利于行业推广。

5) 促进发展：粮库的复制和推广可以促进农业现代化、提高粮食保障能力、促进农民增收等多方面发展，具有广泛的社会意义和经济价值。

2、国家粮食安全及建设高标准粮库的需要：

1) 国家提高粮食存储品质的要求：粮库采用现代化技术和管理模式，可以在保证粮食储存安全的同时，尽可能地保持粮食的原有品质，提高粮食的保质期。

2) 国家降低粮食损失的要求：粮库采用先进的储粮技术和设备，可以有效降低粮食的损失率，减少浪费，提高粮食利用效率。

3) 绿色节能环保：粮库采用节能环保的设计理念，在储存粮食的同时尽量减少能源的消耗和环境污染，符合可持续发展的理念。

综上所述，”智慧V3.0粮库”具有标准化的技术和管理模式、数据共享、成本效益以及促进产业链发展等因素，同时，满足国家大力发展高标准粮库的要求，因此具有很大的推广动力需求和复制潜力。

”智慧V3.0粮库”推广的路径建议

”智慧V3.0粮库”是一种新型的粮库管理模式，其推广需要分阶段进行，并且采取一定的策略，具体路径建议如下：

1、政策引导：利用国家相关政策加强行业及地方粮食现代化管理的顶层规划，形成系统化可持续的实施政策支持路径。

2、示范引领：建设一些样板粮库的示范项目，通过这些项目的成功经验和效果来吸引更多的粮库参与到智慧粮库建设和推广中来。

3、合作共建：与相关企业、组织和机构合作共建智慧粮库，共同分享资源和经验，提高智慧粮库的建设和运营效率。

4、建立标准：通过制定相关的标准和规范，确立智慧粮库的技术和管理标准，为其推广和应用提供规范性和可操作性。

5、技术培训：针对智慧粮库建设和运营所需要的技术和人才，开展相关的培训和教育，提高智慧粮库的技术水平和管理能力。