基于柔性传感的包装性能优化系统设计

研究背景

生鲜羊肉电子商务供应链中的发展，有利于提高产业发展的信息化和流通量，降低各个流通环节的经济成本。而由于微环境应激引起的生理生化反应造成的品质浪费和消费者对优质羊肉的多样化需求，迫切需要更系统、更全面、更可持续的控制方法。高效包装是目前电子商务供应链中主流有效的减损控制方法。如何在兼顾经济特点的前提下，在包装实践中保持内部微环境的稳定，避免营养损失，仍然是一个巨大的挑战。通过集成柔性传感与人工智能评估方法，评估DMF对可持续减损的影响，并实现了最佳减损控制方法。

创新点

中国农业大学张小栓教授团队针对电子商务供应链中不同包装羊肉的减损控制，本研究提出了一种基于柔性传感的包装性能优化系统（FS-PPOS）。提出的FS-PPOS通过柔性传感、数据分析和调查等方法，不仅为包装羊肉减损控制提供了优化方法，而且还可用于其他包装肉供应链的电子商务管理，如牛肉和鸡肉等。本研究对电子商务供应链研究领域做出了以下贡献:

(1) 本文基于风险分析(HA)，对电子商务供应链中的所有风险点进行了详细分析，提出了知识库中的决策因素。同时，提出了关键控制点(CCP)，以实现柔性传感等决策过程优化，在降低包装损伤的同时，保持较高的监测精度，提高包装的可持续性。

(2) 综合考虑了环境、品质和经济特性对最终减损的影响，提出了更高效、直观的供应链包装羊肉包装性能评价和分级，为包装实践中的减损控制提供了基础;

(3) 经包装实践验证，所提出的包装性能优化系统可以动态提供最优的减损控制方法。与传统包装相比，效率明显提高，损耗降低得到了极大优化。

文章解析

图1展示了基于HACCP的包装羊肉电商供应链分析。E-F2C影响包装羊肉的主要潜在危害点是温度波动、单一的评价指标、包装不充分、运输和暴力分拣造成的包装损坏。采用的关键控制措施包括:严格控制每道工序所需的温度、综合评价多项指标、采用合格的包装方法、对包装材料进行消毒等。

图1： 基于HACCP的包装羊肉电子商务供应链分析

图2展示了E-F2C包装羊肉的评价机制。包装羊肉在供应链中的综合包装绩效主要体现在性能效应、经济效应和结果效应三个方面。

图 2：包装性能评价机制

图3展示了柔性温湿度传感器的具体结构及其相关性能表征实验。与PI基底疏水性导致的不完全喷墨相比，银墨水能更好地吸附在PET基底上。此外，PET更好的弯曲和扭转优势使其成为比纸基底料更好的选择。

图 3：温湿度传感器

图4展示了柔性传感包装性能优化系统架构及其软硬件功能。通过流程分析，数据采集与传输，包装性能评估及应用模块，通过综合决策，提出了最优降损方法。

图 4：柔性传感包装性能优化系统架构

图5-7分别为各指标在不同温度下进行的相关性分析，多参数分析及主成分聚类分析结果，通过多次数据处理与优化，将复杂多变的评价指标汇总为三类，从而有助于进一步优化包装性能和持续改进减损。

图 5：各指标在不同温度下的相关性分析

图 6：各指标的具体变化

图 7：不同温度下各指标的主成分分析和聚类处理

图8展示了最终包装性能评价结果。本文考虑了不同温度下不同包装效果随时间的变化，并通过评价模型得出了品质、微环境和经济性的影响权重。最后，通过包装性能分级得到直观的显示。

图 8：包装性能分级

图9展示了减损控制的持续改进。通过实际验证，提出了在不同供应链中的最佳减损控制方法。在短途运输中，可以认为经济支出和包装在供应链过程的早期阶段起着重要影响因素，特别是在信息管理和人力成本方面。真空包装更适于中长距离供应链，而MAP在中短距离供应链上更具优势。

图 9：持续改进的减损控制

审核编辑：郭婷