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第三卷增刊食品安全质量检测学报Vol.3Suppl.
2012年9月JournalofFoodSafetyandQualitySept.,2012

3D仿真建模技术在食品安全过程控制中的应用

徐书亮,钱亚林

(云南出入境检验检疫局)

摘要:随着社会生产力的发展,企业技术装备的改造升级,立体厂房、综合车间以及自动化技术,网络协同、
集成制造、并行工程等先进数字制造技术的应用,食品生产在质量控制过程中出现了许多新问题。计算机3D
建模与仿真技术的兴起与发展,给食品安全控制复杂系统的要素展现、分析、验证,带来了技术支撑。
关键词:食品安全;质量控制;3D建模;动态仿真

随着先进制造技术在食品生产企业的广泛应用,
食品国际贸易的进一步发展,食品安全,无论是在
质量控制还是政府监管过程中,都面临着许多前所
未有挑战。

1食品安全过程控制需要应对的问题

1.1食品安全控制要素的有效表现问题

自上世纪90年代,食品工业营业额就超过了
汽车、航空、信息等行业雄居世界工业霸主地位,以图1食品企业的先进技术装备
信息集成为核心的计算机集成制造系统(Computer
了许多食品安全管理要素的有效表现。
IntegratedManufacturingSystem,CIMS)、以过程集成
为核心的并行工程(ConcurrentEngineering,CE)技术1.2应对发达国家/地区的验证检查问题
以及网络、集成、智能、自动化技术,人—机—环境随着关税的降低,发达国家开始以技术法规、标
分布并行处理等先进制造技术在食品生产企业的广准、合格评定等作为保护其民族工业的技术壁垒手段,
泛应用,超临界萃取、微胶囊技术、反渗透装备的普例如许多外商都把食品企业是否通过相关注册,是
及,新工艺自动流水线作业的投产,以及立体厂房,否取得HACCP认证等作为考核合作方的硬性指标。
综合车间的建设(如图1、3、4、5)⋯⋯食品安全管理欧美等发达国家/地区的官方检查、审核验证提出更
的许多要素,如立体车间布局,工艺流程,设备的结苛刻的细节要求,审核要素也更为繁多。为了缩短认
构原理等用车间实景照片只能局部反映,甚至生产证(验证)周期,减轻企业负担,在文件审核、现场审
现场也不能有效地形成审核发现,用二维正投影图核之外,需要寻求一种更便捷、更有效的迎检审核方
式。特别是实物对象无法展现的要素例如关键设备
表达这类产品的构思显得力不从心,即便用多个剖,
的构造、原理、流程,甚至车间工序流程的整体规划
视图加以表达也是有局限性的,且绘图工作量大,又
布局等,需要提前建模,以便应对现场的模拟演示。
缺乏直观性,至于人流、物流、汽流的干涉分析,自
动流水线的动态演示等更是无从谈起。传统的文件、1.3食品企业一线员工资质、能力问题
图纸、照片等媒介的信息承载能力受限,严重制约对企业来讲,无论技术、管理人员,还是一线的

*作者简介:徐书亮,男,轻工技术工程硕士(在读),研究方向:出口食品企业认证监管,食品安全控制现场管理,Email:xushuli-
[e-mail]

增刊徐书亮等仿真建模技术在食品安全过程控制中的应用
,:3D45

员工,有效的岗位技能培训、合格的从业素质,既是用直观三维的方式来描述这个三维的世界,只能在
企业管理的需要,更是认证审核的关键要素。沙土、羊皮、纸张的二维平面上,用影像表达和传
食品企业大多属于劳动密集型产业,或是由于递对这个世界的认识和创造,如平面投影和透视等,
当前廉价的劳动力成本远小于先进流水线设备的购并基于纸张平面形成了抽象的2D平面文明体
置、维护成本,因此多数企业通常招聘大量农民工,系……直到计算机三维技术的诞生,人类历史才进
他们中的大部分跳槽频繁、流动性强并且专业素质入了3D文明。
普遍不高,即便是有中专、技校或高校学历,但是3D(ThreeDimensions)是指三维,是相对于只
学校的课程设计以理论为主,没有岗位专业具体操有长和宽的平面(2D)而言。今天的3D,特指基于电
作经验,这样企业在管理、培训方面,迫切需要一脑/互联网的数字化的3D/三维/立体,也就是三维
种更快捷、更直观、更有效的方式。数字化。
1.4职能部门的监管、审核问题视景仿真,即利用计算机技术,构造仿真对象
食品专业涉及化学、物理、生物、农学、机械、的三维模型或再现真实的环境,达到逼真的效果。仿
管理等多个领域,具有多学科交叉渗透的特点。食真动画是仿真技术和动画技术相结合,是最为直接
品工业单元操作:输送、清洗、分级、破碎、分离、地表现模型行为的图形技术方法,除了在三维空间
混合、乳化、传热、浓缩、干燥、制冷、真空操作和模型基础上加一个时间维,并且还能赋予模型色
包装等各不相同。具体产品如:肉、