CN111445168A - 一种质量安全第三方监管***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及质量安全第三方监管***和方法。借助于传感技术、数字孪生技术、虚拟现实技术，构建监管对象关键控制点标准化监管仿生模型，通过加工场所的摄像模块、传感器模块、以及人工输入等方式，采集“人、机、料、法、环”等监管要素数据，与标准化监管仿生模型比对，实现监管机构对加工场所的实时、远程、多端口操作评审，得出客观、公正、没有任何争议的评审结果，达到客观评价监管对象质量安全状态的目的。本方法可用于对生产加工环境、生产加工过程、员工操作、生产资源品质、文件管理的客观、公证的远程监管与审核，应用于执法监督、第三方监管、质量体系认证、质量体系运行评审、企业质量安全控制、大型消费生态准入评审等。
Description
技术领域
本发明涉及质量安全的监管，尤其涉及一种质量安全第三方监管***和方法，广泛应用于工厂型产品品质、食品、药品等质量监管领域。
背景技术
第三方监管是由非利益攸关方提供的公共服务，随着我国经济社会的发展，质量安全第三方监管已经演变成国家治理体系完善、国家治理能力强化的工具。
第三方监管从“源头控制、过程管理、标识管理”三个层面，对监管对象的生产、加工过程实施基于“人、机、料、法、环”等监管要素信息的现场评审。传统的第三方监管致力于从现场抓取监管信息并基于现场感觉做评审结论。其弊端是：严重依赖人的知识、经验和职业操守，服务成本高。
数字孪生技术和虚拟现实技术可以通过监管参数构建监管模型，基于数字孪生技术的第三方监管模型可以将评审要求虚拟现实化、可以将客户生产、加工的实际操作虚拟现实化，因此，借力数字孪生技术，第三方监管机构可以实现远程评审，达到颠覆传统服务方式的目的。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种基于数字孪生技术的质量安全第三方监管***、方法及远程实时质量***方法。本方法首先构建监管对象关键控制点标准化监管仿生模型，通过加工场所的摄像模块、传感器模块、以及人工输入等方式，采集“人、机、料、法、环”等监管要素数据，与标准化监管仿生模型比对，实现监管机构对加工场所的实时、远程、多端口操作评审，得出客观、公正、没有任何争议的评审结果，达到客观评价监管对象质量安全状态的目的。
为了达到上述发明目的，本发明构建了基于“人、机、料、法、环”监管要素参数的质量安全第三方监管***，该***包括：采集单元、运算单元、展示单元，
所述采集单元用于在现实生产场景侧，采集包括“人、机、料、法、环”的监管要素参数模块，并反馈给运算单元；
所述运算单元包括标准化仿生监管模型构建模块、自动刷新模块、***评审模块、差异标记模块、数据存储模块、风险警示模块；
所述展示单元将运算单元中各模块输出的结果予以展示。
优选地，所述采集单元包括前端采集设备、PLC控制模块，所述前端采集设备将采集的数据传输给PLC控制模块，所述PLC控制模块经过处理的数据输出给运算单元，该前端采集设备包括传感模组、摄像模组、人工输入端；
优选地，所述采集“人、机、料、法、环”监管要素参数模块，包括“人”参数模块、“机”参数模块、“料”参数模块、“法”参数模块、“环”参数模块，其中：
“人”参数模块包括但不限于人员健康、卫生要求、人员操作等数据；
“机”参数模块包括但不限于设施设备运行状态、保养状态、清洗消毒等数据；
“料”参数模块包括但不限于溯源条码信息、高风险有毒有害因子监测等数据；
“法”参数模块包括但不限于工艺、标准工序、产品作业标准、检验标准等数据；
“环”参数模块包括但不限于清洁度、光照度、温湿度、洁净度、异物活物(老鼠、苍蝇、虫害、金属)、空气质量指数等数据。
优选地，所述展示单元通过虚拟现实技术或3D动画技术将监管的动态记录展示在VR、AR展示设备、数字看板、PC、手机APP中任意一种或多种之上。
本发明还提供一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，包括步骤：
用理想状态“人、机、料、法、环”监管要素参数模块构建标准化仿生监管模型；
依托生产、加工场地采集的监管对象的“人、机、料、法、环”监管要素参数模块数据，孪生出监管对象的虚拟现实，并与标准仿生模型比对；
通过实时更新数据，多次重复比对，实现智能评审、差异标记、警示风险，并把输出结果予在展示终端展示。
优选地，所述智能评审，数字孪生服务器之评审模块对该数字孪生监管模型与标准的监管模型进行智能化的分析评价，并根据差异进行相关标记。
优选地，所述警示风险，分为可接受风险、可疑风险、不可接受风险。
优选地，所述展示终端通过虚拟现实技术或3D动画技术将监管的动态记录展示在VR、AR展示设备、数字看板、PC、手机APP中任意一种或多种之上。
优选地，所述“人、机、料、法、环”监管要素参数模块，包括“人”参数模块、“机”参数模块、“料”参数模块、“法”参数模块、“环”参数模块，其中：
“人”参数模块包括人员健康、卫生要求、人员操作数据；
“机”参数模块包括设施设备运行状态、保养状态、清洗消毒数据；
“料”参数模块包括溯源条码信息、高风险有毒有害因子监测数据；
“法”参数模块包括工艺、标准工序、产品作业标准、检验标准数据；
“环”参数模块包括清洁度、光照度、温湿度、洁净度、异物活物(老鼠、苍蝇、虫害、金属)、空气质量指数数据。
优选地，该监管方法具体包括如下步骤：
S1，用“人、机、料、法、环”监管要素理想状态参数，构建标准化监管仿生模型；
S2，在监管客户端安装“人、机、料、法、环”参数的采集设施；
S3，将监管客户“人、机、料、法、环”参数对S1构建的标准化模型进行刷新，形成监管客户初始状态；
S4，用监管客户“人、机、料、法、环”实时参数反复刷新监管客户初始状态；
S5，标记监管客户“人、机、料、法、环”与标准监管模型的差异；
S6，***评审监管客户“人、机、料、法、环”与标准化监管模型的差异，形成风险警示；
S7，根据监管客户“人、机、料、法、环”评审结果自动生成产品溯源标识并根据成品的分析测试结果、公共危机信息、客户投诉信息进行智能化管理。
本发明又提供一种远程实时的质量监管方法，该方法包括：
1)实时通过VR、AR展示设备、数字看板、PC、APP其中之一或多种所呈现的仿真模型，查看生产运行的各项参数；
2)当实际生产环境，即“人、机、料、法、环”所包含的参数信息发生变化时，数字孪生服务器也会实时更新对应的数字孪生监管仿真模型，自动生成评价结果；
3)当某一个参数，可以是人工输入的、或摄像模组捕捉的、或传感器采集的，出现了超出了该监管对象此参数的标准范围之外时，***会自动进行差异标记，并对差异进行评估，随即产生告警信号，协助管理人快速定位问题或提示监管者关注。
由上可知，应用本发明提供的技术方案可以得到以下有益效果：
(1)、加工场地评审远程化；
(2)、质量***中央化；
(3)、质量安全风险预警自动化；
(4)、产品溯源管理智能化；
(5)、质量安全危机管理精准化。
附图说明
图1为本发明实施例监管***结构框图；
图2为本发明实施例前端采集设备组成图；
图3为本发明实施例数字孪生监管模型创建步骤流程框图；
图4为本发明实施例风险评价体系图。
具体实施方式
为了便于本领域的普通技术人员能够理解并实施本发明，下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。
为了解决现有质量***存在的问题，下面以食品安全第三方***为例。基于数字孪生技术构建了一个智能化监管模型，通过对监管对象“人、机、料、法、环”要素的智能监管及评审，从而实现对该实例产品质量安全的实时监测。
参考图1和图2，本发明提供一种质量安全第三方监管***，包括采集单元1：在现实生产场景侧，采集包括“人、机、料、法、环”等监管要素参数；
运算单元2(数字孪生服务器)：借助于数字孪生技术、虚拟现实技术，用理想状态“人、机、料、法、环”监管要素参数构建标准化仿生监管模型。依托生产、加工场地采集的监管对象的“人、机、料、法、环”等监管要素数据，孪生出监管对象的虚拟现实，并与标准仿生模型比对。通过实时数据，多次重复比对，实现智能评审、差异标记、警示风险。
展示单元3：通过虚拟现实技术及3D技术，将实时的数字孪生监管状态呈现在VR、AR展示设备、数字看板、PC及APP。
其中，采集单元1包括前端采集设备11、PLC控制模块12，所述前端采集设备11将采集的数据传输给PLC控制模块12，所述PLC控制模块12经过处理的数据输出给运算单元2，该前端采集设备11包括传感模组111、摄像模组112、人工输入端113。
其中，所述采集“人、机、料、法、环”监管要素参数模块，包括“人”参数模块101、“机”参数模块102、“料”参数模块103、“法”参数模块104、“环”参数模块105，其中：
“人”(R)参数模块101：包括r1人员健康、r2卫生要求、r3人员操作等数据。
“机”(J)参数模块102：j1设施设备运行状态、j2保养状态、j3清洗消毒等数据，主要设备有：
供排水设施、清洁消毒设施、废弃物存放设施、个人卫生设施、通风设施、照明设施、温控设施。
“料”(L)参数模块103：l1溯源条码信息、l2高风险有毒有害因子监测数据等数据。
“法”(F)参数模块104：包括：f1工艺，f2标准工序，f3产品作业标准，f4检验标准等数据。
“环”(H)参数模块105：h1清洁度、h2光照度、h3温湿度、h4洁净度、h5异物活物(老鼠、苍蝇、虫害、金属)、h6空气质量指数等数据，以上参数仅举例部分。
所述运算单元2，即数字孪生服务器部分，完成核心的运算，对相应的数字孪生监管模型进行维护，并最终展示出来，包括：
(1)、构建数字孪生监管模型201，此部分涉及***的核心算法，根据监管产品(服务)“人、机、料、法、环”的监管要素参数构建标准化的监管模型。
(2)、自动刷新模块203，借助采集设施实时传回的“人、机、料、法、环”监管要素信息，自动刷新监管模型，生成实时连续的监管状态(虚拟现实)。
(3)、***评审模块202，根据***评审体系的算法，对实时监测参数的数据进行分析，生成评审结果，输出风险警示给风险警示模块205。
(4)、差异标记模块204，当采集到的参数超出该参数标准范围时，***自动对该差异进行标记，并将该标记存储。
(5)、数据存储模块206，***会对监管过程涉及的“人、机、料、法、环”等运行记录进行实时的存储。
展示单元3包括展示模块301，其以展示终端302予以展示运算单元2输出的结果，具体地，其通过虚拟现实技术及3D技术，将实时的数字孪生监管状态呈现在VR、AR展示设备、数字看板、PC及APP中其一或多种上。
细分来说，该展示单元3，即数字孪生监管模型，包括两个部分：
(1)、按展示的端口分，我们可以将该监管的动态记录展示在数字看板、PC端以及APP上。
(2)、按展示的技术分，我们可以选择虚拟现实技术，即VR/AR展示；同时也可以通过构建3D动画或2D图片的形式展示出来。
参考图3至图4，应用上述监管***，本发明还提供了用于产品(服务)的一种质量***方法，具体方案如下所述：
S1，根据本实例监管产品，用“人、机、料、法、环”监管要素理想状态参数，构建标准化监管仿生模型；
S2，在监管客户场地安装“人、机、料、法、环”监管参数的采集设施；
请参见图1，该实施例中，采集单元的数据按类型分为“人、机、料、法、环”，对应的数据参数定义(R，J，L，F，H)如下所述：
“人”(R)参数模块：包括r1人员健康、r2卫生要求、r3人员操作等数据。
建立基于指模识别、虹膜识别、人脸识别的员工健康档案，获取数据r1。在监管对象生产、加工现场，安装影像传感器、图像传感器、运动检测传感器来实时采集r2、r3数据，通过PLC无线通讯控制模块与传感器进行信息交互，采集现场的“人”数据子集∑R(r1，r2，r3)。
“机”(J)参数模块：j1设施设备运行状态、j2保养状态、j3清洗消毒三类数据。包含设备有：供排水设施、清洁消毒设施、废弃物存放设施、个人卫生设施、通风设施、照明设施、温控设施。
在监管客户生产加工现场安装水质传感器、温湿度传感器、光照度传感器、浊度传感器、气体传感器、空气污染传感器来实时采集现场数据，通过PLC无线通讯控制模块与传感器进行信息交互，采集现场的“机”数据子集∑J(j1，j2，j3)。
“料”(L)参数模块：l1溯源条码数据、l2高风险有毒有害因子监测数据等数据。
在监管客户生产加工现场安装条码阅读器、影像传感器、图像传感器来实时采集现场数据，通过PLC无线通讯控制模块与传感器进行信息交互，采集现场的“料”数据子集∑L(l1，l2)。
“法”(F)参数模块：包括：f1工艺，f2标准工序，f3产品作业标准，f4检验标准等落实数据。
在监管客户生产加工现场安装影像传感器、图像传感器、运动检测传感器，通过该设备上传监管对象的行为动作，以此采集现场的“法”数据子集∑F(f1，f2，f3，f4)。
“环”(H)参数模块：h1清洁度、h2光照度、h3温湿度、h4洁净度、h5异物活物(老鼠、苍蝇、虫害、金属)、h6空气质量指数等数据，以上参数仅举例部分。
在监管客户生产加工现场安装水质传感器、温湿度传感器、光照度传感器、浊度传感器、气体传感器、空气污染传感器来实时采集现场数据，通过PLC无线通讯控制模块与传感器进行信息交互，采集现场的“环”数据子集∑H(h1，h2，h3，h4，h5，h6)。
***根据监管要求采集以上五大类数据，通过互联网或5G网络将数据及实时变化发送至数字孪生服务器。
S3，将监管客户“人、机、料、法、环”参数对S1构建的标准化模型进行刷新，形成监管客户监管状态；
数字孪生服务器根据汇集来的五大类子集数据，构建该监管客户的监管模型，即∑C(R’，J’，L’，F’，H’)。
S4，用监管客户“人、机、料、法、环”实时参数反复刷新监管客户初始状态；
解构数字孪生服务器所接受的监管客户模型数据，即∑C(R’，J’，L’，F’，H’)。基于特有的数字孪生算法，将各类数据同步至该监管客户模型中，并保证该监管模型的“人、机、料、法、环”等数据与真实的现实环境保持动态一致。
S5，标记监管客户“人、机、料、法、环”与标准监管模型的差异；
请参见图3，该实施例中，数字孪生服务器之评价模块对该数字孪生监管间模型∑C(R’，J’，L’，F’，H’)与标准的监管模型∑C(R，J，L，F，H)进行智能化的分析评价，并根据差异进行相关标记。
比如Δ∑(0～10)可接受风险(低风险)、Δ∑(10～30)可疑风险(一般风险)、Δ∑(30～100)不可接受风险(高风险)。
S6，***评审监管客户“人、机、料、法、环”与标准化监管模型的差异，形成风险警示；
S7，根据监管客户“人、机、料、法、环”评审结果自动生成产品溯源标识并根据成品的分析测试结果、公共危机信息、客户投诉信息进行智能化管理。
基于以上的方案，本发明还可以提供一种远程实时的质量***方法，该方法包括：
1)实时的通过VR、AR展示设备、数字看板、PC、APP所呈现的仿真模型，查看生产运行的各项参数；
2)当实际生产环境，即“人、机、料、法、环”所包含的参数信息发生变化时，数字孪生服务器也会实时更新对应的数字孪生监管仿真模型，自动生成评价结果；
3)当某一个参数，可以是人工输入的、或摄像模组捕捉的、或传感器采集的，出现了超出了该监管对象此参数的标准范围之外时，***会自动进行差异标记，并对差异进行评估。随即产生告警信号，协助管理人快速定位问题或提示监管者关注。
以上所描述的***实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的，本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术作出贡献的不部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RSM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种质量安全第三方监管***，包括采集单元、运算单元、展示单元，特征在于：
所述采集单元用于在现实生产场景侧，采集包括“人、机、料、法、环”的监管要素参数模块，并反馈给运算单元；
所述运算单元包括标准化仿生监管模型构建模块、自动刷新模块、***评审模块、差异标记模块、数据存储模块、风险警示模块；
所述展示单元将运算单元中各模块输出的结果予以展示。
2.根据权利要求1所述的质量安全第三方监管方法，其特征在于，所述采集单元包括前端采集设备、PLC控制模块，所述前端采集设备将采集的数据传输给PLC控制模块，所述PLC控制模块经过处理的数据输出给运算单元，该前端采集设备包括传感模组、摄像模组、人工输入端；
所述采集“人、机、料、法、环”监管要素参数模块，包括“人”参数模块、“机”参数模块、“料”参数模块、“法”参数模块、“环”参数模块，其中：
“人”参数模块包括人员健康、卫生要求、人员操作数据；
“机”参数模块包括设施设备运行状态、保养状态、清洗消毒数据；
“料”参数模块包括溯源条码信息、高风险有毒有害因子监测数据；
“法”参数模块包括工艺、标准工序、产品作业标准、检验标准数据；
“环”参数模块包括清洁度、光照度、温湿度、洁净度、异物活物(老鼠、苍蝇、虫害、金属)、空气质量指数数据。
3.根据权利要求1所述的质量安全第三方监管方法，其特征在于，所述展示单元通过虚拟现实技术或3D动画技术将监管的动态记录展示在VR、AR展示设备、数字看板、PC、手机APP中任意一种或多种之上。
4.一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，包括步骤：
用理想状态“人、机、料、法、环”监管要素参数模块构建标准化仿生监管模型；
依托生产、加工场地采集的监管对象的“人、机、料、法、环”监管要素参数模块数据，孪生出监管对象的虚拟现实，并与标准仿生模型比对；
通过实时更新数据，多次重复比对，实现智能评审、差异标记、警示风险，并把输出结果予在展示终端展示。
5.根据权利要求4所述的一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，所述智能评审，数字孪生服务器之评审模块对该数字孪生监管模型与标准的监管模型进行智能化的分析评价，并根据差异进行相关标记。
6.根据权利要求4所述的一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，所述警示风险，分为可接受风险、可疑风险、不可接受风险。
7.根据权利要求4所述的一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，所述展示终端通过虚拟现实技术或3D动画技术将监管的动态记录展示在VR、AR展示设备、数字看板、PC、手机APP中任意一种或多种之上。
8.根据权利要求4所述的一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，所述“人、机、料、法、环”监管要素参数模块，包括“人”参数模块、“机”参数模块、“料”参数模块、“法”参数模块、“环”参数模块，其中：
“人”参数模块包括人员健康、卫生要求、人员操作数据；
“机”参数模块包括设施设备运行状态、保养状态、清洗消毒数据；
“料”参数模块包括溯源条码信息、高风险有毒有害因子监测数据；
“法”参数模块包括工艺、标准工序、产品作业标准、检验标准数据；
“环”参数模块包括清洁度、光照度、温湿度、洁净度、异物活物(老鼠、苍蝇、虫害、金属)、空气质量指数数据。
9.根据权利要求4所述的一种质量安全第三方监管方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，用“人、机、料、法、环”监管要素理想状态参数，构建标准化监管仿生模型；
S2，在监管客户端安装“人、机、料、法、环”参数的采集设施；
S3，将监管客户“人、机、料、法、环”参数对S1构建的标准化模型进行刷新，形成监管客户初始状态；
S4，用监管客户“人、机、料、法、环”实时参数反复刷新监管客户初始状态；
S5，标记监管客户“人、机、料、法、环”与标准监管模型的差异；
S6，***评审监管客户“人、机、料、法、环”与标准化监管模型的差异，形成风险警示；
S7，根据监管客户“人、机、料、法、环”评审结果自动生成产品溯源标识并根据成品的分析测试结果、公共危机信息、客户投诉信息进行智能化管理。
10.一种远程实时的质量监管方法，其特征在于，该方法包括：
1)实时通过VR、AR展示设备、数字看板、PC、APP其中之一或多种所呈现的仿真模型，查看生产运行的各项参数；
2)当实际生产环境，即“人、机、料、法、环”所包含的参数信息发生变化时，数字孪生服务器也会实时更新对应的数字孪生监管仿真模型，自动生成评价结果；
3)当某一个参数，可以是人工输入的、或摄像模组捕捉的、或传感器采集的，出现了超出了该监管对象此参数的标准范围之外时，***会自动进行差异标记，并对差异进行评估，随即产生告警信号，协助管理人快速定位问题或提示监管者关注。
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