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1、1 3D仿真建模技术在食品安全 过程控制中的应用 云南出入境检验检疫局徐书亮 xushuliang0871 2012年10月 2 本文主要内容本文主要内容 第一、食品安全过程控制需要应对 的问题 第二、3D仿真技术及应用情况简介 第三、虚拟对象的建模步骤 第四、3D仿真模型在认证审核及企 业质量管理过程中的应用 3 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。 4 第一、食品安全过程控制需第一、食品安全过程控制需 要应对的问题要应对的问题 5 1、食品安全控制要素的有效表现问题、食品安全控制
2、要素的有效表现问题 计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing System， CIMS)、以过程集成为核心的并行工 程(Concurrent Engineering，CE)技术 以及网络、智能、自动化技术，人 机环境分布并行处理等先进制造技 术在食品生产企业的广泛应用 6 1、食品安全控制要素的有效表现问题、食品安全控制要素的有效表现问题 超临界萃取，微胶囊技术，超滤、 反渗透装备等的普及 新工艺自动流水线的投产 立体厂房，综合车间的建设 （如： 中央厨房） 7 图图1. 食品企业的先进技术装备食品企业的先进技术装备 8 图图3.某综合料理车间某综
3、合料理车间3D模型透视图模型透视图 9 图图4.某综合料理车间功能布局剖视图（局部）某综合料理车间功能布局剖视图（局部） 10 1、食品安全控制要素的有效表现问题、食品安全控制要素的有效表现问题 食品安全管理的许多要素：立体车 间布局，工艺流程，设备的结构原理 等，用二维正投影图表达这类产品的 构思显得力不从心。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、图纸、照片等媒介的 信息承载能力受限，严重制约了许多 食品安全管理要素的有效表现。 11 2、应对发达国家、应对发达国家/地区的验证检查问题地区的验证检查问题 随着关税的降低，发达国家开始以技 术法规
4、、标准、合格评定等作为保护其民 族工业的技术壁垒手段 许多外商都把食品企业是否通过相关 注册，是否取得HACCP认证等作为考核合 作方的硬性指标 欧美等发达国家/地区的官方检查、审 核验证提出更苛刻的细节要求，审核要素 也更为繁多。 12 2、应对发达国家、应对发达国家/地区的验证检查问题地区的验证检查问题 为了缩短认证（验证）周期，减轻企 业负担，在文件审核、现场审核之外， 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： 关键设备的构造、原理、流程 车间工序流程的整体规划布局 13 3、食品企业一线员工资质、能力问题、食品企业一线员工资质、能力问题 对企业来讲，
5、无论技术、管理人员， 还是一线的员工，有效的岗位技能培训、 合格的从业素质，既是企业管理的需要， 更是认证审核的关键要素。 食品企业大多属于劳动密集型产业， 多数企业通常招聘大量民工，流动性强、 专业技术普遍不高 14 4、职能部门的监管、审核问题、职能部门的监管、审核问题 食品专业多学科交叉渗透，食品工 业单元操作各不相同，产品工艺流程 千差万别，评审要求更是不尽相 同 受岗位编制所限，并且还时有行政 职务的轮岗，现有的审核员，只能实 施“万金油”式的审核，即便是食品 专业的评审员也根本不可能对监管范 围内的产品面面精到，何况与食品不 相关的专业。 15 图图2. 某职能部门的评审员专业结构
6、某职能部门的评审员专业结构 16 第二、第二、3D仿真技术及应用情况简介仿真技术及应用情况简介 3D（Three Dimensions）是指三维， 是相对于只有长和宽的平面（2D）而 言。今天的3D，特指基于电脑/互联 网的数字化的3D/三维/立体，也就是 三维数字化。 17 第二、第二、3D仿真技术及应用情况简介仿真技术及应用情况简介 3D建模仿真技术已经在现代生活 中的获得了广泛的应用 工程设计、数控编程、仿真分析、 虚拟现实、展览演示、影视动漫、 教育训练等，如下图： 18 第二、第二、3D仿真技术及应用情况简介仿真技术及应用情况简介 3D地图 3D建筑模型建筑模型 19 第二、第二、3
7、D仿真技术及应用情况简介仿真技术及应用情况简介 3D3D游戏场景图游戏场景图 工程设计3D效果图 20 第二、第二、3D仿真技术及应用情况简介仿真技术及应用情况简介 下面举例说明2D 、3D动态模拟图的 区别： 多效蒸发器结构（ 3D ） 食品工厂漫游（ 3D ） 中央循环管式蒸发器原理图（ 2D ） 转鼓真空过滤设备（ 2D ） 21 第三、虚拟对象的建模步骤第三、虚拟对象的建模步骤 建模 赋材质 动画 渲染 也可建模、赋材质后，直接在3D 应用程序中展示模型效果。 22 第四、第四、3D仿真模型在认证审核仿真模型在认证审核 及企业质量管理过程中的应用及企业质量管理过程中的应用 23 三维建
8、模软件强大的曲面功能， 能轻易构造出各种复杂的异形对象， 而且可以自动生成二维正投影图。 用三维实体模型全方位展示产品 的设计结果，能多方位、多角度地 剖切，生成工程剖视图或断面图以 及“三维透视图”，实时展现对象 不同视角的观察效果。 24 三维实体模型形象、直观、精确 和便于参数修改，在食品生产关键 工序设备装配图中可对装配体的结 构、工作原理，主要零件的结构形 状、装配、连接关系、动力传动路 径等进行动态装配演示。可应用于： 25 1、企业、企业GMP车间工程规划设计车间工程规划设计 食品企业GMP车间要求选址、布局、 给/排水、排污等的设计；设备、工具、 管道等的材质、结构、安装、设置
9、；建 筑物通风、采光、照明，防鼠、防蚊蝇、 防尘设施；车间的高度、面积、门窗、 地面结构；洗手、消毒、更衣、淋浴等 卫生设施都要符合规范要求 以上种种要求在二维平面图中是无 法直观表现的 26 2、企业程序文件、作业指导书、企业程序文件、作业指导书 （1）食品防护计划 对照企业三维模型，分析加工、储 藏安全，运输/接收安全，水/冰、人员、 供应链、实验室安全等，确认有哪些适 当的食品防护措施，并重点关注车间出 入口：锁、封条、传感器等装置能否有 效控制非许可人员的进入食品防护 计划及其应用指南（ GB/T 27320 ） 27 2、企业程序文件、作业指导书、企业程序文件、作业指导书 （2）加工
10、设备、设施维护程序 结合关键设备的三维模型，分析 原理，构造，并在此基础上制定设 备的卫生消毒作业指导以及维护控 制程序等。 28 图7-1. 从左往右 依次为内压式，外 压式，卷式膜组件 装备流程图 图7-2.三种膜组件 装备3D模型内部结 构拆解图 29 2、企业程序文件、作业指导书、企业程序文件、作业指导书 （3）交叉污染控制程序 可用于工厂选址、设计、车间 工艺布局，并以此为基础，科学 规划人流、物流、气流、水流等。 30 2、企业程序文件、作业指导书、企业程序文件、作业指导书 （4） HACCP 计划 结合车间功能区域的规划，对 于整个工艺流程进行危害分析， 确定关键控制点。 31
11、3、岗位技能训练模块、专业技术培训案例、岗位技能训练模块、专业技术培训案例 对企业来讲，无论技术、管理人员， 还是一线的员工，有效的岗位技能培 训、合格的从业人员素质，既是企业 管理的需要，也是监管的关注要点。 食品企业许多类别属于劳动密集型 产业，企业员工流动性强，专业素质 不高的问题，在管理、培训方面，迫 切需要制作更直观、更有效的岗位专 业技术培训案例。 32 3、岗位技能训练模块、专业技术培训案例、岗位技能训练模块、专业技术培训案例 对于监管执法单位来讲，认证相关 专业多学科交叉的“综合性”与检查 员从业经历、领域特长的“专业性” 之间存在矛盾 食品企业的产品类别林林总总，车 间、设备
12、的结构更是千差万别，评审 细则及要求更是不尽相同。这就需要 创建更直观、更有效的对象模型来辅 助监管检查。 33 第五、结束语第五、结束语 三维仿真建模技术，还可应用于企业宣 传、展示；还是企业结合物联网技术，建 立数字车间、智能工厂的基础。还可用于 技术改造，课题申报，标准的制修订 食品企业选址、设计审查，认证行政 执法检查，评审员培训，业务岗位技能训 练。将许多现场评审转为“桌面”评审， 实际操作变为虚拟演示，节省了大量的人 力、物力、时间、经费等等。 34 可以预见：以3D取代2D，“立体” 取代“平面”，虚拟模拟现实的3D 技术，必将在食品安全过程控制中 获得更为广泛的应用。 35 建议： 更多的同事、专家能共建共享3D 模型数据库：新工艺、技术装备， 自动流水线，特殊的车间布局，典 型生产案例等 36 Thank You For Your Attention
