當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域的質(zhì)量管理已逐漸由傳統(tǒng)的“事后檢驗(yàn)”提升到“預(yù)防檢驗(yàn)”階段，即以“生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制”及“原料控制”等預(yù)防性的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)手段為主，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制。要達(dá)到該目標(biāo)則要求化驗(yàn)室具備快速分析檢測(cè)能力。近紅外光譜分析技術(shù)以其快速、準(zhǔn)確的特性，符合了質(zhì)量管理的要求。
　　
　　1近紅外光譜分析技術(shù)
　　
　　現(xiàn)代近紅外光譜分析技術(shù)zui早始于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，也是近年來(lái)發(fā)展zui快的分析檢測(cè)技術(shù)，其基本檢測(cè)原理如下：近紅外光是指波長(zhǎng)介于可見(jiàn)區(qū)與中紅外區(qū)之間的電磁波，其波長(zhǎng)范圍為780～2526nm，是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，主要反映的是含氫基團(tuán)（如C-H，N-H，S-H，O-H等）的倍頻和組合頻吸收，具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息，被測(cè)樣品近紅外光譜吸收強(qiáng)度與其組分含量具有一定的函數(shù)關(guān)系，近紅外光譜分析即以樣品的光譜信息代入該函數(shù)關(guān)系獲得待測(cè)成分含量的檢測(cè)結(jié)果。圖1顯示了近紅外分析的整個(gè)分析過(guò)程，該過(guò)程包含2個(gè)步驟。*步為校正過(guò)程：通過(guò)收集一批樣品的近紅外光譜和標(biāo)準(zhǔn)方法分析結(jié)果采用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立分析模型（標(biāo)準(zhǔn)曲線）；第二步為預(yù)測(cè)過(guò)程，即通過(guò)未知樣品的近紅外光譜預(yù)測(cè)未知樣品組分含量等信息。
　　
　　近紅外光譜分析技術(shù)具有分析速度快、不破壞樣品、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好以及效率高等優(yōu)勢(shì)，得到了較廣泛的應(yīng)用。近紅外光譜分析作為一種節(jié)能綠色分析技術(shù)，不僅使用方便簡(jiǎn)單，在飼料工業(yè)中可應(yīng)用于從原料到產(chǎn)品各個(gè)品質(zhì)控制環(huán)節(jié)（如表1所示），而且可提高企業(yè)生產(chǎn)效率，增加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。i-font-family:"TimesNewRoman";mso-hansi-font-family:"TimesNewRoman";mso-bidi-font-family:"TimesNewRoman";mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-CN;mso-bidi-language:AR-SA'>所示），而且可提高企業(yè)生產(chǎn)效率，增加可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　表1近紅外快速檢測(cè)方法在飼料企業(yè)的應(yīng)用
　　
　　應(yīng)用點(diǎn)檢測(cè)指標(biāo)作用
　　
　　原料品質(zhì)快速檢測(cè)
　　
　?。ㄔ希┧帧⒌鞍?、纖維、脂肪在原料卸載之前，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，快速準(zhǔn)確的品質(zhì)數(shù)據(jù)取代感觀物理特征，防止人為誤差，加快收購(gòu)速度，實(shí)現(xiàn)按質(zhì)論價(jià)。
　　
　　動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)配料比例
　　
　　（原料、飼料半成品）水分、蛋白、纖維、脂肪、各種氨基酸基于原料品質(zhì)的快速檢測(cè)獲得的多個(gè)營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)，可指導(dǎo)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)配料比例，使飼料配料*化
　　
　　生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控
　　
　?。暳习氤善罚┧謱?shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中飼料半成品水分含量，根據(jù)水分含量進(jìn)行調(diào)質(zhì)，有利于飼料制粒和膨化成型
　　
　　蛋白實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中飼料半成品的蛋白含量，根據(jù)蛋白波動(dòng)反映混合設(shè)備異?；蛲读袭惓！?br />　　
　　飼料成品品質(zhì)檢測(cè)
　　
　?。暳铣善罚┧帧⒌鞍?、纖維、脂肪、各種氨基酸對(duì)zui終的飼料成品進(jìn)行檢測(cè)，可記錄并監(jiān)查每批成品料的質(zhì)量，防止不合格產(chǎn)品流向市場(chǎng)。
　　
　　目前上大型及超大型的飼料企業(yè)，均采用該項(xiàng)技術(shù)作為主要質(zhì)量檢測(cè)手段。我國(guó)飼料行業(yè)在20世紀(jì)90年代中期也開(kāi)始引進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)，經(jīng)過(guò)十多年發(fā)展，已有幾十家大中型飼料企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)采用該技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)分析。
　　
　　2002年底，國(guó)家正式頒布了飼料行業(yè)近紅外分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T18868-2002），這標(biāo)志著這項(xiàng)新的檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為標(biāo)準(zhǔn)的飼料檢測(cè)方法。
　　
　　2近紅外光譜分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
　　
　　現(xiàn)代飼料工業(yè)集團(tuán)化和規(guī)?；殉哨厔?shì)，將近紅外技術(shù)和現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，構(gòu)架集團(tuán)內(nèi)部近紅外網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，可有效實(shí)現(xiàn)資源共享，以更方便快捷的方法監(jiān)測(cè)飼料品質(zhì)變化情況，將促進(jìn)飼料工業(yè)檢測(cè)體系的變革。
　　
　　2010年國(guó)家出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)：《GB/T24895-2010糧油檢驗(yàn)近紅外分析定標(biāo)模型驗(yàn)證和網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)通用規(guī)則》，為近紅外技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用提供很好的指導(dǎo)作用。
　　
　　近紅外網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以提供近紅外儀器的遠(yuǎn)程配置、管理和監(jiān)控工具，以及開(kāi)放的遠(yuǎn)程信息和儀器網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)，確保網(wǎng)絡(luò)中所有儀器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，保證被測(cè)樣品價(jià)值得到公正和可信的評(píng)價(jià)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)成員的共同努力，降低模型開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本，保證模型的透明性。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中所有儀器的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證*的儀器性能?？偠灾?，近紅外網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)具有以下幾點(diǎn)：1）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可保證分析結(jié)果的透明度；2）聯(lián)合開(kāi)發(fā)模型，減少新開(kāi)發(fā)模型的成本；3）降低儀器操作和維護(hù)所需的特殊技能；4）分析結(jié)果在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)高度統(tǒng)一。
　　
　　構(gòu)建近紅外儀器分析網(wǎng)絡(luò)，需滿足的四點(diǎn)要求：1）同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用相同型號(hào)的儀器；2）同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用相同的模型；3）網(wǎng)絡(luò)中的所有儀器使用同一組監(jiān)控樣品進(jìn)行校正；4）網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備人員進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范的操作。
　　
　　2.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
　　
　　近紅外光譜分析物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)包括了1臺(tái)主機(jī)和多臺(tái)子機(jī)。主機(jī)用來(lái)掃描建模樣品，來(lái)監(jiān)控和升級(jí)模型，通常放在標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（Internet/Intranet）向子機(jī)發(fā)布和升級(jí)模型。
　　
　　主機(jī)的模型調(diào)整到與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室分析的數(shù)據(jù)一致。所有的子機(jī)也被調(diào)整到與主機(jī)一致，即與標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室分析的數(shù)據(jù)一致。通過(guò)這套質(zhì)量保證流程，保證每一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的近紅外儀器測(cè)量
　　
　　結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　
　　2.2功能組織
　　
　　近紅外光譜分析物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的主要工作由不同的組織來(lái)承擔(dān)：
　　
　　u近紅外技術(shù)委員會(huì)：全面負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)運(yùn)行，由它決定模型開(kāi)發(fā)工作。
　　
　　u模型服務(wù)中心：開(kāi)發(fā)新模型，并提供模型升級(jí)參考意見(jiàn)。
　　
　　u標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室：分析建模樣品的化學(xué)值，監(jiān)控主機(jī)工作狀態(tài)。
　　
　　u網(wǎng)絡(luò)管理中心：維護(hù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中各臺(tái)儀器之間的數(shù)據(jù)傳輸。
　　
　　圖2顯示，通過(guò)Internet或者Intranet，實(shí)現(xiàn)Server和分散在各地的儀器（Client）間信息交換和管理的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。圖3給出了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器與客戶端之間能實(shí)現(xiàn)的功能，包括儀器標(biāo)準(zhǔn)化、儀器監(jiān)控與維護(hù)、模型維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理四大功能，以及服務(wù)器與客戶端間需要各自承擔(dān)的具體任務(wù)。
　　
　　3近紅外分析物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于飼料工業(yè)
　　
　　某飼料集團(tuán)采用聚光科技（杭州）股份有限公司生產(chǎn)的SupNIR-2750儀器組建近紅外光譜分析小型物聯(lián)網(wǎng)，用于檢測(cè)豆粕。在其分析中心
　　
　　實(shí)驗(yàn)室和3個(gè)分廠各配置1臺(tái)近紅外分析儀，其中分析中心實(shí)驗(yàn)室的近紅外儀器為主機(jī)，分廠儀器為子機(jī)，并在分析中心架設(shè)服務(wù)器。表2所示為近紅外主機(jī)所建立的豆粕分析模型。該模型通過(guò)分析中心近紅外技術(shù)委員會(huì)確認(rèn)后通過(guò)服務(wù)器下發(fā)給主機(jī)和3臺(tái)子機(jī)。分析中心同時(shí)給各儀器同時(shí)分發(fā)了一份豆粕標(biāo)準(zhǔn)樣品，遠(yuǎn)程要求各實(shí)驗(yàn)室采用近紅外分析儀進(jìn)行光譜采集和預(yù)測(cè)，將所檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，分析中心通過(guò)瀏覽器觀察各近紅外儀器的檢測(cè)結(jié)果。
　　
　　表2：豆粕校正模型參數(shù)
　　
　　檢測(cè)
　　
　　指標(biāo)性質(zhì)范圍
　　
　?。?）相關(guān)系數(shù)校正標(biāo)準(zhǔn)偏差檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差
　　
　　水分9.5-14.070.9710.240.26
　　
　　粗蛋白41.76-50.30.9660.360.39
　　
　　粗脂肪0.72-1.80.8650.120.13
　　
　　粗纖維3.50-7.700.9280.310.33
　　
　　灰分4.31-7.460.6860.220.22
　　
　　蛋白溶出度71.86-85.620.8021.11.14
　　
　　尿素酶0.02--0.0960.9750.0020.003
　　
　　賴(lài)氨酸2.04--3.550.9960.0640.082
　　
　　蛋氨酸0.51--0.780.9860.0140.019
　　
　　色氨酸0.48--0.810.9870.0150.017
　　
　　蘇氨酸1.19--2.290.9970.0240.032
　　
　　表3為四臺(tái)儀器上傳的同一份豆粕樣品的預(yù)測(cè)結(jié)果，其粗蛋白預(yù)測(cè)值z(mì)ui大相差0.3，說(shuō)明儀器運(yùn)行良好，網(wǎng)絡(luò)中儀器具有良好的一致性，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可成功應(yīng)用于飼料品質(zhì)的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)。
　　
　　此外，如果分析中心發(fā)現(xiàn)有分廠對(duì)同一份豆粕樣品的粗蛋白預(yù)測(cè)值超過(guò)閾值，可以通知對(duì)方對(duì)儀器性能進(jìn)行檢測(cè)，并上傳性能測(cè)試報(bào)告，進(jìn)行儀器故障診斷及維護(hù)。
　　
　　因此，近紅外光譜分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尤其適用于大型飼料集團(tuán)企業(yè)，有助于飼料集團(tuán)對(duì)各分廠的飼料質(zhì)量進(jìn)行快速檢測(cè)和統(tǒng)一管理。
　　
　　表3：網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各臺(tái)近紅外儀器分析同一份豆粕結(jié)果
　　
　　分廠1分廠2分廠3中心
　　
　　粗蛋白%43.043.343.143.2
　　
　　4結(jié)論
　　
　　采用近紅外光譜分析技術(shù)進(jìn)行飼料品質(zhì)分析和監(jiān)控將成為飼料工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。近紅外光譜分析技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以使企業(yè)節(jié)約成本、增加利潤(rùn)，也使企業(yè)的質(zhì)量管理水平躍上一個(gè)新的臺(tái)階，進(jìn)而提升公司的形象，從而在應(yīng)對(duì)WTO的挑戰(zhàn)中，增強(qiáng)與上超*企業(yè)抗衡的實(shí)力。
　　
　　將近紅外光譜分析技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建的近紅外光譜分析物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，可充分利用飼料集團(tuán)內(nèi)部分散的資源，實(shí)現(xiàn)資源共享，統(tǒng)一監(jiān)測(cè)集團(tuán)內(nèi)飼料品質(zhì)，可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)分析模型進(jìn)行集中升級(jí)，提高其檢測(cè)精度，將大大推動(dòng)近紅外光譜分析技術(shù)在飼料檢測(cè)中的應(yīng)用。