茶葉作為食品行業(yè)中的一個(gè)特色產(chǎn)業(yè)，又系一個(gè)民生經(jīng)濟(jì)，而茶葉收獲和加工具有很強(qiáng)的季節(jié)性，存在勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、占用農(nóng)時(shí)多等問(wèn)題，這些問(wèn)題制約了茶產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。因此，依靠科技進(jìn)步，加強(qiáng)對(duì)茶葉生產(chǎn)機(jī)械的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化，使茶葉從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，不僅是提高茶葉品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)茶葉現(xiàn)代化的關(guān)鍵所在，而且有利于提高生產(chǎn)率、節(jié)約勞力和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高我國(guó)茶業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)農(nóng)村建設(shè)、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收、推動(dòng)茶產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。尤其是在當(dāng)前我國(guó)農(nóng)村勞動(dòng)力資源結(jié)構(gòu)性短缺的情況下，發(fā)展茶葉生產(chǎn)機(jī)械化，不僅意義重大，而且非常緊迫?！肮び破涫?，必先利其器”，要實(shí)現(xiàn)茶葉機(jī)械化，首先要加強(qiáng)和完善茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，改變茶葉機(jī)械質(zhì)量參差不齊、科技含量低、熱能利用低等一系列問(wèn)題。這是提高茶葉加工機(jī)械科技含量、食品衛(wèi)生安全、建立集約型社會(huì)的要求。
茶葉生產(chǎn)機(jī)械化與茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化之間存在互相依賴、相互促進(jìn)的關(guān)系。茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)對(duì)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化的促進(jìn)作用，茶葉生產(chǎn)機(jī)械化是實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、清潔化的前提，茶葉生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化是提高茶葉在市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力的有力保障。因此，有必要深入了解我國(guó)茶葉生產(chǎn)全程機(jī)械化現(xiàn)狀及其發(fā)展瓶頸，研究影響茶葉生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程的茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)問(wèn)題，這對(duì)于研究和發(fā)展我國(guó)茶葉生產(chǎn)機(jī)械化，提高我國(guó)茶產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
一、我國(guó)茶園管理機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
1.1先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)的茶園管理機(jī)械化進(jìn)展茶園管理包括機(jī)耕、機(jī)采、機(jī)剪、噴灌、植保、運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械作業(yè)。日本及臺(tái)灣地區(qū)茶園管理機(jī)械化值得借鑒。日本茶葉已基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)：茶園管理和采摘日本茶園管理機(jī)械多采用乘用式，配備田間鐵軌，通過(guò)不同的配置可完成深耕、修剪、施肥、噴藥、植保、采摘等多種栽培管理作業(yè)；為了防霜，日本茶園大多配置了防霜風(fēng)機(jī)，通過(guò)攪動(dòng)氣流，可保證茶園溫度升高3-4℃，從而促使茶樹(shù)芽葉生長(zhǎng)，提高鮮葉產(chǎn)量l氈重視鮮葉運(yùn)輸環(huán)節(jié)，運(yùn)輸工具均采用廂頂覆蓋金屬膜的微型貨車(chē)。臺(tái)灣茶園管理機(jī)械在方便操作、靈活輕巧等方面具有比較優(yōu)勢(shì)，如氣壓式深層松土施肥機(jī)、坡地多用途作業(yè)機(jī)、深層多用途施肥機(jī)等l引。
1.2我國(guó)茶園管理機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀
茶園管理是茶葉生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，是提高茶葉產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的前提和基礎(chǔ)。茶園管理機(jī)械經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，在提高茶園管理水平，促進(jìn)茶葉生產(chǎn)發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，提高時(shí)效，增加經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮了重
要作用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)茶園實(shí)現(xiàn)機(jī)械化修剪、大宗茶機(jī)械化采摘和茶園除草方面，每年可節(jié)省成本40萬(wàn)元左右。
茶園耕作機(jī)械是替代手工勞動(dòng)，從事茶園深翻、中耕除草、施肥等作業(yè)，要求耕作適應(yīng)性強(qiáng)和質(zhì)量好，性能穩(wěn)定，價(jià)格合理。目前已有C12型茶園中耕機(jī)，采用履帶行走方式，以馬力柴油機(jī)為動(dòng)力，但因價(jià)格較高，推廣使用受限；ZCJ-150-1型茶園中耕機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，維修方便和價(jià)格適中等特點(diǎn)，解決了個(gè)體茶農(nóng)和小型茶場(chǎng)茶園耕作作業(yè)需要。
茶葉采摘需要?jiǎng)诹Υ?，時(shí)效性強(qiáng)，因此，發(fā)展茶葉采摘機(jī)械一直為各產(chǎn)茶國(guó)所關(guān)注。機(jī)械化采茶具有工效高、采摘及時(shí)，質(zhì)量好，節(jié)約勞力和采摘成本，增加鮮葉產(chǎn)量、提高茶葉質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)，受到茶區(qū)的普遍重視。我國(guó)在引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，研發(fā)了適合我國(guó)的修剪機(jī)和采茶機(jī)。如浙江川崎茶業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)的NV45型單人平形采茶機(jī)和PHV100型雙人弧形／平形采茶機(jī)、寧波電機(jī)廠生產(chǎn)的4CSW1000型雙人弧形采茶機(jī)等。目前除沒(méi)有適應(yīng)深修剪作業(yè)的專用機(jī)型外，輕修剪、重修剪、臺(tái)刈以及修邊均有專用機(jī)械。我國(guó)目前采用的茶樹(shù)修剪均為往復(fù)切割式。
灌溉是茶葉大幅度增產(chǎn)的一項(xiàng)積極措施，并是茶葉可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，我國(guó)茶葉灌溉的方式有以下4種：澆灌、流灌、噴灌和微灌。微灌，可比噴灌節(jié)水12%~25%，系統(tǒng)T作壓力低，地表濕度小，可防止雜草生長(zhǎng)和病蟲(chóng)害，并可實(shí)現(xiàn)水肥一體化。
目前我國(guó)茶樹(shù)病蟲(chóng)害防治常用手動(dòng)噴霧器與背負(fù)式噴霧器（也稱“氣力式噴霧機(jī)”），前者常用于常量噴霧作業(yè)，后者是目前我國(guó)農(nóng)村中最常用的植保機(jī)具，其占國(guó)內(nèi)植保機(jī)械市場(chǎng)份額的80%以上，擔(dān)負(fù)農(nóng)作物70%以上的防治面積，而靜電噴霧機(jī)目前在茶園施藥上較少使用。
1.3我國(guó)茶園管理機(jī)械化存在問(wèn)題與發(fā)展方向
我國(guó)目前適用于茶園栽培管理的機(jī)械嚴(yán)重缺乏，特別是缺乏名茶及高檔茶的采摘機(jī)械，還沒(méi)有一家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)采茶機(jī)和茶樹(shù)修剪機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，采茶機(jī)、修剪機(jī)主要零部件還是靠國(guó)外廠家供應(yīng)。因此，應(yīng)當(dāng)集中科技力量，采取機(jī)械T程和栽培技術(shù)相結(jié)合的研發(fā)
模式，開(kāi)發(fā)具有我國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的茶園作業(yè)機(jī)械。在茶園耕作機(jī)械方面，國(guó)內(nèi)主要引入國(guó)外研發(fā)制造的微耕機(jī)，進(jìn)行消化、吸收、改良試制，以適合我國(guó)茶區(qū)應(yīng)用的茶園動(dòng)力機(jī)及其配套農(nóng)具，但都還難于滿足茶區(qū)需求。需要加強(qiáng)深度開(kāi)發(fā)和研制，從而緩解農(nóng)村勞動(dòng)力緊張，提高效率。
二、我國(guó)茶葉加工機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
2.1國(guó)外茶葉加工機(jī)械化進(jìn)展
日本絕大多數(shù)生產(chǎn)青一色的蒸青煎茶，按照制作工藝的成套設(shè)備已相當(dāng)成熟。較為熟知的茶葉機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)有日本寺田株式會(huì)社，其主營(yíng)茶葉初加T機(jī)械設(shè)備；山益公司主營(yíng)茶葉精加工機(jī)械；日本落合公司主營(yíng)采茶機(jī)、修剪機(jī)等。在技術(shù)優(yōu)勢(shì)上體現(xiàn)在茶機(jī)電路設(shè)計(jì)能力強(qiáng)，引進(jìn)其他機(jī)械行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，如紅外線鮮葉品質(zhì)檢定設(shè)備。實(shí)現(xiàn)茶葉加工生產(chǎn)過(guò)程工業(yè)化管理，最新型的煎茶生產(chǎn)線體現(xiàn)在高度自動(dòng)化、智能控制，茶葉在線水分監(jiān)測(cè)、設(shè)備模塊化等方面，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，保證茶葉產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
日本蒸青煎茶的精制T藝與我國(guó)炒青綠茶精制工藝類似，其中特色較凸顯的是復(fù)火機(jī)械和茶葉色選機(jī)，復(fù)火加熱形式有遠(yuǎn)紅外、熱傳導(dǎo)、熱空氣、微波四種，而在精制廠中大量推廣使用的是遠(yuǎn)紅外一傳導(dǎo)滾筒復(fù)火機(jī)，與我國(guó)有差異的是其導(dǎo)葉板螺旋角很小，滾筒軸線處安有一棒型燃?xì)膺h(yuǎn)紅外發(fā)射器，下設(shè)有石油液化氣加熱爐具；目前采用色選機(jī)揀剔茶梗在日本茶葉精制廠已得到廣泛使用，新研制的CCD（電荷耦合圖像傳感器）茶葉色選機(jī)，承載著更先進(jìn)的高新技術(shù)。
2.2我國(guó)茶葉加工機(jī)械化的發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代以后，以生產(chǎn)大宗茶為主的初、精制加工機(jī)械迅速得到發(fā)展，茶葉機(jī)械品種多，型號(hào)多樣，初步滿足了各類茶葉產(chǎn)品加工，促進(jìn)了茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)的茶葉加T機(jī)械在性能和配套機(jī)種的研制上得到不斷的改進(jìn)和補(bǔ)缺，以名優(yōu)茶加丁機(jī)械發(fā)展最快并在生產(chǎn)中加以推廣和應(yīng)用。
近年來(lái)，高新技術(shù)在茶葉生產(chǎn)加工上不斷獲得應(yīng)用，同時(shí)也存在挑戰(zhàn)。微波加遠(yuǎn)紅外加熱殺青干燥技術(shù)配套使用，生產(chǎn)加工出的茶葉產(chǎn)品，香高味醇品質(zhì)佳。蒸汽與熱風(fēng)相結(jié)合的殺青機(jī)的研發(fā)，不僅保持了綠茶色澤綠翠，
而且香高味醇效果良好，但是由于在實(shí)踐應(yīng)用中，存在殺青蒸汽溫度和脫水t藝較難掌握等技術(shù)瓶頸，從而限制了在一些特種茶和保健茶類加工領(lǐng)域的應(yīng)用前景；熱風(fēng)殺青作業(yè)殺青勻、透，殺青葉含水率亦低于一般傳統(tǒng)殺青形式，成茶品質(zhì)良好，但由于殺青時(shí)間短，對(duì)生產(chǎn)工藝的掌握嚴(yán)格，同時(shí)對(duì)熱風(fēng)爐的設(shè)計(jì)、制造提出了較高要求；電子計(jì)算機(jī)等檢測(cè)和控制技術(shù)不僅在單個(gè)茶葉加工生產(chǎn)機(jī)械中得到應(yīng)用，而且隨著名優(yōu)茶等連續(xù)化生產(chǎn)線得到推廣與普及，開(kāi)始應(yīng)用于芽形名茶加T全過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)和程序控制。
多功能集成茶機(jī)機(jī)種、新機(jī)型不斷涌現(xiàn)，不斷解決名優(yōu)綠茶加T制造工藝，鮮葉攤放工序及其在制葉快速冷卻等問(wèn)題。研制安全化、清潔化和連續(xù)化茶葉加T設(shè)備提上了日程，如目前在國(guó)內(nèi)屬領(lǐng)先水平的一條名優(yōu)綠茶連續(xù)化加工生產(chǎn)線，其對(duì)設(shè)備原材料嚴(yán)格要求，加工精度、美觀程度和加T規(guī)范，形成了茶機(jī)機(jī)電一體化工程和示范，值得提倡與推廣。
2.3我國(guó)茶葉加工機(jī)械化存在問(wèn)題與發(fā)展方向
我國(guó)茶葉加T機(jī)械除了約100家茶機(jī)制造企業(yè)較規(guī)范，注重研發(fā)外，其余均為規(guī)模小，生產(chǎn)條件差，制造水平低，研發(fā)和設(shè)計(jì)能力薄弱。往往在市場(chǎng)出現(xiàn)較新穎的機(jī)器，很多廠家進(jìn)行仿制，不注重研究和解決與制茶質(zhì)量有關(guān)的品質(zhì)和茶機(jī)使用安全問(wèn)題。
發(fā)展茶機(jī)是茶產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求，加大整合“產(chǎn)學(xué)研”科技力量，增強(qiáng)扶持力度，注重茶葉食品安全和茶機(jī)操作安全，組建茶葉機(jī)械研發(fā)中心，對(duì)茶機(jī)領(lǐng)域重大技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)研究（如茶機(jī)結(jié)構(gòu)性能、配套設(shè)備和操作工藝等），形成規(guī)模化、清潔化、連續(xù)化、自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)最大限度地提高茶葉品質(zhì)和節(jié)約制茶勞力。
三、開(kāi)展茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)
3.1開(kāi)展茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)意義
茶葉生產(chǎn)離不開(kāi)茶葉機(jī)械化，開(kāi)展茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)規(guī)則，是科技成果轉(zhuǎn)化為勞動(dòng)力的橋梁，是產(chǎn)品質(zhì)量的保證，是通向新技術(shù)與市場(chǎng)的工具，是節(jié)省投入提高產(chǎn){比的途徑。在經(jīng)濟(jì)全球化、貿(mào)易自由化的大潮中，茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化是促進(jìn)茶葉生產(chǎn)向優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、名品牌的方向發(fā)展，進(jìn)一步提高我國(guó)茶葉產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要保證。因此，加強(qiáng)茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，制定和完善茶葉機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)，加大新型科技含量高的茶葉機(jī)械的研發(fā)力度，對(duì)于促進(jìn)茶葉加T技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
3.2我國(guó)茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在問(wèn)題
加強(qiáng)茶葉加T機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)是提高茶葉加工機(jī)械科技含量、食品衛(wèi)生安全生產(chǎn)、茶葉機(jī)械行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展、建立節(jié)約型社會(huì)、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的要求。目前茶葉機(jī)械與其他食品工業(yè)機(jī)械相比其生產(chǎn)和使用存在以下問(wèn)題產(chǎn)品質(zhì)量差，技術(shù)含量相對(duì)較低，對(duì)茶機(jī)廠的監(jiān)管不到位，造成了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上茶葉機(jī)械產(chǎn)品存在著一些先天不足，主要表現(xiàn)為：原材料以次充好、產(chǎn)品粗制濫造、質(zhì)量低劣，機(jī)械安全性能差；茶葉行業(yè)的技改和研發(fā)投入不足，不能緊跟國(guó)家政策變化和市場(chǎng)需求，及時(shí)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能夠滿足用戶需求的茶葉加工機(jī)械，造成了目前茶葉加T機(jī)械落后于茶葉加工工藝和生產(chǎn)要求的現(xiàn)狀；茶葉加工機(jī)械在研制上基本上是模仿手工制茶，忽略節(jié)能，導(dǎo)致熱能最大利用率在60%左右；茶葉損耗高，不能較大的保留有效營(yíng)養(yǎng)成分；我國(guó)茶葉加工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)起步晚，客觀上造成機(jī)械加工產(chǎn)品型號(hào)多、類型多、質(zhì)量參差不齊、難以配套的現(xiàn)狀。如果將市場(chǎng)上所有的茶葉加T機(jī)械應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，使茶葉加工機(jī)械模塊化，量化，這樣茶葉加工廠家就能非常簡(jiǎn)單的根據(jù)自身的茶葉特點(diǎn)和產(chǎn)量量身定做，配置到合適的生產(chǎn)線。
3.3茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)
茶葉機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)主要包括茶園管理機(jī)械、初加工、精加工等成套設(shè)備術(shù)語(yǔ)和定義、產(chǎn)品型號(hào)表示方法、基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)牌、包裝、運(yùn)輸和貯存、產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)，從而體現(xiàn)茶葉產(chǎn)品質(zhì)量。在茶葉生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后諸環(huán)節(jié)推行標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)科學(xué)管理，建立合理的生產(chǎn)秩序，減少?gòu)U品和次品，減少其他事故，從而穩(wěn)定和提高茶葉產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)附加值。為了進(jìn)一步做好茶葉加工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，應(yīng)明確茶葉加工機(jī)械歸農(nóng)業(yè)部門(mén)管理，強(qiáng)化茶葉加工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)制定和改進(jìn)，加強(qiáng)茶葉加工機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督，才能做到與之相配套的物流標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)。
（資料來(lái)源：天駿茗風(fēng)）
在茶機(jī)界和茶葉界的一致努力下，中國(guó)茶葉機(jī)械發(fā)展取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,但與先進(jìn)國(guó)家、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化整體發(fā)展水平和茶葉生產(chǎn)需求相比，尚有差距，亟待趕超和改進(jìn)。
縱觀茶葉機(jī)械行業(yè),存在的主要問(wèn)題如下：
1、茶葉機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模小全國(guó)約300余家茶機(jī)生產(chǎn)企業(yè),除為數(shù)不多的幾家 較大型企業(yè)外,70%以上廠家為100名職工以下的小型企業(yè),注冊(cè)資金多在500萬(wàn)元以下,茶園作業(yè)機(jī)械企業(yè)未做過(guò)統(tǒng)計(jì).就茶葉加工機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)而言,銷(xiāo)售金額接近于1億元的廠家僅有3~5家,70%以上的企業(yè)年銷(xiāo)售額在1000萬(wàn)元以下,研發(fā)力量薄弱。
2、設(shè)備制造水平低中國(guó)茶園耕作機(jī)械尚處起步階段,多數(shù)產(chǎn)品還在完善和成熟中。采茶機(jī)和茶樹(shù)修剪機(jī)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度不快,國(guó)內(nèi)使用機(jī)型還主要為日本機(jī)械所壟斷。茶葉加工機(jī)械,生產(chǎn)中應(yīng)用的單機(jī)不少還是老型號(hào),加工水平低,科技含量不高,能耗大,安全防護(hù)等標(biāo)識(shí)設(shè)置不完整。目前已推廣使用連續(xù)化生產(chǎn)線智能化水平還不高,而設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的宣傳又往往過(guò)分,造成一些生產(chǎn)線,安裝后在生產(chǎn)中未能充分發(fā)揮作用,個(gè)別甚至閑置。
3、茶園作業(yè)機(jī)械特別是機(jī)械化采茶普及仍緩慢由于業(yè)界對(duì)當(dāng)前茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的新常態(tài)和茶葉生產(chǎn)用工缺乏嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)尚不足,不少茶葉生產(chǎn)企業(yè)還停留在追求高檔名優(yōu)茶生產(chǎn)上,未深刻認(rèn)識(shí)到市場(chǎng)消費(fèi)重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向大眾消費(fèi)型的中檔名優(yōu)茶產(chǎn)品為主, 過(guò)分強(qiáng)調(diào)采茶機(jī)在高檔名優(yōu)茶細(xì)嫩鮮葉采摘中的應(yīng)用,客觀上阻礙采茶機(jī)械化的推廣普及。同時(shí),目前對(duì)茶園作業(yè)機(jī)械化特別是采茶機(jī)械化發(fā)展的議論多,實(shí)際工作深入少, 對(duì)機(jī)采技術(shù)推廣而需進(jìn)行的茶園基礎(chǔ)改造畏難情緒嚴(yán)重,加之茶園作業(yè)機(jī)械研制開(kāi)發(fā)嚴(yán)重落后,生產(chǎn)制造企業(yè)缺乏,故造成茶園機(jī)械化特別是采茶機(jī)械化普及發(fā)展緩慢。
面對(duì)中國(guó)茶葉機(jī)械化存在的問(wèn)題和不足,中國(guó)茶葉機(jī)械發(fā)展將面臨以下趨勢(shì)：
1、吸引更多資金和大型企業(yè)進(jìn)入茶機(jī)行業(yè)隨著茶產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,近年來(lái)不少資金開(kāi)始向茶機(jī)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,如近幾年具有較強(qiáng)實(shí)力的浙江紅五環(huán)制茶裝備股份有限公司、湖南湘豐茶葉機(jī)械有限公司等,均是從礦山、建筑等行業(yè)轉(zhuǎn)型而從事茶葉機(jī)械生產(chǎn)的,這些大型企業(yè)的進(jìn)入,將有力增強(qiáng)茶葉機(jī)械行業(yè)的活力。預(yù)計(jì)這種趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù), 將有更多有實(shí)力的行業(yè)和資金投入茶園作業(yè)和茶葉加工機(jī)械的研制開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),促進(jìn)茶機(jī)行業(yè)做大做強(qiáng)。
茶葉揉捻機(jī)
2、茶葉加工新型單機(jī)開(kāi)發(fā)將更加注重提高產(chǎn)能和科技含量新常態(tài)下,針對(duì)大眾消費(fèi)型中檔名優(yōu)茶加工量的增加。茶葉加工單機(jī)的開(kāi)發(fā)將更注重于高產(chǎn)能、低能耗、連續(xù)化。茶葉機(jī)械的發(fā)展,將更加重視諸如冷凍、膨化、熱管、微波、遠(yuǎn)紅外、生物顆粒燃料、自動(dòng)化控制等高新技術(shù)在茶機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用,強(qiáng)化新型制茶原理的研究,提高茶葉加工品質(zhì),方便茶農(nóng)使用、節(jié)約人工,促進(jìn) “機(jī)器換人”,為連續(xù)化自動(dòng)化生產(chǎn)線的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。
3、清潔化、連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)線開(kāi)發(fā)仍是當(dāng)前茶葉加工機(jī)械研發(fā)的重點(diǎn) 規(guī)模化加工是茶產(chǎn)業(yè)近階段發(fā)展的重點(diǎn),故茶葉加工清潔化、連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)線的研發(fā)進(jìn)程將加快。重點(diǎn)將是更加重視和追求茶葉品質(zhì),提升機(jī)械產(chǎn)品制造質(zhì)量和智能化水平,降低造價(jià),在各類茶葉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化不斷提高的前提下,逐步實(shí)現(xiàn)各類茶葉加工生產(chǎn)線的定型和系列化,促進(jìn)茶葉機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)化制造,更好地滿足茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。
4、采茶機(jī)械化將成為茶葉機(jī)械化發(fā)展中的重中之重 據(jù)統(tǒng)計(jì),中國(guó)城市人口現(xiàn)已超過(guò)農(nóng)村。2012年大陸15~59歲勞動(dòng)人口,比上年減少350萬(wàn)人,2013年全國(guó)60歲老人比上年增加850多萬(wàn)人,已占總?cè)丝?5%,超過(guò)2億。勞動(dòng)力缺乏和成本高,茶樹(shù)鮮葉老在樹(shù)上,已是制約茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。如前所述,選擇性采茶機(jī)在生產(chǎn)中應(yīng)用近期很難實(shí)現(xiàn),為此目前只能在推廣切割式原理采茶機(jī)基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采茶, 今后將把實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采茶重點(diǎn)放在中低檔大眾消費(fèi)型名優(yōu)茶鮮葉采摘上。手工采茶勞力日趨嚴(yán)重缺乏,將會(huì)使政府、茶業(yè)界和茶機(jī)界對(duì)茶園作業(yè)特別是采茶機(jī)械化發(fā)展引起高度重視,上下共同努力,支持和加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)機(jī)型的研發(fā)和推廣,加快采摘基礎(chǔ)條件改造和樹(shù)冠培養(yǎng),在機(jī)械、農(nóng)藝和茶葉加工工藝技術(shù)不斷融合的條件下,可以預(yù)見(jiàn)采茶機(jī)械化的步伐將加快。
本文節(jié)選自《中國(guó)茶葉機(jī)械化技術(shù)與裝備》，中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社出版
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茶葉加工裝備是制茶業(yè)的基礎(chǔ)。隨著我國(guó)茶業(yè)的蓬勃發(fā)展，茶葉加工企業(yè)數(shù)量不斷增加，茶葉加工裝備制造業(yè)也在快速發(fā)展。我國(guó)茶葉加工裝備大體分為初制加工機(jī)械、精制機(jī)械、再加工機(jī)械和深加工機(jī)械等。據(jù)測(cè)算，目前全國(guó)茶葉機(jī)械廠家約500家左右，茶機(jī)生產(chǎn)能力已達(dá)10萬(wàn)臺(tái)以上，茶機(jī)保有量約達(dá)100萬(wàn)臺(tái)，涉及近百個(gè)種類，約300多個(gè)型號(hào)。我國(guó)主要茶類加工裝備的規(guī)模、總量，尤其是初加工、精加工設(shè)備較為成熟，以龍頭企業(yè)為主的茶葉機(jī)械行業(yè)格局基本形成，大宗茶葉加工已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，名優(yōu)茶機(jī)械化加工水平也已達(dá)到80%以上。熱風(fēng)殺青、計(jì)算機(jī)控制、光譜成像等新技術(shù)在茶業(yè)機(jī)械中被不斷應(yīng)用，加之新機(jī)型、新機(jī)種的涌現(xiàn)，極大推動(dòng)了我國(guó)茶葉加工裝備向著清潔化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展。
目前，中、大型茶加工企業(yè)的連續(xù)化生產(chǎn)線方案設(shè)計(jì)、設(shè)備選型多委托茶機(jī)制造商完成。對(duì)于半手工、半機(jī)械化加工的小型茶加工企業(yè)甚至家庭作坊式生產(chǎn)者而言，在原有的茶葉加工生產(chǎn)流程中，不同程度存在單機(jī)設(shè)備購(gòu)置及部分單元設(shè)備增配的實(shí)際需求。茶機(jī)制造企業(yè)快速增長(zhǎng)，但不同企業(yè)生產(chǎn)的茶葉加工機(jī)械所執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，在單機(jī)命名、型號(hào)、規(guī)格標(biāo)注等方面一定程度上缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，給茶機(jī)終端用戶及科技人員帶來(lái)不便，難以對(duì)市場(chǎng)上眾多茶機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)參數(shù)的橫向深入比較，進(jìn)而在個(gè)性化的單機(jī)選配或生產(chǎn)線優(yōu)化配置上造成不便，構(gòu)建能夠管理茶葉加工機(jī)械的信息系統(tǒng)有助于這一問(wèn)題的解決。
研究從條形綠茶加工入手，使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境IntelliJ IDEA(Integrated Database for Easy Access)，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(Structured Query Language， MySQL)，針對(duì)性開(kāi)發(fā)茶機(jī)信息管理系統(tǒng)，將條形綠茶加工過(guò)程中涉及到的通用單元設(shè)備進(jìn)行廣泛采集、規(guī)范管理、科學(xué)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)茶加工裝備的快速檢索、選型及生產(chǎn)線模擬組裝。
本系統(tǒng)主要面向具有單機(jī)設(shè)備選型及生產(chǎn)線選配設(shè)計(jì)的小型茶加工企業(yè)、個(gè)人用戶及茶葉機(jī)械科技人員，可讓用戶快速查詢、比較各類設(shè)備的詳細(xì)參數(shù)，從而根據(jù)需要做出合理選擇，節(jié)約工作量，提高效率。
▲ 浙江春江茶機(jī)烘炒青綠茶清潔化生產(chǎn)線
01
條形綠茶加工裝備行業(yè)需求分析
綠茶按外形特點(diǎn)可分為扁形、卷曲形、條形、針形和顆粒形等多種形狀。條形茶外形條索緊直、呈條狀，產(chǎn)區(qū)廣泛、種類豐富，其基本初制工藝為：攤放、殺青、揉捻、做形、干燥。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)通過(guò)引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)，研制了一大批適合行業(yè)需求的各類機(jī)械設(shè)備，形成了多樣的條形綠茶的機(jī)械。在機(jī)械化基礎(chǔ)上，借助中央控制系統(tǒng)將單機(jī)或機(jī)組進(jìn)行連接，形成連續(xù)化、自動(dòng)化、智能化的成套設(shè)備生產(chǎn)線是未來(lái)茶葉加工的趨勢(shì)。目前，我國(guó)各大茶葉機(jī)械生產(chǎn)廠家分別研制開(kāi)發(fā)了各具特色的綠茶連續(xù)化自動(dòng)化加工生產(chǎn)線，如由電磁內(nèi)熱殺青機(jī)組配的可生產(chǎn)直條形和曲毫形綠茶清潔化生產(chǎn)線;由理?xiàng)l機(jī)、壓扁機(jī)組配的針、扁兩用自動(dòng)化生產(chǎn)線等。
條形綠茶加工裝備主要由殺青機(jī)、揉捻機(jī)、理?xiàng)l機(jī)等核心設(shè)備及鮮葉攤青機(jī)、輸送機(jī)等配套設(shè)備組成，各單機(jī)作業(yè)設(shè)備種類繁多、型號(hào)多樣，統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范尚欠缺，不同茶機(jī)廠同類機(jī)械產(chǎn)品難以進(jìn)行性能測(cè)試和比較。隨著茶葉加工機(jī)械制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，連續(xù)滾筒殺青機(jī)、鏈板式連續(xù)烘干機(jī)和連續(xù)理?xiàng)l機(jī)等單機(jī)作業(yè)裝備逐漸應(yīng)用于制茶行業(yè)。部分小型茶加工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)線組配時(shí)，需要面對(duì)種類繁多、規(guī)格多樣的單機(jī)裝備，缺乏一個(gè)高效的裝備信息管理平臺(tái)，限制了單機(jī)裝備的優(yōu)選。基于此，茶加工裝備標(biāo)準(zhǔn)化信息管理可滿足單機(jī)設(shè)備比較及生產(chǎn)線科學(xué)組配?；陂_(kāi)源框架(Spring+Spring MVC+Mybatis， SSM)軟件開(kāi)發(fā)的茶葉加工裝備信息管理系統(tǒng)，整合了單元設(shè)備、茶機(jī)制造商、茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)等信息，不僅服務(wù)于小型茶加工企業(yè)及個(gè)人用戶，也為茶機(jī)制造商的產(chǎn)品展示提供公共平臺(tái)，同時(shí)也為茶葉機(jī)械領(lǐng)域的科技人員提供資源檢索服務(wù)。
02
系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)為web應(yīng)用程序，整體采用B/S架構(gòu)。使用IDEA作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，后端使用SSM框架，前端使用layui框架，數(shù)據(jù)庫(kù)使用MySQL。系統(tǒng)整體功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。
該系統(tǒng)后端SSM框架基于模型-視圖-控制器模式(Model-View-Controller， MVC)，使得系統(tǒng)具有很好的可維護(hù)性與擴(kuò)展性。其中，Spring的核心是IoC以及AOP，IoC用于存儲(chǔ)項(xiàng)目涉及的所有對(duì)象，AOP通過(guò)Spring控制service層事務(wù)。SpringMVC可以與Spring整合為控制層提供解決方案，實(shí)現(xiàn)控制請(qǐng)求的轉(zhuǎn)發(fā)與請(qǐng)求的響應(yīng)。借助MyBatis可以直接通過(guò)配置XML里的映射關(guān)系來(lái)操作數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)java類對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)表的映射關(guān)系實(shí)現(xiàn)程序與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的交互，為數(shù)據(jù)持久化提供了便捷的解決方案。系統(tǒng)前端使用layui框架，支持提供美觀的前端界面以及快速的數(shù)據(jù)表格渲染，支持分頁(yè)、檢索的數(shù)據(jù)表單只需配置即可自動(dòng)渲染。
03
系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
1、系統(tǒng)需求分析
為獲取系統(tǒng)需求，采用了面談、原型等方法，最終以用例對(duì)用戶需求進(jìn)行組織，系統(tǒng)用例如圖2所示。系統(tǒng)用戶分為普通用戶、企業(yè)用戶、專家用戶和系統(tǒng)管理員用戶。普通用戶通過(guò)系統(tǒng)可查看和檢索設(shè)備、制造商及設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)信息。設(shè)備生產(chǎn)或者銷(xiāo)售企業(yè)用戶可以維護(hù)設(shè)備及企業(yè)信息。系統(tǒng)管理員用戶可對(duì)設(shè)備信息、制造商信息進(jìn)行維護(hù)與審核，對(duì)相關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行維護(hù)。專家用戶依據(jù)加工流程對(duì)加工流程設(shè)備進(jìn)行選擇，通過(guò)展示功能，普通用戶可獲得專家用戶的選型方案，方便普通用戶進(jìn)行設(shè)備優(yōu)選。
2、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
根據(jù)業(yè)務(wù)需求，進(jìn)一步收集了業(yè)務(wù)中的原始單據(jù)，包括制造商信息、標(biāo)準(zhǔn)信息和各加工單元的設(shè)備信息等原始單據(jù)，并對(duì)各數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行了定義。文章以核心殺青設(shè)備中的滾筒殺青機(jī)及輔助輸送設(shè)備為例，對(duì)需采集的參數(shù)以單據(jù)表形式定義如下表1、表2所示，原始單據(jù)數(shù)據(jù)項(xiàng)的詳細(xì)說(shuō)明如表3、表4所示。
根據(jù)業(yè)務(wù)需求與對(duì)原始單據(jù)的分析，本系統(tǒng)分析了主要實(shí)體之間的關(guān)系，圖3展示了設(shè)備、制造商、標(biāo)準(zhǔn)三個(gè)實(shí)體的關(guān)系。
在實(shí)體關(guān)系圖基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)表的初步整體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。
考慮到設(shè)備的類別以及隨著功能的迭代，需求會(huì)有變動(dòng)的情況，系統(tǒng)最終采用的設(shè)備表設(shè)計(jì)如圖5所示。此設(shè)計(jì)將所有類別設(shè)備的共有屬性抽取出來(lái)，作為一張表，名為spu表，再將設(shè)備的其余私有屬性表存儲(chǔ)在另一張表中，spu表的主鍵作為外鍵存在于該表中，并且每張私有屬性表中都有預(yù)留字段。結(jié)合業(yè)務(wù)需求，預(yù)留字段的個(gè)數(shù)為5個(gè)。該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是使用了預(yù)留字段，并且結(jié)合實(shí)際情況預(yù)留字段個(gè)數(shù)確定，不會(huì)造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，同時(shí)將設(shè)備共有屬性抽取為spu表，則spu表中的設(shè)備可以與制造商表、標(biāo)準(zhǔn)表關(guān)聯(lián)，邏輯清晰，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。
3、界面設(shè)計(jì)
軟件界面是人機(jī)交互重要部分。為提升軟件的易用性，開(kāi)發(fā)中采用了mockups低保真原型設(shè)計(jì)工具進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，并與用戶就人機(jī)交互細(xì)節(jié)開(kāi)展多次討論、修改，直至確認(rèn)。
4、系統(tǒng)核心模塊的實(shí)現(xiàn)
(1)設(shè)備檢索模塊
設(shè)備檢索是本系統(tǒng)的核心模塊。該模塊設(shè)計(jì)條件選擇及條件輸入兩種方式，均可快速定位到滿足要求的設(shè)備列表，界面如圖6所示。此外，還可以點(diǎn)擊設(shè)備右側(cè)的詳情按鈕，以便進(jìn)一步了解設(shè)備的制造商，設(shè)備滿足的標(biāo)準(zhǔn)等信息。
(2)生產(chǎn)線組配模塊
用戶可以根據(jù)本系統(tǒng)中收錄的設(shè)備進(jìn)行自定義生產(chǎn)線組配。系統(tǒng)允許用戶按照加工流程依次選擇輸送設(shè)備、攤放設(shè)備、殺青設(shè)備、揉捻設(shè)備、理?xiàng)l設(shè)備、干燥設(shè)備。當(dāng)選擇任一設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)選中設(shè)備的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量自動(dòng)過(guò)濾出大于該臺(tái)時(shí)產(chǎn)量的設(shè)備，幫助用戶快速篩選，從而快速組建流水線，界面如圖7所示。
(3)制造商信息管理
通過(guò)檢索功能可快速檢索到想要了解的茶葉機(jī)械設(shè)備制造商，也可以按省份來(lái)快速定位到想要了解的制造商，也可通過(guò)編輯功能維護(hù)制造商的信息。
(4)信息審核
為保證信息錄入的合規(guī)性，管理員可以對(duì)用戶修改的設(shè)備、制造商等信息進(jìn)行審核。信息審核包括兩個(gè)部分：制造商用戶修改本制造商基本信息以及制造商用戶修改本制造商設(shè)備庫(kù)信息，在管理員的編輯制造商界面以及編輯設(shè)備界面存在審核結(jié)果下拉框，管理員用戶可以在此給出審核結(jié)果，并且當(dāng)選擇審核不通過(guò)時(shí)，需要給出不通過(guò)理由。
(5)茶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)管理
管理員用戶除了能維護(hù)設(shè)備庫(kù)和企業(yè)資源外還能夠根據(jù)類別維護(hù)茶葉機(jī)械的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，普通用戶可根據(jù)需要瀏覽相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的信息，包括標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)、標(biāo)準(zhǔn)名稱、類別、發(fā)布日期、發(fā)布日期、標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)，為選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械提供參考。
04
SSM框架技術(shù)在茶葉加工應(yīng)用展望
信息化正在影響茶葉企業(yè)的管理、生產(chǎn)、流通等各環(huán)節(jié)，“互聯(lián)網(wǎng)+”正在加速行業(yè)企業(yè)的信息化程度，為企業(yè)獲取多元化數(shù)據(jù)、利用數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)邁向更高的決策智能化成為可能。軟件技術(shù)在信息化乃至智能化進(jìn)程中起著至關(guān)重要的作用?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的web系統(tǒng)可服務(wù)多類型企業(yè)的需求，更廣泛的收集行業(yè)數(shù)據(jù)，且易于部署和維護(hù)，有望成為茶葉加工行業(yè)信息平臺(tái)開(kāi)發(fā)的主流應(yīng)用模式。SSM企業(yè)級(jí)應(yīng)用框架通過(guò)集成Spring、Springmvc、MyBatis簡(jiǎn)化了基于互聯(lián)網(wǎng)的Web系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，具有輕量，高速和高效的優(yōu)點(diǎn)，有助于減少茶葉行業(yè)信息平臺(tái)類軟件的開(kāi)發(fā)時(shí)間、質(zhì)量，使應(yīng)用具有良好的擴(kuò)展性和移植性，加速茶葉加工行業(yè)數(shù)據(jù)的匯集、管理及智能化應(yīng)用。
文章基于SSM框架設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了條形綠茶加工裝備信息管理系統(tǒng)。采用軟件需求工程中面談方法與涉眾溝通，深入了解茶葉生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程、設(shè)備選型等業(yè)務(wù)問(wèn)題;采用原型需求獲取方法，在開(kāi)發(fā)初期以可視化的形式將系統(tǒng)功能及交互過(guò)程展現(xiàn)給用戶，通過(guò)征求用戶意見(jiàn)，從而明確無(wú)誤的確定用戶需求。獲得用戶需求后，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，最后基于SSM框架實(shí)現(xiàn)后端邏輯，完成設(shè)備信息入庫(kù)、設(shè)備數(shù)據(jù)檢索、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)管理、制造商信息管理，信息審核，生產(chǎn)線組配等主要功能。最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用SSM框架減少了項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)過(guò)中的耦合度，提升了系統(tǒng)的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，應(yīng)用原型設(shè)計(jì)改善了人機(jī)交互體驗(yàn)。
目前，該系統(tǒng)1.0版本已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成，入庫(kù)茶機(jī)制造商396家、錄入各類設(shè)備300余件、茶加工及茶葉機(jī)械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)信息72項(xiàng)。后繼將持續(xù)開(kāi)展系統(tǒng)優(yōu)化、升級(jí)及數(shù)據(jù)采集入庫(kù)等工作。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)為條形綠茶及其他茶類加工的裝備選型、生產(chǎn)線組裝提供了借鑒。
來(lái)源：中國(guó)茶葉加工
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