專利名稱：一種煙草加工工序中用加工參數(shù)預(yù)測(cè)控制指標(biāo)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在單工序中，通過建立數(shù)學(xué)模型，用加工參數(shù)預(yù)測(cè)控制指標(biāo)的方法。
背景技術(shù)：
目前，卷煙行業(yè)內(nèi)多數(shù)廠家通過加工設(shè)備信息化技術(shù)改造，相繼構(gòu)建了完備的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，所采集的工藝加工控制參數(shù)越來越豐富，但對(duì)于數(shù)據(jù)的應(yīng)用還僅限于SPC 過程控制。煙草加工過程中，每一個(gè)工序都有多種參數(shù)組合能夠滿足質(zhì)量控制指標(biāo)(出口含水率、出口溫度)，但這些參數(shù)組合中只有部分能滿足工序需求。當(dāng)前還沒有該方面的研究報(bào)道，控制指標(biāo)與加工參數(shù)間的相互關(guān)系也被人們所忽略，這些采集的數(shù)據(jù)尚沒有發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有卷煙加工過程數(shù)據(jù)應(yīng)用不充分的問題，提供一種煙草加工工序中用加工參數(shù)預(yù)測(cè)控制指標(biāo)的方法。運(yùn)用相關(guān)分析法和判別分析法對(duì)卷煙生產(chǎn)過程單工序加工參數(shù)和控制結(jié)果進(jìn)行表征分析，建立關(guān)鍵工序眾多工藝控制參數(shù)與對(duì)應(yīng)控制指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型表征工序加工參數(shù)與控制指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性，將該模型應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行有依據(jù)、有方向的調(diào)整，從而達(dá)到提高煙草加工生產(chǎn)水平和精細(xì)化加工能力的目的。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種煙草加工工序中用加工參數(shù)預(yù)測(cè)控制指標(biāo)的方法，包括以下步驟(1)數(shù)據(jù)收集檢測(cè)卷煙生產(chǎn)加工參數(shù)，包括工藝流量、回風(fēng)溫度、來料含水率、 筒壁溫度、排水量、蒸汽流量、加水流量和加料流量；檢測(cè)控制指標(biāo)出口含水率和出口溫度，檢測(cè)到的各種數(shù)據(jù)記錄備用；數(shù)據(jù)記錄采用hdustrial SQL Server 10. 0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為平臺(tái)，并結(jié)合離線檢測(cè)手段和手動(dòng)輸入來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集；(2)數(shù)據(jù)處理以控制允差范圍和3倍sigma區(qū)域?yàn)榕挟愐?guī)則，剔除數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤和特異樣本，并將同一牌號(hào)、同一工序的加工參數(shù)數(shù)據(jù)、工藝指標(biāo)數(shù)據(jù)、離線檢測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序，且保證數(shù)據(jù)在時(shí)間上的一一對(duì)應(yīng)，對(duì)連續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，此時(shí)，假設(shè)沒使用的變量參數(shù)為恒定值，取組內(nèi)連續(xù)的5 20個(gè)點(diǎn)的平均值為一個(gè)基礎(chǔ)研究值，每組數(shù)據(jù)的取樣時(shí)間、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)一致，把每組數(shù)據(jù)作為一個(gè)研究對(duì)象，確定分組準(zhǔn)則；(3)相關(guān)性分析對(duì)處理后的加工參數(shù)數(shù)據(jù)、工藝指標(biāo)數(shù)據(jù)、離線檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，當(dāng)連續(xù)變量間呈線性相關(guān)時(shí)，使用Pearson積差相關(guān)系數(shù)，不滿足積差相關(guān)分析的適用條件時(shí)，使用Spearman秩相關(guān)系數(shù)來描述，挑出有相關(guān)性的分組數(shù)據(jù)；(4)建立模型根據(jù)相關(guān)性分析的結(jié)果，采用fisher判別法或馬氏距離判別法對(duì)有相關(guān)性數(shù)據(jù)進(jìn)行判別分析，并對(duì)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建立數(shù)學(xué)模型；得到加工參數(shù)與工藝指標(biāo)間關(guān)聯(lián)性數(shù)學(xué)式
F(x) = aXi+bX^cXg+'-'+mX^H注其中H為修正值用自身驗(yàn)證法和交互驗(yàn)證法對(duì)建立的判別函數(shù)進(jìn)行回判，檢測(cè)判別函數(shù)判別效果；(5)模型應(yīng)用依據(jù)分組準(zhǔn)則，帶入同一工序且是步驟C3)中所得有相關(guān)性的加工參數(shù)組合對(duì)控制指標(biāo)預(yù)測(cè)或驗(yàn)證。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)克服了現(xiàn)有工序能力評(píng)價(jià)方法只能進(jìn)行單個(gè)工藝參數(shù)或工藝指標(biāo)控制能力評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)，可以從參數(shù)與指標(biāo)間、指標(biāo)與指標(biāo)間進(jìn)行相關(guān)的描述評(píng)價(jià)。(2)在各個(gè)工序上解決了工藝參數(shù)與工藝指標(biāo)間的關(guān)系，為指標(biāo)調(diào)整、工藝試驗(yàn)提供了有力的基礎(chǔ)支撐。(3)每一個(gè)數(shù)學(xué)模型的建立讓人們對(duì)相應(yīng)設(shè)備性能的了解和掌握更徹底，生產(chǎn)過程中異常情況出現(xiàn)的預(yù)警更及時(shí)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但它們并不是對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1(1)選取云煙(紫)加工過程中的加料工序，收集某個(gè)批次的工藝參數(shù)(加料瞬時(shí)值、回風(fēng)溫度瞬時(shí)值)數(shù)據(jù)和工藝指標(biāo)(出口溫度)數(shù)據(jù)。以控制允差范圍和3倍sigma 區(qū)域?yàn)榕挟愐?guī)則，剔除數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤或特異樣本，并將工藝參數(shù)數(shù)據(jù)、工藝指標(biāo)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序且一一對(duì)應(yīng)，取連續(xù)5個(gè)點(diǎn)為一組，取其平均值為最小研究單位，并依據(jù)工藝指標(biāo)允差確定分組準(zhǔn)則如表1 表1加料工序質(zhì)量指標(biāo)的分組準(zhǔn)則
工序質(zhì)量指標(biāo)指標(biāo)范圍分組變量
60±21
加料出口溫度(°C) >622
<583(2)對(duì)求平均后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，加料工序加工參數(shù)和質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果見表2。由表2可以看出，出口溫度與加料流量、回風(fēng)溫度2個(gè)加工參數(shù)呈現(xiàn)顯著地相關(guān)性，因此通過加料流量、回風(fēng)溫度可以對(duì)加料出口溫度進(jìn)行表征。表2加料工序加工參數(shù)和質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果
權(quán)利要求
1. 一種煙草加工工序中用加工參數(shù)預(yù)測(cè)控制指標(biāo)的方法，包括以下步驟(1)數(shù)據(jù)收集檢測(cè)卷煙生產(chǎn)加工參數(shù)，包括工藝流量、回風(fēng)溫度、來料含水率、筒壁溫度、排水量、蒸汽流量、加水流量和加料流量；檢測(cè)控制指標(biāo)出口含水率和出口溫度，檢測(cè)到的各種數(shù)據(jù)記錄備用；數(shù)據(jù)記錄采用hdustrial SQL Server 10. 0數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為平臺(tái)，并結(jié)合離線檢測(cè)手段和手動(dòng)輸入來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集；(2)數(shù)據(jù)處理以控制允差范圍和3倍sigma區(qū)域?yàn)榕挟愐?guī)則，剔除數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤和特異樣本，并將同一牌號(hào)、同一工序的加工參數(shù)數(shù)據(jù)、工藝指標(biāo)數(shù)據(jù)、離線檢測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序，且保證數(shù)據(jù)在時(shí)間上的一一對(duì)應(yīng)，對(duì)連續(xù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，此時(shí)，假設(shè)沒使用的變量參數(shù)為恒定值，取組內(nèi)連續(xù)的5 20個(gè)點(diǎn)的平均值為一個(gè)基礎(chǔ)研究值，每組數(shù)據(jù)的取樣時(shí)間、數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)一致，把每組數(shù)據(jù)作為一個(gè)研究對(duì)象，確定分組準(zhǔn)則；(3)相關(guān)性分析對(duì)處理后的加工參數(shù)數(shù)據(jù)、工藝指標(biāo)數(shù)據(jù)、離線檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，當(dāng)連續(xù)變量間呈線性相關(guān)時(shí)，使用Pearson積差相關(guān)系數(shù)，不滿足積差相關(guān)分析的適用條件時(shí)，使用Spearman秩相關(guān)系數(shù)來描述，挑出有相關(guān)性的分組數(shù)據(jù)；(4)建立模型根據(jù)相關(guān)性分析的結(jié)果，采用fisher判別法或馬氏距離判別法對(duì)有相關(guān)性數(shù)據(jù)進(jìn)行判別分析，并對(duì)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建立數(shù)學(xué)模型；得到加工參數(shù)與工藝指標(biāo)間關(guān)聯(lián)性數(shù)學(xué)式F(x) = aX1+bX2+cX3+—+mXn+H注其中H為修正值用自身驗(yàn)證法和交互驗(yàn)證法對(duì)建立的判別函數(shù)進(jìn)行回判，檢測(cè)判別函數(shù)判別效果；(5)模型應(yīng)用依據(jù)分組準(zhǔn)則，帶入同一工序且是步驟C3)中所得有相關(guān)性的加工參數(shù)組合對(duì)控制指標(biāo)預(yù)測(cè)或驗(yàn)證。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙草加工工序中用加工參數(shù)預(yù)測(cè)控制指標(biāo)的方法。包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理、相關(guān)性分析、建立模型和模型應(yīng)用。運(yùn)用相關(guān)分析法和判別分析法對(duì)卷煙生產(chǎn)過程單工序加工參數(shù)和控制結(jié)果進(jìn)行表征分析，建立關(guān)鍵工序眾多工藝控制參數(shù)與對(duì)應(yīng)控制指標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型表征工序加工參數(shù)與控制指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性，將該模型應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行有依據(jù)、有方向的調(diào)整。該方法的建立克服了現(xiàn)有工序能力評(píng)價(jià)方法只能進(jìn)行單個(gè)工藝參數(shù)或工藝指標(biāo)控制能力評(píng)價(jià)的缺點(diǎn)，可以從參數(shù)與指標(biāo)間、指標(biāo)與指標(biāo)間進(jìn)行相關(guān)的描述評(píng)價(jià)。為指標(biāo)調(diào)整、工藝試驗(yàn)提供了有力的基礎(chǔ)支撐。
文檔編號(hào)G06Q50/04GK102567812SQ20121000392
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者何邦華, 華一崑, 向成明, 周沅幀, 莊嘉, 彭開寶, 朱勇, 李水榮, 楊麗萍, 申曉峰, 陳文 申請(qǐng)人:紅云紅河煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司