CN108720069B - 干燥烟丝的方法及预测出口烟丝含水率的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于烟草制造领域，涉及一种干燥烟丝的方法，包括如下步骤：获取预测因子，预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据及掺配烟丝含水率；将预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序出口烟丝含水率的预测值；根据干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值调整干燥烟丝工序工艺参数；其中，预测模型根据多批次成品烟丝的历史生产数据建立，历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率及干燥烟丝工序出口烟丝含水率。本发明还涉及预测干燥烟丝工序出口烟丝含水率的装置。本发明方法通过控制干燥烟丝工序出口烟丝含水率，使成品烟丝含水率达到设计值并维持稳定，进而保证卷烟品质稳定。
Description
技术领域
本发明属于烟草制造领域，具体涉及一种干燥烟丝的方法，还涉及一种预测干燥烟丝工序出口烟丝含水率的装置。
背景技术
成品烟丝含水率直接关乎卷烟的抽吸口感及卷烟的物理、化学品质，是卷烟制造的重要指标参数，不同批次成品烟丝的含水率不稳定常会造成不同批次卷烟品质上的较大差异。因此，应尽量保持成品烟丝含水率的稳定，以维持卷烟品质上的稳定。
通常，制作成品烟丝主要包括以下工序：切烟丝→干燥烟丝→掺配烟丝→加香→装箱(装柜)。上述工序中：干燥烟丝是将切好的烟丝干燥除水；掺配烟丝是将已有的成品梗丝、膨胀烟丝等与干燥好的烟丝相混配；加香是向混配好的烟丝中添加一定比例、一定配方的香料。其中：掺配烟丝工序中，掺配烟丝的混配比例通常保持固定，无法调节；加香工序中，香料的配方和添加比例通常也保持固定，无法任意控制调节。因此，目前主要是通过控制干燥烟丝工序来调节成品烟丝的含水率。而且，干燥烟丝工序中，直接对成品烟丝含水率稳定性形成影响的是干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
干燥烟丝工序的出口烟丝含水率是指由干燥烟丝工序出口输出的烟丝中的含水率。目前，大多数烟草公司或烟草企业都是由操作人员凭主观经验来调节干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。但是，这种凭经验调节的方法总会带来较大的误差，导致各批次成品烟丝的含水率无法保持稳定，也不满足设计要求，从而影响了卷烟品质的稳定。
目前尚需一种有效控制干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的方法，以使成品烟丝含水率达到设计要求并维持稳定，进而保证卷烟品质的稳定。
发明内容
本发明提供了一种干燥烟丝的方法，其通过控制干燥烟丝工序的出口烟丝含水率来实施烟丝干燥，从而使成品烟丝含水率达到设计值并保持稳定，并维持各批次卷烟质量的稳定。在此基础上，本发明还提供了一种预测干燥烟丝工序出口烟丝含水率的装置。
本发明第一方面涉及一种干燥烟丝的方法，包括如下步骤：
获取预测因子，其中，所述预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据以及掺配烟丝含水率；
将所述预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值；
根据干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值调整干燥烟丝工序的工艺参数；
其中，所述预测模型根据多批次成品烟丝的历史生产数据建立，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
本发明第一方面的一些实施方式中，干燥烟丝的方法是指成品烟丝制作工艺中的干燥烟丝工序。
本发明第一方面的一些实施方式中，生产场所温湿度实时测定数据是指预测时的生产场所温湿度测定数据。
本发明第一方面的一些实施方式中，生产场所温湿度实时测定数据是指干燥烟丝工序开始之前的生产场所温湿度测定数据。
本发明第一方面的一些实施方式中，生产场所温湿度实时测定数据是指干燥烟丝工序开始之前预测时的生产场所温湿度测定数据。
本发明第一方面的一些实施方式中，干燥烟丝工序的出口烟丝含水率是指由干燥烟丝工序出口输出的烟丝中的含水率。
本发明第一方面的一些实施方式中，生产场所温湿度历史测定数据是指多批次成品烟丝的干燥烟丝工序刚开始时的生产场所温湿度测定数据。
本发明第一方面的一些实施方式中，生产场所温湿度历史测定数据是指多批次成品烟丝的干燥烟丝过程中生产场所温湿度测定数据的平均值。
本发明第一方面的一个实施方式中，生产场所温湿度实时测定数据包括生产场所温度实时测定数据和生产场所湿度实时测定数据。
本发明第一方面的一个实施方式中，生产场所温湿度历史测定数据包括生产场所温度历史测定数据和生产场所湿度历史测定数据。
本发明第一方面的一个实施方式中，掺配烟丝选自膨胀烟丝、梗丝、薄片丝和回收烟丝中的一种或多种。
本发明第一方面的一个实施方式中，掺配烟丝含水率通过测定获得。
本发明第一方面的一个实施方式中，同一来源且同一种类的掺配烟丝视为具有稳定的含水率。
本发明第二方面涉及一种建立预测模型的方法，包括如下步骤：
获取多批次成品烟丝的历史生产数据，其中，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率；
根据所述历史生产数据获得预测模型。
本发明第二方面的一些实施方式中，生产场所温湿度历史测定数据是指多批次成品烟丝的干燥烟丝工序刚开始时的生产场所温湿度测定数据。
本发明第二方面的一些实施方式中，生产场所温湿度历史测定数据是指多批次成品烟丝的干燥烟丝过程中生产场所温湿度测定数据的平均值。
本发明第二方面的一个实施方式中，生产场所温湿度历史测定数据包括生产场所温度历史测定数据和生产场所湿度历史测定数据。
本发明第二方面的一个实施方式中，掺配烟丝选自膨胀烟丝、梗丝、薄片丝和回收烟丝中的一种或多种。
本发明第二方面的一个实施方式中，掺配烟丝含水率通过测定获得。
本发明第二方面的一个实施方式中，同一来源且同一种类的掺配烟丝视为具有稳定的含水率。
本发明第三方面涉及一种制作成品烟丝的方法，包括使用本发明第一方面所述方法对烟丝干燥的步骤。
本发明第四方面涉及一种预测干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的装置，包括：
第一模块，用于获取预测因子，其中，所述预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据以及掺配烟丝含水率；
第二模块，用于将所述预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值。
本发明第四方面的一些实施方式中，所述预测装置还包括：
第三模块，用于获取多批次成品烟丝的历史生产数据，然后根据所述历史生产数据获得预测模型，其中，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
本发明第五方面涉及一种干燥烟丝的装置，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，其耦合到所述存储器，处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行本发明第一方面所述的方法。
本发明第六方面还涉及一种干燥烟丝的装置，包括本发明第四方面所述的预测装置。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述干燥烟丝的装置还包括干燥设备。
本发明第六方面的一些实施方式中，所述干燥设备为本领域常规的烟丝干燥设备，例如滚筒式烘干机。
本发明第七方面涉及一种制作成品烟丝的装置，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，耦合到所述存储器，处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行如本发明第三方面所述的方法。
本发明第八方面还涉及一种制作成品烟丝的装置，包括本发明第五方面或第六方面所述的干燥烟丝的装置。
本发明第九方面涉及一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现本发明第一方面至第三方面中任一所述的方法。
本发明取得的有益效果：
本发明干燥烟丝的方法，通过控制干燥烟丝工序的出口烟丝含水率，使得各批次成品烟丝含水率达到设计值并保持稳定，进而维持各批次卷烟质量的稳定。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明干燥烟丝的方法的一个实施例的示意图；
图2为本发明建立预测模型的方法的一个实施例的示意图；
图3为本发明预测干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的装置的一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本发明干燥烟丝的方法的一个实施例的示意图。
所述干燥烟丝的方法包括如下步骤：
步骤101：获取预测因子，其中，所述预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据以及掺配烟丝含水率；
在本发明一些实施例中，干燥烟丝的方法是指成品烟丝制作工艺中的干燥烟丝工序。
在本发明一些实施例中，生产场所温湿度实时测定数据为预测时或干燥烟丝工序开始之前的生产场所温湿度测定数据。
在本发明一些实施例中，生产场所温湿度实时测定数据是指干燥烟丝工序开始之前预测时的生产场所温湿度测定数据。
在本发明一个实施例中，生产场所温湿度实时测定数据包括生产场所温度实时测定数据和生产场所湿度实时测定数据。
在本发明一个实施例中，掺配烟丝的种类为一种或多种，例如选自膨胀烟丝、梗丝、薄片丝和回收烟丝的一种或多种。
在本发明一个实施例中，掺配烟丝含水率通过测定(例如采用在线水分仪测定)获得。
在本发明一个实施例中，同一来源且同一种类的掺配烟丝视为具有稳定的含水率。
步骤102：将所述预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值；
其中，所述预测模型根据多批次成品烟丝的历史生产数据建立，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
在本发明一些实施例中，干燥烟丝工序的出口烟丝含水率是指由干燥烟丝工序出口输出的烟丝中的含水率。
在本发明一个实施例中，掺配烟丝为A和B两种时，预测模型为：
y0＝f(x1,x2,x3,x4,x5)
其中：
y0表示干燥烟丝工序出口烟丝含水率的预测值；
x1表示掺配烟丝A的含水率；
x2表示掺配烟丝B的含水率；
x3表示生产场所温度实时测定数据；
x4表示生产场所湿度实时测定数据；
x5表示预设的成品烟丝含水率。
在本发明一个实施例中，掺配烟丝为A和B两种时，预测模型为：
y0＝ax1 2+bx2 2+cx3 2+dx4 2+ex1+fx2+gx3+hx4-ix5+j
其中：
y0表示干燥烟丝工序出口烟丝含水率的预测值；
x1表示掺配烟丝A的含水率；
x2表示掺配烟丝B的含水率；
x3表示生产场所温度实时测定数据；
x4表示生产场所湿度实时测定数据；
x5表示预设的成品烟丝含水率；
a至j表示函数中的系数。
在本发明一个实施例中，根据多批次成品烟丝的历史生产数据，通过神经网络算法、线性回归算法、向量回归算法、多项式曲线拟合算法等数据拟合算法拟合出干燥烟丝工序的出口烟丝含水率与各预测因子之间的预测模型。
步骤103：根据干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值调整干燥烟丝工序的工艺参数；
在本发明一个实施例中，将干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值输入干燥烟丝工序的系统中，对烟丝进行干燥。
图2为本发明建立预测模型的方法的一个实施例的示意图。
建立预测模型的方法包括如下步骤：
步骤111：获取多批次成品烟丝的历史生产数据，其中，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率；
在本发明一些实施例中，生产场所温湿度历史测定数据是指多批次成品烟丝的干燥烟丝工序刚开始时的生产场所温湿度测定数据。
在本发明一些实施例中，生产场所温湿度历史测定数据是指多批次成品烟丝的干燥烟丝过程中生产场所温湿度测定数据的平均值。
在本发明一个实施例中，生产场所温湿度历史测定数据包括生产场所温度历史测定数据和生产场所湿度历史测定数据。
在本发明一些实施例中，干燥烟丝工序的出口烟丝含水率是指由干燥烟丝工序出口输出的烟丝中的含水率。
在本发明一个实施例中，掺配烟丝的种类为一种或多种，例如选自膨胀烟丝、梗丝、薄片丝和回收烟丝中的一种或多种。
在本发明一个实施例中，掺配烟丝含水率通过测定(例如采用在线水分仪测定)获得。
在本发明一个实施例中，同一来源且同一种类的掺配烟丝视为具有稳定的含水率。
步骤112：根据所述历史生产数据获得预测模型。
在本发明一些实施例中，步骤112可以采用神经网络算法、线性回归算法、向量回归算法、多项式曲线拟合算法等数据拟合算法拟合出干燥烟丝工序出口烟丝含水率与预测因子之间的预测模型。
本发明还涉及一种制作成品烟丝的方法，其包括使用图1所示的方法对烟丝干燥的步骤。
图3为本发明预测干燥烟丝工序出口烟丝含水率的装置的一个实施例的示意图。
所述预测干燥烟丝工序出口烟丝含水率的装置，包括：
第一模块11，用于获取预测因子，其中，所述预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据以及掺配烟丝含水率；
第三模块12，用于获取多批次成品烟丝的历史生产数据，然后根据所述历史生产数据获得预测模型，其中，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
第二模块13，用于将所述预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值。
本领域技术人员可以理解，第一模块11与第三模块12可按任意顺序执行，也可并列同时执行。
本发明涉及干燥烟丝的装置，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，其耦合到所述存储器，处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行如图1所述的方法。
本发明还涉及一种干燥烟丝的装置，包括图3所示的预测干燥烟丝工序出口烟丝含水率的装置。
在本发明一些实施例中，所述干燥烟丝的装置还包括干燥设备。
在本发明一些实施例中，所述干燥设备为本领域常规的烟丝干燥设备，例如滚筒式烘干机。
本发明还涉及一种制作成品烟丝的装置，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，其耦合到所述存储器，处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行前述的制作成品烟丝的方法。
本发明还涉及一种制作成品烟丝的装置，包括前述的干燥烟丝的装置。
此外，本发明还涉及一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现图1、2所涉及的方法或者前述的制作成品烟丝的方法。
存储器可以包括高速RAM存储器，也可包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器也可以是存储器阵列。存储器还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。
处理器可以是一个中央处理器CPU，或者GPU，或者可以是专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
上面描述的装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
通过实施本发明，通过控制干燥烟丝工序的出口烟丝含水率来实施烟丝干燥，从而使成品烟丝含水率达到设计值并保持稳定，从而进一步保证了各批次卷烟产品质量的稳定。
实施例
采用图1、3中的方法及装置，预测了2017年4月份两个批次的出口烟丝含水率，下达至干燥烟丝工序的系统中实施烟丝干燥，并继续实施了成品烟丝的制作；同时也根据传统方法凭人工经验确定了两个批次的出口烟丝含水率，下达至系统中实施了烟丝干燥，并继续完成了成品烟丝的制作；得到结果如表1-2所示。
其中，绝对误差为成品烟丝含水率实际值与成品烟丝含水率设计值(12.0％)之间的绝对差值，精度为绝对差值除以成品烟丝含水率设计值(12.0％)的结果。成品烟丝含水率实际值通过常用的在线水分仪测得。
表1批次一的实验结果
| 绝对误差(％) | 精度(％) | |
| 本发明方法 | 0.03 | 0.25 |
| 传统方法 | 0.17 | 1.42 |
表2批次二的实验结果
| 绝对误差(％) | 精度(％) | |
| 本发明方法 | 0.05 | 0.42 |
| 传统方法 | 0.14 | 1.17 |
由表1-2可知，与凭人工经验确定干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的方法相比，本发明方法根据预测的干燥烟丝工序的出口烟丝含水率对烟丝进行干燥，使制作的成品烟丝含水率的实际值与设计值的绝对误差更低，并且精度更高。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种干燥烟丝的方法，包括如下步骤：
获取预测因子，其中，所述预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据以及掺配烟丝含水率；
将所述预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值；
根据干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值调整干燥烟丝工序的工艺参数；
其中，所述预测模型根据多批次成品烟丝的历史生产数据建立，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，掺配烟丝选自膨胀烟丝、梗丝、薄片丝和回收烟丝中的一种或多种。
3.一种制作成品烟丝的方法，包括使用权利要求1或2所述的方法对烟丝干燥的步骤。
4.一种预测干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的装置，包括：
第一模块，用于获取预测因子，其中，所述预测因子包括预设的成品烟丝含水率、生产场所温湿度实时测定数据以及掺配烟丝含水率；
第二模块，用于将所述预测因子输入预测模型中，得到干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的预测值；
第三模块，用于获取多批次成品烟丝的历史生产数据，然后根据所述历史生产数据获得所述预测模型，其中，所述历史生产数据包括成品烟丝含水率、生产场所温湿度历史测定数据、掺配烟丝含水率以及干燥烟丝工序的出口烟丝含水率。
5.一种干燥烟丝的装置，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，其耦合到所述存储器，处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行如权利要求1或2所述的方法。
6.一种干燥烟丝的装置，包括权利要求4所述的预测干燥烟丝工序的出口烟丝含水率的装置。
7.根据权利要求6所述的装置，其还包括干燥设备。
8.一种制作成品烟丝的装置，包括存储器和处理器，其中：
存储器，用于存储指令；
处理器，其耦合到所述存储器，处理器被配置为基于所述存储器存储的指令执行如权利要求3所述的方法。
9.一种制作成品烟丝的装置，包括权利要求5至7中任一项所述的干燥烟丝的装置。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。
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