CN109146301A - 一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法和系统，包括以下步骤：接收多个样品烟支的密度测量数据；将烟支光烟分段，并分别计算各分段烟支及整支光烟的密度标准偏差，构建标偏数据矩阵；利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。本发明能够充分考虑烟丝分布不均匀的特征，综合评价烟丝分布均匀性，为更好的改进烟丝分布均匀性提供依据。
Description
技术领域
本发明属于卷烟产品质量评价技术领域，尤其涉及一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法和系统。
背景技术
近些年来，消费者对卷烟产品质量要求的日益增高，越来越多的厂家开始将烟支内烟丝分布均匀性作为一项指标评价卷烟产品质量。影响烟支内烟丝分布情况的关键在于平准器规格的选择。由平准器的结构可知，烟丝在烟支内的分布并不均匀，自点燃端起一定长度内的烟丝填充充实，能够有效避免烟丝掉落，但烟丝分布不均匀会导致烟支重量和吸阻偏差较大，影响烟支的质量。
目前一般根据整支光烟的密度来评价烟丝分布均匀性，但定量评价方法较少，一般是将标准偏差作为烟丝分布均匀性的评价指标，中国发明专利CN104165822A去除了烟支抽吸稠密端和燃烧稠密端，采用变异系数评价均匀性。但这些评价标准仅能从整体上粗略的体现均匀性，难以体现烟丝的不均匀分布特征，更无法表示烟丝分布均匀性的优劣。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种评价烟支内烟丝分布均匀性的方法，该方法能够充分考虑烟丝分布不均匀的特征，综合评价烟丝分布均匀性，为更好的改进烟丝分布均匀性提供依据。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，包括以下步骤：
接收多个样品烟支的密度测量数据；
将烟支光烟分段，并分别计算各分段烟支及整支光烟的密度标准偏差，构建标偏数据矩阵；
利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。
进一步地，所述将烟支光烟分段包括：根据平准器尺寸及烟支规格将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段五段。
进一步地，所述标偏数据矩阵中的一行，表示一个样本烟支对应的各分段烟支及整支光烟的密度标准偏差。
进一步地，利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型包括：
对烟支分段密度标偏数据矩阵进行归一化处理，得到归一化数据矩阵；
采用熵权法，根据所述归一化数据矩阵计算各分段密度标准偏差的权重分布；
基于所述权重和归一化数据矩阵对各样本烟支进行评分。
进一步地，所述归一化处理采用最大最小归一化法。
进一步地，计算各段密度标准偏差的权重分布包括：设归一化数据矩阵为R＝(rij)m×n，
第j个指标下第i个项目的指标值比重：
则第j个指标的熵值：
第j个指标的权重wj：
进一步地，基于所述权重和归一化数据矩阵对各样本烟支进行评分包括：
计算各待评样本烟支距离正负理想解的欧氏距离：
各样本烟支的均匀性得分由以下公式计算得出：
一个或多个实施例提供了一种计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法。
一个或多个实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法。
一个或多个实施例提供了一种烟支烟丝分布均匀性评价系统，其特征在于，包括：烟支传送装置、烟支密度水分仪和所述的计算装置，其中，
烟支传送装置，用于将样品烟支水平且迅速地导入烟支密度水分仪的测量腔体；
烟支密度水分仪，用于测定样品烟支的烟丝密度并传输至所述计算装置。
本发明的有益效果
1、本发明能够体现由平准器结构导致的烟丝分布不均匀的特点，综合分析各烟支分段的烟丝分布情况，评价烟丝分布的整体均匀性。
2、本发明在计算了烟支密度分布的基础上，还结合熵权法赋权客观及TOPSIS模型排序评价客观的优点，能够评价烟丝分布均匀性的优劣，给出评分，使评价结果具有客观参考价值，为更好的改进烟丝分布均匀性提供评价依据。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为实施例中分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法流程图；
图2是实施例中烟支分段示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
正如背景技术所介绍的，目前一般采用整支光烟的密度标准偏差作为烟丝分布均匀性的评价指标，这种评价标准难以体现烟丝的不均匀分布特征，更无法表示烟丝分布均匀性的优劣。为了解决如上的技术问题，本实施例公开了一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，包含以下步骤：
步骤1、将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段共五段；
步骤2、分别计算各段烟支及整支光烟的密度标准偏差，整理成为烟支分段密度标偏数据矩阵；
步骤3、利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。
将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段共五段包含以下分步骤：
步骤11、确定平准器尺寸及烟支规格；
步骤12、根据平准器尺寸及烟支规格对光烟划分，参考平准器槽宽二分之一的长度，将光烟分为长短相近的五段，以槽宽22mm、光烟长59mm的光烟为例，将烟支点燃端起0-11mm作为点燃段；12-23mm作为点燃过渡段；24-35mm作为中间段；36-47mm作为接装过渡段；47-59mm作为接装段。
分别计算各段烟支及整支光烟的密度标准偏差，整理成为烟支分段密度标偏数据矩阵包含以下分步骤：
步骤21、根据烟支密度水分仪所测烟支密度数据，计算各段烟支及整支光烟长度范围内烟支密度的标准偏差；
步骤22、构建m行、n列烟支分段密度标偏数据矩阵D，其中m为样本烟支数量，n为6。其中，前5列表示各段烟支密度的标准偏差，第6列表示整支光烟密度的标准偏差。
D11表示第1支烟第一个分段(点燃段)的密度标准偏差，D1表示第1支烟整支光烟密度标准偏差。
利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分包含以下分步骤：
步骤31、烟支分段密度标偏数据矩阵进行归一化处理，构建归一化数据矩阵；
其中，归一化处理采用最大最小归一化法xk＝(xmax-xk)/(xmax-xmin)，形成归一化数据矩阵R＝(rij)m×n：
步骤32、采用熵权法，计算各段密度标准偏差的权重分布；
第j个指标下第i个项目的指标值比重Pij：
则第j个指标的熵值Ej：
第j个指标的权重wj:
步骤33、采用TOPSIS法，计算各待评价样本烟支的最终综合得分。
各待评样本烟支距离正负理想解的欧氏距离分别是：
最终各样本烟支的得分由以下公式计算得出：
实施例二
本实施例的目的是提供一种计算装置。
一种计算装置，用于烟支烟丝分布均匀性评价，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤1、将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段共五段；
步骤2、分别计算各段烟支及整支光烟的密度标准偏差，整理成为烟支分段密度标偏数据矩阵；
步骤3、利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。
实施例三
本实施例的目的是提供一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时执行以下步骤：
步骤1、将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段共五段；
步骤2、分别计算各段烟支及整支光烟的密度标准偏差，整理成为烟支分段密度标偏数据矩阵；
步骤3、利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。
实施例四
本实施例的目的是提供一种样品质量评价系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：
本实施例提供了一种样品质量评价系统，包括烟支传送装置、烟支密度水分仪和计算装置；
烟支传送装置，用于将样品烟支水平且迅速地导入烟支密度水分仪的测量腔体；
烟支密度水分仪，用于测定样品烟支的烟丝密度并传输至计算装置；
所述计算装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤，包括：
步骤1、将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段共五段；
步骤2、分别计算各段烟支及整支光烟的密度标准偏差，整理成为烟支分段密度标偏数据矩阵；
步骤3、利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。
以上实施例二、三和四中涉及的各步骤与方法实施例一相对应，具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质；还应当被理解为包括任何介质，所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
实验结果
本实施例采用某卷烟厂PROTOS70卷烟机的实际生产数据进行了分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法的构建。
一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法的构建过程，具体包括以下步骤：
测量PROTOS70机组采用2.5mm、3.0mm、3.5mm三种不同规格六槽平盘平准器各生产的20支某牌号烟支的密度分布，分段计算密度标准偏差后整理成为烟支分段密度标偏数据矩阵。
采用最大最小法对数据进行归一化，归一化标准为越小越好，其函数形式如下：
xk(xmax-xk)/(xmax-xmin)
形成归一化数据矩阵R＝(rij)m×n，本例中m＝60，n＝6：
则第j个指标下第i个项目的指标值比重Pij：
则第j个指标的熵值Ej：
第j个指标的权重wj:
各待评样本烟支距离正负理想解的欧氏距离分别是：
最终各样本烟支的得分由以下公式计算得出：
本例中各样本烟支的得分情况如表1所示：
表1各烟支的烟丝分布均匀性最终得分
根据表1中的数据，可以看到2.5mm平准器所产烟支的烟丝分布均匀性最好，B次之，C最差，因此在该牌号烟支今后的生产中，可采用此规格的平准器，达到提升烟丝分布均匀性的目的。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收多个样品烟支的密度测量数据；
将烟支光烟分段，并分别计算各分段烟支及整支光烟的密度标准偏差，构建标偏数据矩阵；
利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型，计算各样本烟支的烟丝分布均匀性得分。
2.如权利要求1所述的一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，所述将烟支光烟分段包括：根据平准器尺寸及烟支规格将光烟分为点燃段、点燃过渡段、中间段、接装过渡段、接装段五段。
3.如权利要求1所述的一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，所述标偏数据矩阵中的一行，表示一个样本烟支对应的各分段烟支及整支光烟的密度标准偏差。
4.如权利要求1所述的一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，利用熵权TOPSIS法建立烟丝分布均匀性综合评价模型包括：
对烟支分段密度标偏数据矩阵进行归一化处理，得到归一化数据矩阵；
采用熵权法，根据所述归一化数据矩阵计算各分段密度标准偏差的权重分布；
基于所述权重和归一化数据矩阵对各样本烟支进行评分。
5.如权利要求4所述的一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，所述归一化处理采用最大最小归一化法。
6.如权利要求4所述的一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，计算各段密度标准偏差的权重分布包括：设归一化数据矩阵为R＝(rij)m×n，
第j个指标下第i个项目的指标值比重：
则第j个指标的熵值：
第j个指标的权重wj：
7.如权利要求6所述的一种分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法，其特征在于，基于所述权重和归一化数据矩阵对各样本烟支进行评分包括：
计算各待评样本烟支距离正负理想解的欧氏距离：
各样本烟支的均匀性得分由以下公式计算得出：
8.一种计算装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的分段式烟支烟丝分布均匀性评价方法。
10.一种烟支烟丝分布均匀性评价系统，其特征在于，包括：烟支传送装置、烟支密度水分仪和如权利要求8所述的计算装置，其中，
烟支传送装置，用于将样品烟支水平且迅速地导入烟支密度水分仪的测量腔体；
烟支密度水分仪，用于测定样品烟支的烟丝密度并传输至所述计算装置。
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