CN109717503A

CN109717503A - 一种原料成分均质化搭配出库的备料方法

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Publication number: CN109717503A
Application number: CN201910018933.6A
Authority: CN
Inventors: 可文庚; 喻绍新; 李一辉; 吴贵轩; 牛华斌; 王金宏; 陈康宁; 王发勇; 段小虎; 徐田锋; 赵松玮
Original assignee: BEIJING ZIDONG TECHNOLOGY Co Ltd; Hongyun Honghe Tobacco Group Co Ltd
Current assignee: BEIJING ZIDONG TECHNOLOGY Co Ltd; Hongyun Honghe Tobacco Group Co Ltd
Priority date: 2019-01-09
Filing date: 2019-01-09
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2039-01-09
Also published as: CN109717503B

Abstract

一种原料成分均质化搭配出库的备料方法，选料步骤为：步骤1.确定均质化目标值，根据总产量MA确定有效成分的绝对质量；步骤2.按照大小顺序选择含量最高或最低的原料；步骤3.将步骤2中选出的第一种原料Y1选择全部出料，步骤4.选择与剩余混合原料的有效成分平均含量最接近的原料；步骤5.将选出的第二种原料Y2选择全部出料，选择与剩余混合原料的有效成分平均含量最接近的第三种原料Y3进行出料，计算选出的所有原料平均含量，与均质化目标值相对偏差是否满足误差要求。本发明通过算法设计进行不同货柜的取料,选择多种原料搭配实现均质化目标值,通过算法引导实现了在尽量少的次数内快速出尽单一原料,提高了生产效率。

Description

一种原料成分均质化搭配出库的备料方法

技术领域

本发明属于烟草化工领域，涉及原料选择搭配方法,具体涉及一种原料成分均质化搭配出库的备料方法。

背景技术

打叶复烤是原料烟叶到卷烟制丝的重要中间环节，是提升品牌烟叶口感及质量稳定性的重要保障。近年来，随着烟草行业质量要求的提升，越来越多的打叶复烤企业通过研究均质化生产模式来提升自身竞争力。按照中国烟草总公司《关于推进打叶复烤企业均质化生产加工的意见》要求，烟碱均质化管控程度是反映与衡量复烤企业的重要指标。然而，由于原料烟叶本身受于种植方式、气候等多方面因素的影响，即便是同一产地、品种、等级、批次的烟叶，其烟碱变异系数往往要大于18%。

原料烟叶的质量不稳定性，在一定程度上加大了打叶复烤均质化加工的难度。目前，常见的提升成品片烟均质化效果的方式有人工选叶分级、多等级烟叶铺叶搭配投料、混柜铺料等多种方式。但以上加工方式，很难消除不同批次原料烟碱含量的大范围波动。

对于烟叶原料,在货位上的烟包包装保存要求非常严格,导致出料程序非常繁琐,在对烟叶原料的出货程序设计中,希望对单一货位上的原料在尽量少的次数内出尽。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明公开了一种原料成分均质化搭配出库的备料方法。

本发明所述原料成分均质化搭配出库的备料方法，当原料有效成分存在三种以上不同的含量时，选料步骤为：

步骤1.确定均质化目标值，根据总产量MA确定有效成分的绝对质量；

步骤2.按照大小顺序选择含量最高或最低的原料，进行判断1，是则进入步骤3，否则更换原料或直接选择两种原料搭配出料；

所述判断1为判断该原料储量是否小于所需产量；本步骤中所需产量为总产量MA；

更换原料的更换方法为选择次高或次低原料；

更换后继续进行判断1，直至进入步骤3；

步骤3.将步骤2中选出的第一种原料Y1选择全部出料，根据第一种原料Y1的含量和质量，计算出第一种原料Y1全部出料后，剩余混合原料的质量和有效成分平均含量，进行判断2：是则进入步骤4，否则回到步骤2按照所述更换方法更换原料；

所述判断2为判断剩余混合原料的有效成分平均含量是否在各种剩余原料的含量范围内，即有效成分平均含量不大于各种剩余原料的含量最大值且不小于含量最小值；

步骤4.选择与剩余混合原料的有效成分平均含量最接近的原料，进行所述判断1，是则进入步骤5，否则更换原料为次接近有效成分平均含量的原料，继续进行判断1，直至选出第二种原料Y2进入步骤5；

如全部选完都不能进入步骤5，则返回步骤2按照所述更换方法更换原料；

本步骤的判断1中所需产量为剩余混合原料的质量；

步骤5. 将选出的第二种原料Y2选择全部出料，根据原料Y2的含量和质量，计算出原料Y2全部出料后，剩余混合原料的质量和有效成分平均含量，选择与剩余混合原料的有效成分平均含量最接近的第三种原料Y3进行出料，出料质量为剩余混合原料的质量，如第三种原料Y3储量不能满足剩余混合原料的质量要求，则继续加入次接近有效成分平均含量的第四种原料Y4...以此类推，直至质量满足要求；

计算选出的所有原料平均含量，与均质化目标值相对偏差是否满足误差要求，不满足则退回步骤2按照所述更换方法更换原料。

优选的，所述误差要求为与均质化目标值误差小于1-5%。

优选的，所述步骤2中选择两种原料搭配出料的具体方法为:选择两种有效成分含量n _k1,n _k2,分别大于和小于均质化目标值n _c的原料,根据下列方程组解出两种原料的质量M1和M2;

M1+M2=MA,

M1*n _k1+M2*n _k2= MA*n _c。

优选的，所述步骤2中优选含量最低的原料首先进行判断1,更换原料的更换方法为选择次低原料。

优选的，所述步骤1中计算全部原料中有效成分的平均含量作为均质化目标值。

采用本发明所述原料成分均质化搭配出库的备料方法,具有如下优越性:

一.通过算法设计进行不同货柜的取料,选择多种原料搭配实现均质

化目标值,避免了以往人工计算过程中存在的无序和人为失误,提高了出料计算效率。

二.通过不同原料有效成分含量摸底，实现原料的出库搭配，降低不

同批次原料化学成分含量波动问题。

三.通过算法引导实现了在尽量少的次数内快速出尽单一原料,节省了出料工时,提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明所述备料方法的一个具体实施方式流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明所述原料成分均质化搭配出库的备料方法，主要适用于烟草等需要搭配不同含量有效成分的原料并取得均质化目标值的情形。

烟草叶中,即使是同批烟叶的不同烟包,由于采摘时间,地点,储藏等过程造成的差异,其中的烟碱含量也存在差别,例如对于同一批次的五个烟包,通过红外检测等方式可以发现每个烟包的烟碱含量不同。

当原料有效成分存在三种以上不同的含量时，选料步骤为：

步骤1.确定均质化目标值，根据总产量MA确定有效成分的绝对质量.

均质化目标值是指产品中有效成分的平均占比值, 总产量MA与均质化目标值的乘积等于有效成分的绝对质量。

对于同一批产品,通常设定该产品的全部原料中有效成分的平均含量作为均质化目标值。

此时均质化目标值n _c的计算公式为n _c=∑Yi*Ni/∑Yi,其中Y=(Y1,Y2,…Yi), Y1,Y2,…Yi表示不同含量的原料重量,N=(N1,N2…Ni), N1,N2…Ni表示不同原料对应的有效成分含量。

更换原料的更换方法为选择次高或次低原料；

更换后继续进行判断1，直至进入步骤3；

本发明选择原料的一个重要原则是希望尽可能将某一含量的原料一次用尽或在尽量少的次数内用尽,如果某一原料不能一次用尽,则优选可以一次用尽的储量较少的原料;步骤2中,优选选择含量最低的原料,从最低含量原料开始进行选择,含量低,则在搭配时该原料更可能一次用尽。

如果遍历所有原料种类都不能一次用尽,那么说明本次的总产量偏低,则可以采用选择两种原料搭配出料的方法, 选择两种有效成分含量n _k1,n _k2,分别大于和小于均质化目标值n _c的原料,根据下列方程组解出两种原料的质量M1和M2;

M1+M2=MA,

M1*n _k1+M2*n _k2= MA*n _c。

如果能够选出可以一次用尽的第一种原料Y1,则进入步骤3。

所述判断2为判断剩余混合原料的有效成分平均含量是否在各种剩余原料的含量范围内，即有效成分平均含量不大于各种剩余原料的含量最大值且不小于含量最小值。

例如剩余混合原料的有效成分平均含量为3%,而剩余原料的含量分布在2.7-3.2%之间,则判断2成立,否则不成立。

判断2成立则进入步骤4:

步骤4.选择与剩余混合原料的有效成分平均含量最接近的原料，进行所述判断1，是则进入步骤5，否则更换原料为次接近有效成分平均含量的原料，继续进行判断1，直至进入步骤5；

本步骤的判断1与步骤2中判断1相同,但本步骤中所需产量为剩余混合原料的总质量；

步骤5. 将选出的第二种原料Y2选择全部出料，根据原料Y2的含量和质量，计算出原料Y2全部出料后，剩余混合原料的质量和有效成分平均含量，选择与剩余混合原料的有效成分平均含量最接近的第三种原料Y3进行出料，出料质量为剩余混合原料的质量，如第三种原料Y3储量不能满足剩余混合原料的质量要求,即储量小于剩余混合原料质量，则继续加入次接近有效成分平均含量的第四种原料Y4...以此类推，直至质量满足要求；

计算选出的所有原料的平均含量，与均质化目标值的相对偏差是否满足误差要求，不满足则退回步骤2按照所述更换方法更换原料。误差要求一般可以设置为与均质化目标值误差小于1-5%。

如果遍历所有原料选择方案，均发现大于设定的误差要求，则可以从选择三种以上原料调整为选择两种原料，或降低误差要求。

如果多种物料同时出库备料时，将配方分解为单一物料进行出库备料。即每种物料按照上述方法确定每个货位的出库重量，每个批次包含所有物料，其比例符合配方要求即可,所述物料是指包含多种原料的原料系列。

一.通过算法设计进行不同货柜的取料,选择多种原料搭配实现均质化目标值,避免了以往人工计算过程中存在的无序和人为失误,提高了出料计算效率。

同批次原料化学成分含量波动问题。

具体实施例1

假设单日投料量为440吨。根据排产计划，拟定生产C1F、C2F两种混搭原料，其生产比例为37%，63%。

按照5天的加工量，整个批次需要加工的原料为440*5=2200吨，则两种混搭原料C1F、C2F投料重量分别为814吨、1386吨。

以有效成分为烟碱为例，本发明实施例的模拟数据如下表所示,实际生产中,烟碱含量可以通过离线抽检或近红外速检方式获取。

不同货位表示不同含量的原料, C1F系列原料中,所有10个货位的平均烟碱值即均质化目标值n _c=∑Yi*Ni/∑Yi =2.70。同理，C2F系列原料10个货位的平均烟碱值为2.67。

按照每个货位的烟碱量从大到小进行排序，排序后模拟数据变为

根据生产计划，C1F计划出库重量为814吨，该质量即为C1F系列原料的总产量,其有效成分烟碱的总含量为814*2.7=2197.8。

观察上表可以发现, 烟碱量最小的1号货位储量320吨,小于总产量814吨。因此，可以优先确定货位1的原料为第一种原料Y1,储量 320吨全部出料,货位1一次即做到腾空。

计算C1F剩余所需原料重量为814-320=494吨，剩余烟碱量为总含量减去第一种原料Y1的烟碱含量,即2197.8-320*2.21=1490.6，则计算剩余原料的目标烟碱均值为1490.6/494=3.02。

货位10的烟碱均值最为接近，其出库重量为420吨。

货位10全部出料后,重新计算C1F的剩余出库重量为494-420=74吨，剩余烟碱量为255.8，剩余原料的目标烟碱均值为3.47,与9号货位最为接近。

从9号货位出库74吨。

对计算的出库的烟碱均值进行校验，出库原料烟碱均值N=（320*2.21+ 420*2.94+74*2.92）/814=2.65。

设定烟碱含量的偏差标准为不能大于1.5%。

计算实际出货的烟碱均值与目标出货的烟碱均值的相对偏差d=（2.70-2.65）/2.7=1.8%大于1.5%，不符合出库要求。

由于目标烟碱均值已超过所有货位原料的最大烟碱值，此出库方案不合理，需要重新选择原料。

重新开始选择第一种原料,从烟碱储量第二小的货位进行出料，出货比例为该货位的100%，即从C1F的7号货位进行出料，全部出料的出料重量为270吨。

计算C1F剩余出库重量为544吨，剩余烟碱量为1420.2，计算剩余原料的目标烟碱均值为2.61。

3号货位烟碱值为2.54，最为接近。3号货位出库480吨。

重新计算计算C1F剩余出库重量为74吨，剩余烟碱量为201，剩余原料的目标烟碱均值为3.14,与10号货位最为接近。

从10号货位出库544-480=74吨。

对计算的出库的烟碱均值进行校验，出库原料烟碱均值N=（777.6+ 1219.2+188.16）/814=2.68。

计算实际出货的烟碱均值与目标出货的烟碱均值的相对偏差d=（2.70-2.68）/2.7=7.4‰<1.5%，符合出库要求。

因此，满足计划要求的出库序列为

按照此方法，计算出C2F的出库序列为

对计算的出库的烟碱均值进行校验，出库原料烟碱均值N _c=3741.48/1386 =2.70。

计算实际出货的烟碱均值与目标出货的烟碱均值的相对偏差d=（2.70-2.67）/2.67=1.1%<1.5%，符合出库要求。

前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种原料成分均质化搭配出库的备料方法，其特征在于,当原料有效成分存在三种以上不同的含量时，选料步骤为：

更换原料的更换方法为选择次高或次低原料；

更换后继续进行判断1，直至进入步骤3；

本步骤的判断1中所需产量为剩余混合原料的质量；

2.如权利要求1所述的备料方法，其特征在于，所述误差要求为与均质化目标值误差小于1-5%。

3.如权利要求1所述的备料方法，其特征在于，所述步骤2中选择两种原料搭配出料的具体方法为:选择两种有效成分含量n _k1,n _k2,分别大于和小于均质化目标值n _c的原料,根据下列方程组解出两种原料的质量M1和M2;

M1+M2=MA,

M1*n _k1+M2*n _k2= MA*n _c。

4.如权利要求1所述的备料方法，其特征在于，所述步骤2中优选含量最低的原料首先进行判断1,更换原料的更换方法为选择次低原料。

5.如权利要求1所述的备料方法，其特征在于，所述步骤1中计算全部原料中有效成分的平均含量作为均质化目标值。