CN109965332A - 一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置，通过对单个卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标进行因子分析，得到该卷烟叶组的各个主因子、各个主因子的贡献率和得分，根据各个主因子的贡献率和得分进行计算得到该卷烟叶组中各种烟叶的综合得分，然后将各种烟叶的综合得分按从低到高的顺序排列且生成该卷烟叶组的综合得分曲线，循环执行以上步骤直至得到将所有卷烟叶组的综合得分曲线，最后比较这些综合得分曲线，根据这些曲线与y轴的距离评价各个卷烟叶组的烟香气质和烟香气量。本发明通过该曲线比较能够判断叶组配方整体的化学成分的状态和变化，并能关联变化情况与感官质量评价结果，可用于卷烟配方日常维护和分析判断。

Description

一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置

技术领域

本发明涉及卷烟叶组配方技术领域，尤其涉及一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置。

背景技术

烟叶中的化学成分情况能够反映烟叶的品质水平，在卷烟配方设计中常作为重要判断依据。由于烟叶化学成分种类繁多，选择合理的评价方法来表征烟叶的品质水平，是准确判断烟叶质量的关键。

以往的研究主要针对某些地区的单等级(单种)烟叶原料质量风格进行评价和划分，关于多地区多等级烟叶(即多种烟叶)在组合配伍后对卷烟叶组配方整体品质风格的影响未有报道。另外，卷烟叶组配方的质量评价一直以来多依靠感官及经验的评价，缺乏规律性的内在物化数据与感官感受的关联性分析。

发明内容

本发明实施例提供了一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置，为卷烟叶组配方的质量评价提供了规律性的内在物化数据与感官感受的关联性分析。

本发明实施例提供了一种卷烟叶组化学成分品质评价方法，其特征在于，包括：

S1：获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，所述化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

S2：对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，得到当前所述卷烟叶组的主因子、所述主因子的贡献率和所述主因子的得分，根据所述得分和所述贡献率计算当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分；

S3：将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线；

S4：获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新执行S2直至得到各个所述卷烟叶组的所述综合得分曲线；

S5：在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分曲线，根据各个所述综合得分曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度；

其中，所述坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

优选地，步骤S2具体包括：

S21：对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，提取贡献率累计达85％以上的所有因子作为主因子，并确定各个所述主因子的贡献率和所述卷烟叶组的得分系数矩阵；

S22：在所述得分系数矩阵中确定各个所述主因子的得分系数，根据各个所述主因子的得分系数和当前卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标通过预置第一公式进行计算得到当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分；

S23：根据当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分和各个所述主因子的所述贡献率通过预置第二公式计算当前所述卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

其中，所述预置第一公式：

F₁＝a₁₁x_j1+a₁₂x_j2+...+a₁₉x_j9

F₂＝a₂₁x_j1+a₂₂x_j2+...+a₂₉x_j9

...

F_i＝a_i1x_j1+a_i2x_j2+...+a_i9x_j9

式中，F_i为第i个主因子的得分，a_i1、a_i2、…、a_i9为第i个主因子的得分系数，x_j1、x_j2、…、x_j9为当前所述卷烟叶组的第j种烟叶的化学成分指标；

其中，所述预置第二公式为：

F_j＝A₁F_j1+A₂F_j2+...+A_iF_ji

式中，F_ji为第j种烟叶第i个主因子的得分，A₁为第i个主因子的贡献率。

优选地，步骤S3具体为：

将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线，再通过六次函数多项式模型对所述综合得分曲线进行拟合得到当前所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

步骤S4为获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新执行S2直至得到各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

步骤S5为在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

优选地，所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的卷烟香气质和烟气细柔程度越高；

所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度越高。

优选地，本发明实施例还提供了一种卷烟叶组化学成分品质评价装置，包括：

获取单元，用于获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，所述化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

分析单元，用于对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，得到当前所述卷烟叶组的主因子、所述主因子的贡献率和所述主因子的得分，根据所述得分和所述贡献率计算当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分；

生成单元，用于将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线；

循环单元，用于获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新触发所述分析单元直至得到各个所述卷烟叶组的所述综合得分曲线；

评价单元，用于在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分曲线，根据各个所述综合得分曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度；

其中，所述坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

优选地，所述分析单元具体包括：

分析子单元，用于对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，提取贡献率累计达85％以上的所有因子作为主因子，并确定各个所述主因子的贡献率和所述卷烟叶组的得分系数矩阵；

第一计算子单元，用于在所述得分系数矩阵中确定各个所述主因子的得分系数，根据各个所述主因子的得分系数和当前卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标通过预置第一公式进行计算得到当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分；

第二计算子单元，用于根据当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分和各个所述主因子的所述贡献率通过预置第二公式计算当前所述卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

其中，所述预置第一公式：

F₁＝a₁₁x_j1+a₁₂x_j2+...+a₁₉x_j9

F₂＝a₂₁x_j1+a₂₂x_j2+...+a₂₉x_j9

...

F_i＝a_i1x_j1+a_i2x_j2+...+a_i9x_j9

式中，F_i为第i个主因子的得分，a_i1、a_i2、…、a_i9为第i个主因子的得分系数，x_j1、x_j2、…、x_j9为当前所述卷烟叶组的第j种烟叶的化学成分指标；

其中，所述预置第二公式为：

F_j＝A₁F_j1+A₂F_j2+...+A_iF_ji

式中，F_ji为第j种烟叶第i个主因子的得分，A₁为第i个主因子的贡献率。

优选地，所述生成单元还用于将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线，再通过六次函数多项式模型对所述综合得分曲线进行拟合得到当前所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

所述循环单元还用于获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新触发所述分析单元直至得到各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

所述评价单元还用于在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

优选地，所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的卷烟香气质和烟气细柔程度越高；

所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度越高。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明提供了一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置，通过对单个卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标进行因子分析，得到该卷烟叶组的各个主因子、各个主因子的贡献率和得分，根据各个主因子的贡献率和得分进行计算得到该卷烟叶组中各种烟叶的综合得分，然后将各种烟叶的综合得分按从低到高的顺序排列且生成该卷烟叶组的综合得分曲线，循环执行以上步骤直至得到将所有卷烟叶组的综合得分曲线，最后比较这些综合得分曲线，根据这些曲线与y轴的距离评价各个卷烟叶组的烟香气质和烟香气量。本发明通过该曲线比较能够判断叶组配方整体的化学成分的状态和变化，并能关联变化情况与感官质量评价结果，可用于卷烟配方日常维护和分析判断。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本发明提供的一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的另一个实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的一种卷烟叶组化学成分品质评价装置的一个实施例的结构示意图；

图4至图7为应用例中不同牌号卷烟叶组的综合得分曲线示意图；

图8为实施案例中福贵牌号2015年2月配方、3月配方和2016年12月配方的综合得分拟合曲线示意图；

图9为实施案例中硬高遵牌号2016年5月配方、6月配方和12月配方的综合得分拟合曲线示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种卷烟叶组化学成分品质评价方法及装置，为卷烟叶组配方的质量评价提供了规律性的内在物化数据与感官感受的关联性分析。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供的一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的一个实施例，包括：

101、获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

在本实施例中，可以先获取一个卷烟叶组的数据，需要说明的是，将该卷烟叶组作为当前卷烟叶组，该卷烟叶组的数据为当前卷烟叶组包含的各种烟叶的化学成分指标，该组中的所有种类的烟叶可以构成一个卷烟叶组配方。本实施例用于分析的化学成分指标主要为烟叶的总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比。

102、对当前卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，得到当前卷烟叶组的主因子、主因子的贡献率和主因子的得分，根据该得分和该贡献率计算当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

需要说明的是，在进行分析之前，可以将当前卷烟叶组的数据进行KMO和Bartlett球度检验，根据KMO值和Bartlett检验结果来判断当前卷烟叶组的数据是否适合做因子分析。

如KMO值，预设的合格范围0.5～1.0，即在该范围内表示适合做因子分析。而Bartlett检验结果，预设范围可以为小于0.05。如果KMO值为0.42，Bartlett检验结果为0.001，可拒绝KMO检验的结果，以Bartlett检验结果为准，认为各变量之间存在着显著的相关性，适合做因子分析。

对当前卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，即将前述9个指标提取成少数几个因子，可以用较少的变量代替较多的变量进行分析。

103、将当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前卷烟叶组的综合得分曲线；

在得到当前卷烟叶组中各个烟叶的综合得分后，将这些得分按从低到高进行排列，生成当前卷烟叶组的综合得分曲线，使得该组中各种烟叶的化学成分的含量和状态呈图线可视化。

104、获取下一个卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标作为当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，重新执行102直至得到各个卷烟叶组的综合得分曲线；

为进行多个卷烟叶组之间的对比，可以获取到其他各个卷烟叶组的数据，然后逐个执行步骤102和步骤103直至得到所有卷烟叶组的综合得分曲线。

105、在同一坐标系中显示各个卷烟叶组的综合得分曲线，根据各个综合得分曲线与y轴正半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个综合得分曲线与y轴负半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

将所有卷烟叶组的综合得分曲线设置在同一坐标系中，各个卷烟叶组之间的差异可以明显显示出来，更有利于突出各档次间卷烟差异。且本实施可以通过各个曲线与y轴正半轴之间的距离来确定各个卷烟叶组的香气质，舒适性，烟气细柔程度，整体优雅感等指标，通过各个曲线与y轴负半轴之间的距离来确定各个卷烟叶组的香气量，烟气浓度，劲头，满足感等指标。

其中，所述坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

以上为一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的一个实施例，为进行更具体的说明，下面提供一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的另一个实施例，请参阅图2，本发明提供的一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的另一个实施例，包括：

201、获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

202、对当前卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，提取贡献率累计达85％以上的所有因子作为主因子，并确定各个主因子的贡献率和卷烟叶组的得分系数矩阵；

在本实施例中，对当前卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析可以确定主因子，主因子的确定主要是将贡献率累计达到85％的因子作为主因子，如进行一次因子分析，将得到贡献率从高往低排的因子，如果前三个的贡献率加起来达到85％以上，则将这三个因子确认为主因子，以上仅仅为一个例子，主因子的个数不做具体限定，可以为两个，也可以为四个等等，但一般不超过化学成分指标的个数。

需要说明的是，通过已有软件进行因子分析可以得到当前卷烟叶组的得分系数矩阵，具体过程为本领域技术人员公知技术，此处不做具体详述。该得分系数矩阵代表着各个主因子与前述各个化学成分指标之间的关系。

203、在得分系数矩阵中确定各个主因子的得分系数，根据各个主因子的得分系数和当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标通过预置第一公式进行计算得到当前卷烟叶组的各种烟叶的各个主因子的得分；

204、根据当前卷烟叶组的各种烟叶的各个主因子的得分和各个主因子的贡献率通过预置第二公式计算当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

在矩阵中将各个主因子对应的得分系数提取出来，即可得到每个主因子的得分计算模型。如预置第一公式所示，将当前卷烟叶组中各种烟叶的化学成分指标代入预置第一公式，即可得到各种烟叶的所有主因子的得分。

如当前组中包含A类、B类和C类烟叶，且确定该组中有3个主因子，通过预置第一公式可以分别进行计算得到A类烟叶的三个主因子得分A1、A2、A3，B类烟叶的三个主因子得分B1、B2、B3，C类烟叶的三个主因子得分C1、C2、C3。再通过预置第二公式可以计算A、B、C的综合得分，即将三个主因子对应的贡献率、A1、A2、A3代入预置第二公式，即可得到A类烟叶的综合得分，同理可得B类、C类烟叶的综合得分，

其中，预置第一公式：

F₁＝a₁₁x_j1+a₁₂x_j2+...+a₁₉x_j9

F₂＝a₂₁x_j1+a₂₂x_j2+...+a₂₉x_j9

...

F_i＝a_i1x_j1+a_i2x_j2+...+a_i9x_j9

式中，F_i为第i个主因子的得分，a_i1、a_i2、…、a_i9为第i个主因子的得分系数，x_j1、x_j2、…、x_j9为当前卷烟叶组的第j种烟叶的化学成分指标；

其中，预置第二公式为：

F_j＝A₁F_j1+A₂F_j2+...+A_iF_ji

式中，F_ji为第j种烟叶第i个主因子的得分，A₁为第i个主因子的贡献率。

205、将当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前卷烟叶组的综合得分曲线，再通过六次函数多项式模型对综合得分曲线进行拟合得到当前卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

将当前卷烟叶组的所有综合得分按从低到高进行排列，可以制成一条不光滑的曲线，通过各种函数(一元线性、二次函数、复合函数、生长函数、对数函数、三次函数、S型曲线、指数函数、逆函数、幂函数、逻辑函数)对综合得分曲线进行拟合实验，得到多个拟合曲线的R²统计量，表明三次函数的拟合效果最优，故本发明实施例在三次函数的基础上，通过六次函数多项式模型对综合得分曲线进行拟合得到当前卷烟叶组的综合得分拟合曲线，六次函数多项式的R²统计量达到了0.95以上，证明拟合优度更加，因此可以得到一条平滑的拟合曲线，后续比较起来更为直观可靠。

206、获取下一个卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标作为当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，重新执行202直至得到各个卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

为进行多个卷烟叶组之间的对比，可以获取到其他各个卷烟叶组的数据，然后逐个执行步骤202和步骤205直至得到所有卷烟叶组的综合得分拟合曲线。

207、在同一坐标系中显示各个卷烟叶组的综合得分拟合曲线，根据各个综合得分拟合曲线与y轴正半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个综合得分拟合曲线与y轴负半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

在本实施例中的坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

在本发明实施例的研究中得出以下结论，y轴正半轴主要与叶组配方香气质，舒适性，烟气细柔程度，整体优雅感等指标有紧密关系，y轴负半轴主要与叶组配方整体的香气量，烟气浓度，劲头，满足感等指标关系密切。

因此，本实施例中的综合得分拟合曲线与y轴正半轴之间的距离越小，则与综合得分拟合曲线对应的卷烟叶组的卷烟香气质和烟气细柔程度越高，综合得分拟合曲线与y轴负半轴之间的距离越小，则与综合得分拟合曲线对应的卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度越高。

上面是对一种卷烟叶组化学成分品质评价方法进行的详细说明，为便于理解，下面将以一具体应用场景对一种卷烟叶组化学成分品质评价方法的应用进行说明，应用例包括：

选取贵州中烟在产9个牌号的卷烟叶组配方烟叶，通过对化学的成分统计提取，对9个牌号卷烟叶组配方(即一个牌号对应前述一个卷烟叶组)的化学成分进行了曲线建模，旨在为卷烟产品配方的品质评价及维护提供参考。

1.卷烟叶组化学成分因子分析

叶组化学成分因子分析是指通过该方法将卷烟叶组构成的各等级烟叶的化学成分指标，共9个变量x1(总糖)、x2(还原糖)、x3(氯)、x4(总植物碱)、x5(总氮)、x6(钾)、x7(糖碱比)、x8(氮碱比)、x9(糖氮比)，提取成少数几个因子F1、F2、F3，即用较少的变量来代替初始较多的变量进行的分析。以下通过贵烟(盛世)卷烟叶组进行统计示例分析。

对贵烟(盛世)牌号因子分析的数据，数据包括：20个烟叶等级(即前述烟叶种类)，9种化学成分，共180个数据。进行KMO和Bartlett球度检验，检验结果表明，KMO值为0.496，在0.5～1.0之间表示适合做因子分析；Bartlett检验的卡方值相伴概率为0.000，小于显著水平0.05，可拒绝KMO检验，以Bartlett检验为准，认为各变量之间存在着显著的相关性，适合做因子分析。

通过对盛世牌号烟叶的9项指标进行因子分析。当提取主因子(以下简称因子)个数为3时，3个因子累计贡献率达89.76％，能够解释原始变量85％以上的信息。其中，第1个因子贡献率为58.56％，第2个因子贡献率为21.47％。第3个因子贡献率为9.73％。

根据卷烟叶组20个等级烟叶的9个化学成分的得分系数矩阵，计算3个主因子得分，因子1(F1)、因子2(F2)、因子3(F3)得分数学模型如下：

F1＝0.315x1+0.283x2–0.240x3–0.038x4–0.181x5+0.022x6+0.104x7–0.131x8+0.276x9

F2＝0.058x1+0.015x2-0.052x3-0.398x4+0.172x5+0.150x6+0.246x7+0.506x8–0.053x9

F3＝–0.249x1–0.163x2+0.744x3+0.112x4–0.116x5–0.508x6–0.002x7–0.088x8–0.065x9

因原始数据的整体权重为1，用3个主因子的方差贡献率(即可解释原有数据信息的比例大小)作为各个因子变量的权重，分别为0.585、0.215、0.097，以此为加权系数，建立该卷烟基于常规化学成分的品质风格评价数学模型：综合得分F＝0.585*F1+0.215*F2+0.097*F3，通过代入计算得到构成该品牌卷烟叶组中20个等级烟叶的每一个烟叶的综合得分。将综合得分由低到高进行排列，即得到组成盛世牌号卷烟的20个等级烟叶的得分。

2.卷烟叶组化学成分因子综合得分曲线

将各牌号的因子综合得分作图(得分需先进行高低排列)，得到一条可表征卷烟组成烟叶化学成分的综合得分曲线(横坐标为等级，纵坐标为等级对应的综合得分)，发现各牌号卷烟特征曲线各不相同，具有明显差异性，且各档次间卷烟差异更加明显。

如图4至图7所示，在excel表格中将各牌号因子得分由低到高的散点图，添加线性趋势线，可得到各牌号因子得分的线性函数斜率值。图中A至I代表不同牌号卷烟叶组。

3.卷烟叶组化学成分因子综合得分曲线估计

为更加直观及合理描述各牌号化学成分综合情况的线性或非线性规律，利用spss19.0软件中的曲线估计统计方法对综合得分进行回归分析。通过软件分析了各牌号卷烟的曲线函数，共11种(一元线性、二次函数、复合函数、生长函数、对数函数、三次函数、S型曲线、指数函数、逆函数、幂函数、逻辑函数)，比较11种曲线函数的R2统计量，得出多项式三次函数在各牌号叶组配方化学成分的因子综合得分的拟合优度都最高，相伴概率值均小于0.001，达到极显著水平，存在明显的回归关系。各牌号三次函数模型R2值均达到了0.90以上，证明三次函数的拟合效果很好，回归效果理想。为使函数模型更加接近原始数据，根据级数展开原理，在3次函数基础上，选择6次函数多项式模型对因子得分曲线进行拟合，表明6次函数多项式拟合效果更好，R2均达到0.95以上，拟合优度更佳。得到9种卷烟叶组配方化学成分因子综合得分六次函数多项式曲线的R2值及多项式方程如表一所示：

表一

本应用例中得出以下结论，y轴上半部分(即y轴正半轴)主要与叶组配方香气质，舒适性，烟气细柔程度，整体优雅感等指标有紧密关系，y轴下半部分(即y轴负半轴)主要与叶组配方整体的香气量，烟气浓度，劲头，满足感等指标关系密切。在y轴上下部分，均表现为曲线越靠近y轴，则相应表征叶组配方品质指标越明显，即上半部分曲线越靠近y轴，卷烟香气质、舒适性、烟气细柔程度越好；下半部分曲线越靠近y轴，卷烟整体的香气量、烟气浓度、劲头、满足感越强。

下面再以一个实施案例作为说明：

如图8和图9所示，用上述因子分析法将福贵、硬高遵牌号配方烟叶等级的化学成分进行因子分析后，使用6次函数多项式对综合因子得分进行拟合，两个牌号6个维护配方函数多项式拟合优度均较好，R2值都达到了0.97以上，表明每个配方的曲线都能十分接近原始数据水平，能够很好表征该配方组成烟叶化学成分的整体特点及变化情况。从福贵牌号3个维护配方看，2015年2月和2015年3月配方更为接近，曲线各点基本一致；12月配方差异稍大，表现为曲线上半部分更靠近y轴，下半部分更偏离y轴，其曲线形式也较2月和3月更加偏离或变化明显。感官评吸结果认为3个配方的整体感官质量处在同一水平，12月配方在香气质和细柔上稍有提升，在烟气厚实及满足感上似有下降。硬高遵牌号表现为2016年6月和12月配方曲线各点表现基本一致，重合较好，5月配方差别稍大，表现为曲线下半部分更加平缓靠近y轴，感官评吸结果也表明，5月配方除在烟气浓度和劲头上微微大于6月和12月配方外，3个配方的总体感官质量也是处在同一水平的。以上分析说明，卷烟的感官评吸结果及曲线表现差异(同一牌号3个配方间的曲线偏离程度)对应较好，同时，不同函数曲线在y轴上下部分的表现差异与感官质量的关系得到进一步验证。

通过以上应用例和实施案例可知本发明具备以下优点：

1.卷烟叶组化学成分因子分析结果表明，各牌号3个因子累计贡献率均达85％以上，能够较好地进行因子分析。通过因子分析将20个等级烟叶的9个化学成分数据，共180个数据，进行有效转换得到只有20个数据得分，并可十分直观作出每个卷烟叶组配方整体对应的化学成分因子综合得分曲线。各牌号卷烟叶组配方整体的化学成分曲线各不相同，可用于区别和表征不同卷烟叶组配方。

2.为使曲线接近原始数据分布和在卷烟配方间比较分析，使用统计中的曲线估计方法，判断出使用六次函数多项式能够较好地拟合原始曲线，回归效果理想(R²＞0.96)。使各牌号卷烟配方得到一条更接近原始数据分布的化学成分因子综合得分曲线。通过该曲线比较了卷烟叶组配方烟叶的化学成分，证明曲线能够很好识别和判断叶组配方整体的化学成分的状态和变化，并能将变化情况与感官质量评价结果进行关联。

3.曲线中y轴上半部分主要与卷烟香气质，舒适性，烟气细柔程度有明显关系，y轴下半部分主要与卷烟整体的香气量，烟气浓度，劲头，满足感指标关系密切。且在y轴上下部分，均表现为曲线越靠近y轴，则相应表征卷烟感官质量的指标越明显。说明基于因子分析、曲线估计拟合，来评价卷烟配方化学成分及感官质量的方法较为客观有效，可用于卷烟配方日常维护和分析判断。

请参阅图3，本发明提供的一种卷烟叶组化学成分品质评价装置的一个实施例，包括：

获取单元301，用于获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

分析单元302，用于对当前卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，得到当前卷烟叶组的主因子、主因子的贡献率和主因子的得分，根据得分和贡献率计算当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

生成单元303，用于将当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前卷烟叶组的综合得分曲线；

循环单元304，用于获取下一个卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标作为当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，重新触发分析单元302直至得到各个卷烟叶组的综合得分曲线；

评价单元305，用于在同一坐标系中显示各个卷烟叶组的综合得分曲线，根据各个综合得分曲线与y轴正半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个综合得分曲线与y轴负半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

其中，坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

更进一步地，分析单元302具体包括：

分析子单元3021，用于对当前卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，提取贡献率累计达85％以上的所有因子作为主因子，并确定各个主因子的贡献率和卷烟叶组的得分系数矩阵；

第一计算子单元3022，用于在得分系数矩阵中确定各个主因子的得分系数，根据各个主因子的得分系数和当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标通过预置第一公式进行计算得到当前卷烟叶组的各种烟叶的各个主因子的得分；

第二计算子单元3023，用于根据当前卷烟叶组的各种烟叶的各个主因子的得分和各个主因子的贡献率通过预置第二公式计算当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

其中，预置第一公式：

F₁＝a₁₁x_j1+a₁₂x_j2+...+a₁₉x_j9

F₂＝a₂₁x_j1+a₂₂x_j2+...+a₂₉x_j9

...

F_i＝a_i1x_j1+a_i2x_j2+...+a_i9x_j9

式中，F_i为第i个主因子的得分，a_i1、a_i2、…、a_i9为第i个主因子的得分系数，x_j1、x_j2、…、x_j9为当前卷烟叶组的第j种烟叶的化学成分指标；

其中，预置第二公式为：

F_j＝A₁F_j1+A₂F_j2+...+A_iF_ji

式中，F_ji为第j种烟叶第i个主因子的得分，A₁为第i个主因子的贡献率。

更进一步地，生成单元303还用于将当前卷烟叶组的各种烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前卷烟叶组的综合得分曲线，再通过六次函数多项式模型对综合得分曲线进行拟合得到当前卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

循环单元304还用于获取下一个卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标作为当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，重新触发分析单元直至得到各个卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

评价单元305还用于在同一坐标系中显示各个卷烟叶组的综合得分拟合曲线，根据各个综合得分拟合曲线与y轴正半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个综合得分拟合曲线与y轴负半轴的距离确定各个卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

更进一步地，综合得分拟合曲线与y轴正半轴之间的距离越小，则与综合得分拟合曲线对应的卷烟叶组的卷烟香气质和烟气细柔程度越高；

综合得分拟合曲线与y轴负半轴之间的距离越小，则与综合得分拟合曲线对应的卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度越高。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种卷烟叶组化学成分品质评价方法，其特征在于，包括：

S1：获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，所述化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

S2：对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，得到当前所述卷烟叶组的主因子、所述主因子的贡献率和所述主因子的得分，根据所述得分和所述贡献率计算当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分；

S3：将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线；

S4：获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新执行S2直至得到各个所述卷烟叶组的所述综合得分曲线；

S5：在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分曲线，根据各个所述综合得分曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度；

其中，所述坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

2.根据权利要求1所述的卷烟叶组化学成分品质评价方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21：对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，提取贡献率累计达85％以上的所有因子作为主因子，并确定各个所述主因子的贡献率和所述卷烟叶组的得分系数矩阵；

S22：在所述得分系数矩阵中确定各个所述主因子的得分系数，根据各个所述主因子的得分系数和当前卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标通过预置第一公式进行计算得到当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分；

S23：根据当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分和各个所述主因子的所述贡献率通过预置第二公式计算当前所述卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

其中，所述预置第一公式：

F₁＝a₁₁x_j1+a₁₂x_j2+...+a₁₉x_j9

F₂＝a₂₁x_j1+a₂₂x_j2+...+a₂₉x_j9

...

F_i＝a_i1x_j1+a_i2x_j2+...+a_i9x_j9

式中，F_i为第i个主因子的得分，a_i1、a_i2、…、a_i9为第i个主因子的得分系数，x_j1、x_j2、…、x_j9为当前所述卷烟叶组的第j种烟叶的化学成分指标；

其中，所述预置第二公式为：

F_j＝A₁F_j1+A₂F_j2+...+A_iF_ji

式中，F_ji为第j种烟叶第i个主因子的得分，A₁为第i个主因子的贡献率。

3.根据权利要求1所述的卷烟叶组化学成分品质评价方法，其特征在于，步骤S3具体为：

将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线，再通过六次函数多项式模型对所述综合得分曲线进行拟合得到当前所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

步骤S4为获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新执行S2直至得到各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

步骤S5为在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

4.根据权利要求3所述的卷烟叶组化学成分品质评价方法，其特征在于，

所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的卷烟香气质和烟气细柔程度越高；

所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度越高。

5.一种卷烟叶组化学成分品质评价装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取到当前卷烟叶组的各种烟叶的化学成分指标，所述化学成分指标包括：总糖、还原糖、氯、总植物碱、总氮、钾、糖碱比、氮碱比和糖氮比；

分析单元，用于对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，得到当前所述卷烟叶组的主因子、所述主因子的贡献率和所述主因子的得分，根据所述得分和所述贡献率计算当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分；

生成单元，用于将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线；

循环单元，用于获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新触发所述分析单元直至得到各个所述卷烟叶组的所述综合得分曲线；

评价单元，用于在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分曲线，根据各个所述综合得分曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度；

其中，所述坐标系中的横坐标为排序后的烟叶种类，纵坐标为烟叶种类对应的综合得分。

6.根据权利要求5所述的卷烟叶组化学成分品质评价装置，其特征在于，所述分析单元具体包括：

分析子单元，用于对当前所述卷烟叶组的化学成分指标进行因子分析，提取贡献率累计达85％以上的所有因子作为主因子，并确定各个所述主因子的贡献率和所述卷烟叶组的得分系数矩阵；

第一计算子单元，用于在所述得分系数矩阵中确定各个所述主因子的得分系数，根据各个所述主因子的得分系数和当前卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标通过预置第一公式进行计算得到当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分；

第二计算子单元，用于根据当前卷烟叶组的各种所述烟叶的各个所述主因子的得分和各个所述主因子的所述贡献率通过预置第二公式计算当前所述卷烟叶组的各种烟叶的综合得分；

其中，所述预置第一公式：

F₁＝a₁₁x_j1+a₁₂x_j2+...+a₁₉x_j9

F₂＝a₂₁x_j1+a₂₂x_j2+...+a₂₉x_j9

...

F_i＝a_i1x_j1+a_i2x_j2+...+a_i9x_j9

式中，F_i为第i个主因子的得分，a_i1、a_i2、…、a_i9为第i个主因子的得分系数，x_j1、x_j2、…、x_j9为当前所述卷烟叶组的第j种烟叶的化学成分指标；

其中，所述预置第二公式为：

F_j＝A₁F_j1+A₂F_j2+...+A_iF_ji

式中，F_ji为第j种烟叶第i个主因子的得分，A₁为第i个主因子的贡献率。

7.根据权利要求5所述的卷烟叶组化学成分品质评价装置，其特征在于，所述生成单元还用于将当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的综合得分按从低到高进行排列，生成当前所述卷烟叶组的综合得分曲线，再通过六次函数多项式模型对所述综合得分曲线进行拟合得到当前所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

所述循环单元还用于获取下一个所述卷烟叶组的各种所述烟叶的化学成分指标作为当前所述卷烟叶组的各种所述烟叶的所述化学成分指标，重新触发所述分析单元直至得到各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线；

所述评价单元还用于在同一坐标系中显示各个所述卷烟叶组的综合得分拟合曲线，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气质和烟气细柔程度，根据各个所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴的距离确定各个所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度。

8.根据权利要求7所述的卷烟叶组化学成分品质评价装置，其特征在于，

所述综合得分拟合曲线与y轴正半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的卷烟香气质和烟气细柔程度越高；

所述综合得分拟合曲线与y轴负半轴之间的距离越小，则与所述综合得分拟合曲线对应的所述卷烟叶组的烟香气量和烟气浓度越高。