CN111680260A - 一种功效函数法评价卷烟物理质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功效函数法评价卷烟物理质量的方法，包括如下步骤：①分别检测多点生产卷烟样品的物理质量指标；②检测得到的数值采用功效函数进行归一化；③将由功效函数归一化得到的各点生产卷烟的指标数值分别代入下述公式进行计算：M＝X1*0.138+X2*0.203+X3*0.221+X4*0.036+X5*0.174+X6*0.042+X7*0.096+X8*0.090；④按照M值最高者确定为卷烟物理质量最优样品。使用本发明方法得到的卷烟物理质量综合得分排序更能反映卷烟物理质量控制的实际情况。
Description
技术领域
本发明属于烟草生产技术领域，具体涉及功效函数法归一化同趋化烟支物理指标的方法，构建了卷烟物理质量综合得分模型，以此量化烟支物理质量的方法。
背景技术
卷烟物理质量指标是影响卷烟内在化学成分、燃烧状态、抽吸感受质量的重要指标，烟草行业采用监督检验方式，定期开展卷烟物理质量检测分析工作，以此查找物理质量短板，开展质量维护与提质工作。
现行的烟支物理质量的确定方法为根据GB/T 5606.6-2005卷烟第6部分：质量综合判定方法进行确定，即将不同的生产点的卷烟人为进行判断，判断合格定性为合格，判断不合格的进行扣分，用减扣分值的方式评价卷制质量。现行方法只考虑各物理指标是否控制在技术标准要求范围内，逐一对应每个物理指标与相应的技术标准要求，判定过程是人为对应，判定结果为“扣分值”，判定过程及工作效率较低，且极易出现误判的情况。对判定结果需要不同质检人员的反复核对，工作量较大。
此种现象的背后，是卷烟各物理质量指标的重要程度未进行系统的研究。一直以来，行业研究主要集中在卷烟物理质量指标与烟丝结构及分布、卷烟机的关键参数、感官质量、化学成分等相互影响及内在关系研究，分析结果往往只是某一个或几个物理质量指标的影响规律，而缺少基于多目标决策下的卷烟物理质量指标综合分析。随着大品牌、大企业、大市场的烟草品牌发展格局的形成，同一规格卷烟的多点生产、合作生产近年来成为品牌规模化发展的主流方式，不可忽视的是同一规格卷烟的物理指标在多点生产存在不同程度的差异，物理质量指标客观评价的重要性日益凸显，已明显制约卷烟品质稳步提升，尤其是物理质量指标的维护与提质工作。
为解决上述问题提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于针对和克服卷烟物理质量指标评价过程的不足，提供一种功效函数法评价卷烟物理质量的方法。在功效函数法均一化卷烟物理质量指标的基础上，建立用于分析卷烟物理质量指标变化的综合分析模型，以此确定卷烟物理质量控制情况。采用此方法评价卷烟物理质量指标，可以大幅减少卷烟物理质量判定过程中的工作强度、效率低、判定过程人为误差大、需要反复核对等方法弊端，实现快速客观地对比不同生产点卷烟物理质量指标的变化，为多生产点卷烟物理质量指标的最优选择提供了方法支撑。
本发明的技术方案如下：
一种功效函数法评价卷烟物理质量的方法，包括如下步骤：
①分别检测多点生产同一品牌卷烟样品的物理质量指标：质量(x1，g)、吸阻(x2，Pa)、总通风率(x3，％)、圆周(x4，mm)、硬度(x5，％)、长度(x6，mm)、含末率(x7，％)和含水率(x8，％)；
②将步骤①检测得到的数值采用以下功效函数进行归一化；
其中X1、X2、X3、X4、X5、X6、X8由以下功效函数确定：
xj为指标检测值，xh为指标中心值，Δh为指标允差；
其中X7由以下功效函数确定：
③将步骤②由功效函数归一化得到的各点生产卷烟的指标数值分别代入下述公式计算卷烟物理质量综合得分M值：M＝X1*0.138+X2*0.203+X3*0.221+X4*0.036+X5*0.174+X6*0.042+X7*0.096+X8*0.090；
④按照步骤③计算得到各点生产卷烟的M值最高者确定为该品牌卷烟物理质量最优样品。
优选地，步骤①中各指标的检测是按照烟草行业相关标准进行检测。
本发明的功效函数法评价卷烟物理质量的方法具体过程和解释如下：
(1)按照烟草行业相关标准依次检测待确定的多点生产同一品牌卷烟样品的卷烟质量指标，卷烟物理质量指标包含质量(x1，g)、吸阻(x2，Pa)、总通风率(x3，％)、圆周(x4，mm)、硬度(x5，％)、长度(x6，mm)、含末率(x7，％)和含水率(x8，％)，括号内的第二部分是该物理量采用的单位。
(2)将上述检测得到的数值采用以下功效函数进行归一化，其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X8属于望目型指标，即该指标由“xh±Δh”(中心值±允差)要求的质量指标，归一化的功效函数为：
xj为指标检测值，xh为指标中心值，Δh为指标允差；
其中，X7属于极小值型指标，即该指标由最优化值与最不满意值确定，归一化的功效函数为：
xj为指标检测值，xh为指标最优化值，xs为不允许值；
根据产品技术标准及各物理质量指标所属的功效函数法公式，确定各物理质量指标对应的xh、Δh、xh、xs。多点生产卷烟品牌规格的产品技术标准中规定了望目型物理质量指标的中心值、允差要求。根据在产品牌规格及行业标准的规范要求(如GB/T 5606.3-2005卷烟第3部分：包装、卷制技术要求及贮运)，科学、客观量化了极值型含末率指标的功效函数法参数最优化值xh、不允许值xs。
(3)将上述由功效函数归一化得到的各点生产卷烟的指标数值分别代入下述公式计算卷烟物理质量综合得分M值：M＝X1*0.138+X2*0.203+X3*0.221+X4*0.036+X5*0.174+X6*0.042+X7*0.096+X8*0.090；
(4)卷烟物理质量综合得分模型应用
按照上述计算得到各点生产卷烟的M值最高者确定为该品牌卷烟物理质量最优样品。按照卷烟物理质量综合质量得分M值从高到低依次对各点生产卷烟进行排序，即可对多个生产点加工的卷烟物理质量进行综合排序，M值最高者确定为该品牌卷烟物理质量最优样品。
上述的8项物理质量指标是根据现行相关的相关国家标准来定量进行测定的。所涉及的卷烟国家标准方法包括：GB/T 22838.2-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第2部分：长度光电法，GB/T 22838.3-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第3部分：圆周激光法，GB/T22838.4-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第4部分：卷烟质量，GB/T 22838.5-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第5部分：卷烟吸阻和滤棒压降，GB/T 22838.6-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第6部分：硬度，GB/T 22838.7-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第7部分：卷烟含末率，GB/T 22838.8-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第8部分：含水率，GB/T22838.15-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第15部分：卷烟通风的测定定义和测量原理，GB/T5606.6-2005卷烟第6部分：质量综合判定，GB/T 5606.3-2005卷烟第3部分：包装、卷制技术要求及贮运。
常见的卷烟物理质量指标还包含端部落丝量。基于行业对该端部落丝量指标只检测、不作判定的质量管控实际，本专利未将其纳入物理质量指标。
与现有技术的方法相比，本发明功效函数法评价卷烟物理质量的方法具有以下有益效果：
1、卷烟物理质量指标涉及项目多，相对比现行物理质量单项目扣分的判定方式，本发明的功效函数法可以开展物理质量指标量化综合对比，更加准确地描述了卷烟物理质量综合控制精度。
2、本发明的方法建立了适应望目型、极值型卷烟物理质量指标的功效函数归一化方法，可以量化描述各物理质量指标的控制稳定性与控制精度，提升了各物理质量指标分析的科学性与实用性。
3、本发明的方法可以降低多生产点生产的卷烟物理质量判定工作强度，降低了人为误判概率，提升卷烟物理质量判定精度。
具体实施方式
实施例
选取5个加工规模较大生产点生产的某一品牌规格的卷烟，每个生产点选取1批次监督检验的卷烟样品。
现行卷烟物理质量判定方法：
根据GB/T 5606.6-2005卷烟第6部分：质量综合判定方法、GB/T5606.3-2005卷烟第3部分：包装、卷制技术要求及贮运，对5个生产点的物理质量指标的扣分及排名情况见表1。其中A厂、B厂和D厂因无物理质量缺陷扣分，确定A厂、B厂和D厂为本次监督检验卷烟物理质量最优样品。
表1现行方法评价某品牌规格卷烟的物理质量结果
使用本发明的功效函数法评价卷烟物理质量的方法情况如下：
(1)按照烟草行业相关标准依次检测待确定生产点烟支的以下物理质量指标：检测值分别记为质量(x1，g)、吸阻(x2，Pa)、总通风率(x3，％)、圆周(x4，mm)、硬度(x5，％)、长度(x6，mm)、含末率(x7，％)和含水率(x8，％)如表2所示。
表2某品牌规格卷烟各物理质量指标检测结果
(2)上述检测得到的数值采用以下功效函数进行归一化；
其中X1、X2、X3、X4、X5、X6、X8由以下功效函数确定：
xj为指标检测值，xh为指标中心值，Δh为指标允差；
其中X7由以下功效函数确定：
xj为指标检测值，xh为指标最优化值，xs为不允许值；
在已检测多点加工卷烟物理指标的基础上，根据该品牌规格卷烟的产品技术标准，确定各物理质量指标的中心值及允差要求，见表3。
表3某品牌规格卷烟功效函数法参数值
| 功效类型 | x<sub>h</sub> | Δh | x<sub>s</sub> | 备注 | |
| X<sub>1</sub> | 望目型 | 0.860 | 0.040 | / | 产品技术标准要求确定 |
| X<sub>2</sub> | 望目型 | 1150 | 150 | / | 产品技术标准要求确定 |
| X<sub>3</sub> | 望目型 | 15 | 10 | / | 产品技术标准要求确定 |
| X<sub>4</sub> | 望目型 | 24.2 | 0.2 | / | 产品技术标准要求确定 |
| X<sub>5</sub> | 望目型 | 64.0 | 8.0 | / | 产品技术标准要求确定 |
| X<sub>6</sub> | 望目型 | 84.0 | 0.2 | / | 产品技术标准要求确定 |
| X<sub>7</sub> | 极值型 | 1.0 | / | 3.5 | x<sub>h</sub>、x<sub>s</sub>适应不同品牌规格 |
| X<sub>8</sub> | 望目型 | 12.10 | 0.40 | / | 产品技术标准要求确定 |
以烟支的质量计算为例，A厂质量检测值x1为0.872(见表2)，属于望目型，xh为0.860，Δh为0.04(见表3)，代入归一化功效函数公式计算得：
X1＝(1-|(0.872-0.860)/2*0.04|)×0.4+0.6＝0.9400，X1归一化为0.9400。
其他望目型指标的计算过程同烟支质量，功效函数法归一化结果见表4。
其中，X7属于极值型指标，A厂质量检测值x7为1.63(见表2)，属于极值型，xh为1.0，xs为3.50(见表3)，x7大于xh，代入归一化功效函数公式计算，结算结果为：X7＝(3.5-1.63)/(3.5-1.0)×0.4+0.6＝0.8992。
表4功效函数法归一化结果
(3)卷烟物理质量综合得分计算
功效函数法归一化各物理质量指标后，分别计算不同生产点卷烟物理质量综合得分，卷烟物理质量综合得分模型为：M＝X1*0.138+X2*0.203+X3*0.221+X4*0.036+X5*0.174+X6*0.042+X7*0.096+X8*0.090；计算结果见下表5。
表5卷烟物理质量综合得分
由表5可知，D厂样品物理质量综合得分最优，确定为该品牌卷烟物理质量最优样品。E厂物理质量综合得分最低。
由上述判定结果可知，现行卷烟物理质量判定方法只考虑各物理指标是否控制在技术标准要求范围内，逐一对应每个物理指标与相应的技术标准要求，判定过程是人为对应，判定结果为“扣分值”，判定过程及工作效率较低，主观性强，且极易出现误判的情况，对判定结果需要不同质检人员的反复核对，工作量较大。而本发明的功效函数法评价卷烟物理质量的方法可以实现程序化的数据运算得到最终结果，无须人员反复核对，且增加生产点对判定过程没有工作量增加。
现行卷烟物理质量判定方法和使用本发明的功效函数法评价卷烟物理质量的方法情况比较见表6。
表6不同评价卷烟物理质量方法的对比
由表6可知：两种物理质量判定方法的结果虽然都得出D厂样品物理质量综合得分最优，E厂样品物理质量综合得分最低，但B厂样品卷烟物理质量综合得分差别较大。经分析可知，B厂样品虽没有物理质量指标超标现象，但在烟支含水率、烟支吸阻指标波动较大。现行的判定方法仅考虑了卷烟物理质量指标是否符合技术标准，而不考虑在技术标准内的波动程度，导致卷烟物理质量的信息损失较多，排名结果有失客观。而本发明的方法给这两个指标归一化后赋予了权重，在最终的质量综合得分中体现了出来，结果更加客观公正。正是由于现行判定方法未充分考虑B厂样品卷烟物理质量指标在技术标准范围内的波动情况，导致现行判定方法与本发明判定方法评价多点生产卷烟物理质量综合得分方面出现较大程度的差异。
综合两种排名方法的结果来看，使用本发明的功效函数法评价卷烟物理质量的方法得到的卷烟物理质量综合得分排序更能反映卷烟物理质量控制实际情况。
Claims (2)
1.一种功效函数法评价卷烟物理质量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
①分别检测多点生产卷烟样品的物理质量指标：质量(x1，g)、吸阻(x2，Pa)、总通风率(x3，％)、圆周(x4，mm)、硬度(x5，％)、长度(x6，mm)、含末率(x7，％)和含水率(x8，％)；；
②将步骤①检测得到的数值采用以下功效函数进行归一化；
其中X1、X2、X3、X4、X5、X6、X8由以下功效函数确定：
xj为指标检测值，xh为指标中心值，Δh为指标允差；
其中X7由以下功效函数确定：
xj为指标检测值，xh为指标最优化值，xs为不允许值；
③将步骤②由功效函数归一化得到的各点生产卷烟的指标数值分别代入下述公式进行计算：M＝X1*0.138+X2*0.203+X3*0.221+X4*0.036+X5*0.174+X6*0.042+X7*0.096+X8*0.090；
④按照步骤③计算得到各点生产卷烟的M值最高者确定为卷烟物理质量最优样品。
2.根据权利要求1所述的功效函数法评价卷烟物理质量的方法，其特征在于，步骤①中各指标的检测是按照烟草行业相关标准进行检测。
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