CN112560294A - 基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统 - Google Patents
基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112560294A CN112560294A CN202110189320.6A CN202110189320A CN112560294A CN 112560294 A CN112560294 A CN 112560294A CN 202110189320 A CN202110189320 A CN 202110189320A CN 112560294 A CN112560294 A CN 112560294A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parameter
- parameters
- adjustment
- production
- fast
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
本申请公开了基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法，首先依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型，然后在纸品生产前通过纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照工艺参数目标值进行工艺参数设置，并且在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在达标范围内，则对相应生产工艺参数进行反馈调节直到达标范围被满足。该方法避免了人工操作时可能产生的误操作，并在发现质量结果不满足要求时及时对生产条件进行调整，能够快速将参数调整至正确值。
Description
技术领域
本申请涉及自动控制技术领域，特别涉及基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统。
背景技术
纸品加工行业是我国重要的产业之一，无论是包装箱用的瓦楞纸板，还是作为卫生用品的纸巾，均是日常生活中不可或缺的常用品。
在纸品加工行业中，目前采用的保证加工质量的方式还是传统的依靠操作人员的经验来设置工艺参数，该方式难以保证纸品良品率的稳定性，在生产不同类型纸品时人工切换工艺参数容易发生误操作，在应对生产条件变化导致工艺参数理论值发生变化时，凭借人工经验难以快速做出正确的参数调整，生产应变灵活性较差，容易导致生产效率低下、良品率无法提高的缺陷产生。
发明内容
基于此，为了保证能够持续稳定得到合格品的纸品成品，避免了设置工艺参数时发生误操作现象，增加生产条件变化时进行参数正确调整的及时性，提高生产效率和良品率，本申请公开了以下技术方案。
一方面，提供了一种基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法，包括：
依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型；
在纸品生产前通过所述纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照所述工艺参数目标值对相应工艺设备进行工艺参数设置；
在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过所述纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对相应生产工艺参数的工艺设备进行反馈调节直到所述达标范围被满足。
在一种可能的实施方式中，所述性能参数包括生产质量PQ，所述生产质量PQ通过以下公式计算：
其中， j为纸品组成部分，i为纸品组成部分的工序，fi()为第i工序的生产质量，O为设备能力，M为前一工序质量，S为当前工序状态，E为设备运行状态。
在一种可能的实施方式中，该方法还包括：按照调节时间的不同将所述生产工艺参数分为快调参数和慢调参数；
并且，在所述反馈调节过程中，先对待调节的慢调参数进行调节并实时监测该慢调参数，若在所述反馈调节过程中所述产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节，直至所述慢调参数调节完成。
在一种可能的实施方式中，所述调节时间为调节工艺参数并使其数值发生一个单位量变化所需的时间，或完成相应生产工艺参数的所述反馈调节过程所需的时间。
在一种可能的实施方式中，所述对所述待调节的慢调参数进行调节包括：
依据与所述待调节的慢调参数相应的设备的调节能力以及调节过程中产生的工艺参数变化对纸品的影响，确定出本次调节的阶段数值序列，依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节。
在一种可能的实施方式中，所述依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节包括：
将该序列中与慢调参数当前值最接近的阶段数值作为当前目标值，并将与该当前目标值最接近的阶段数值作为下一目标值，在设备达成一个目标值后将下一目标值作为当前目标值，直至所述慢调参数当前值达到该序列中的最终阶段数值。
在一种可能的实施方式中，所述对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节包括：
依据预先建立的各所述生产工艺参数的联动映射关系，获取与待调节的慢调参数具有联动关系的快调参数序列，将该序列中联动性最高的快调参数作为当前调节快调参数，选定所述当前调整快调参数的当次调节量，通过快调参数调节模型预测出本次性能参数变化值ΔPVj(i)；其中，
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)>0，则从该序列中删除当前调节快调参数并重新从该序列中选出联动性最高的快调参数作为新的当前调节快调参数进行调节；
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)<0，则减小调节量；
若ΔPVj(i)>ΔPVj(i-1)·(1-Rj)，则增大调节量；其中，
i为调节次数，PVj为第j个性能参数的预测值，ΔPVj(i-1)为前次预测性能参数变化值，Rj为该当前调节快调参数对性能参数的影响程度在所有快调参数对性能参数的影响程度中所占的比。
另一方面，还提供了一种基于智能预测建模的纸品生产工艺控制系统，包括：
模型建立模块，用于依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型；
产前预测调节模块，用于在纸品生产前通过所述纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照所述工艺参数目标值对相应工艺设备进行工艺参数设置；
产中预测调节模块，用于在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过所述纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对相应生产工艺参数的工艺设备进行反馈调节直到所述达标范围被满足。
在一种可能的实施方式中，所述性能参数包括生产质量PQ，所述生产质量PQ通过以下公式计算：
其中， j为纸品组成部分，i为纸品组成部分的工序，fi()为第i工序的生产质量，O为设备能力，M为前一工序质量，S为当前工序状态，E为设备运行状态。
在一种可能的实施方式中，该系统还包括：
参数分类模块，用于按照调节时间的不同将所述生产工艺参数分为快调参数和慢调参数；
并且，所述产中预测调节模块在所述反馈调节过程中，先对待调节的慢调参数进行调节并实时监测该慢调参数，若在所述反馈调节过程中所述产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节，直至所述慢调参数调节完成。
在一种可能的实施方式中，所述调节时间为调节工艺参数并使其数值发生一个单位量变化所需的时间，或完成相应生产工艺参数的所述反馈调节过程所需的时间。
在一种可能的实施方式中，所述产中预测调节模块对所述待调节的慢调参数进行调节的方式包括：
依据与所述待调节的慢调参数相应的设备的调节能力以及调节过程中产生的工艺参数变化对纸品的影响，确定出本次调节的阶段数值序列，依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节。
在一种可能的实施方式中，所述产中预测调节模块依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节的方式包括：
将该序列中与慢调参数当前值最接近的阶段数值作为当前目标值，并将与该当前目标值最接近的阶段数值作为下一目标值，在设备达成一个目标值后将下一目标值作为当前目标值，直至所述慢调参数当前值达到该序列中的最终阶段数值。
在一种可能的实施方式中，所述产中预测调节模块对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节的方式包括：
依据预先建立的各所述生产工艺参数的联动映射关系，获取与待调节的慢调参数具有联动关系的快调参数序列，将该序列中联动性最高的快调参数作为当前调节快调参数，选定所述当前调整快调参数的当次调节量，通过快调参数调节模型预测出本次性能参数变化值ΔPVj(i)；其中，
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)>0，则从该序列中删除当前调节快调参数并重新从该序列中选出联动性最高的快调参数作为新的当前调节快调参数进行调节；
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)<0，则减小调节量；
若ΔPVj(i)>ΔPVj(i-1)·(1-Rj)，则增大调节量；其中，
i为调节次数，PVj为第j个性能参数的预测值，ΔPVj(i-1)为前次预测性能参数变化值，Rj为该当前调节快调参数对性能参数的影响程度在所有快调参数对性能参数的影响程度中所占的比。
本申请公开的基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统，通过建立纸品生产预测模型对纸品的产前和产中进行成品质量结果预测，避免了人工操作时可能产生的误操作，并在发现质量结果不满足要求时及时对生产条件进行调整，并且能够快速将参数调整至正确值，保证纸品成品的良品率，提升了生产效率。
附图说明
以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。
图1是本申请公开的基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法实施例的流程示意图。
图2是本申请公开的基于智能预测建模的纸品生产工艺控制系统实施例的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
下面参考图1详细描述本申请公开的基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法实施例。如图1所示，本实施例公开的方法包括如下步骤：
步骤100，依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型。
纸品生产预测模型包含了原料在不同工艺参数加工下得到的成品所具有的不同产品性能。以瓦楞纸板为例，瓦楞纸板的工艺流程包括原纸预热、上胶、芯纸粘合、加热、芯纸压楞、粘合、烘干等步骤，其生产工艺参数可以包括蒸汽压力、蒸汽温度、蒸汽流量、压力辊压力、喷雾力度、各可调辊轮的间隙、烘干温度、生产线输送速度、涂胶厚度、原纸张力等等，而其性能参数可以包括压缩力学性能、能量吸收效率、单位体积吸收能、结构变形利用率、质量比吸能、防静电性能等等。若涂胶厚度不足，则纸品的能量吸收效率会降低，而具体的涂胶厚度数值与具体的能量吸收效率的对应关系则包含在纸品生产预测模型中。
步骤200，在纸品生产前通过纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照工艺参数目标值对相应工艺设备进行工艺参数设置。
假设当前即将输入生产线的纸品原料的批次为Z1，则在Z1批次输入生产线开始加工之前，先获取针对Z1批次纸品设置的工艺参数目标值，并将其输入纸品生产预测模型，纸品生产预测模型输出预测的纸品性能参数，因此可以在Z1批次进行生产前，先对其产品的质量情况进行预查，若预查结果表明按照工艺参数目标值进行生产得到的纸品满足订单对该批次纸品的要求，则可以按照工艺参数目标值进行生产；若预查结果表明未能满足订单对该批次纸品的要求，例如将另一批次的不同类型纸品的工艺参数目标值误认为是本批次纸品目标值进行了采信，则能够在产前及时发现比并进行修正。
可以理解的是，对工艺设备的调节是由调节系统自动实施而无需人工手动进行现场操作的。
步骤300，在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在达标范围内，则对相应生产工艺参数的工艺设备进行反馈调节直到达标范围被满足。
继续以Z1批次为例，当Z1批次通过了产前预查并开始进入正式生产后，由于工艺参数即使在正常情况下也会产生细微变化，因此需要实时监测设备的工艺参数，若其变化过大导致纸品将无法满足订单对该批次纸品的要求，则立即反向调整工艺参数，使其恢复原值（工艺参数目标值）。
通过建立纸品生产预测模型对纸品的产前和产中进行成品质量结果预测，并在发现质量结果不满足要求时及时对生产条件进行调整，保证纸品成品的良品率。
在一种实施方式中，性能参数包括生产质量PQ，生产质量PQ通过以下公式计算：
其中， j为纸品组成部分，i为纸品组成部分的工序，fi()为第i工序的生产质量，O为设备能力，M为前一工序质量，S为当前工序状态，E为设备运行状态。该生产质量公式适用于包含多个组成部分的纸品，例如五层瓦楞纸板，包含多个相互粘合的瓦楞纸板，每个瓦楞纸板包括相互粘合的瓦楞纸和箱纸板。
在纸品的产前预测和产中预测过程中，将生产质量作为性能参数纳入到纸品生产预测模型的评价指标中，从整体上对纸品生产进行把控，在某批次纸品的生产过程中，若其他性能参数均满足达标范围时，但生产质量未达标时，则说明当前工序出现问题，需要对生产工序进行风险排查。
在纸品生产过程中，引起工艺参数变化的原因是多方面的，例如设备运行出现意料外的误差、工序的不同批次物料的质量有所不同、设备运行的大环境有所变化等等，而在依据纸品生产预测模型将工艺参数调节至重新符合性能参数要求的过程可能并非是立即完成的，有些设备能够按要求立即调节到位，而也有些设备需要一定的反应时间才能够过渡到按照调节后的工艺参数来实施，此时，若对调节速度快的设备和调节速度慢的设备进行同时调节，则在调节速度慢的设备调节到位之前的这段时间内所产出的纸品很可能因为调节速度快慢不同的设备之间的参数不匹配而成为次品或不合格品，并且该问题无法通过临时停产直至设备调节完成后再续产来克服，因为工序间的间隔时间要求、加工品在工序内的时间要求等会失控导致整批产品变为次品或不合格品。因此，在一种实施方式中，该方法还包括：按照调节时间的不同将所述生产工艺参数分为快调参数和慢调参数。快调参数是完成调节较快的工艺参数，例如生产线输送速度、蒸汽流量；慢调参数是完成调节较快的工艺参数，例如烘干温度。
调节时间可以是调节工艺参数并使其数值发生一个单位量变化所需的时间，也就是单位量调节时间，例如烘干温度上升1度或下降1度所需的时间、生产线输送速度增加0.02m/min或减少0.02m/min所需的时间，此时相当于按照单位量调节时间来划分工艺参数的快调和慢调，而由于生产设备的调节能力和调节速度是已知的，因此快调参数和慢调参数可以在生产前就预先完成分类；调节时间也可以是完成待调节生产工艺参数的反馈调节过程所需的时间，也就是调节量调节时间，例如烘干温度需要上升10度才能满足工艺参数达标范围、生产线输送速度需要增加0.5m/s才能满足工艺参数达标范围，则烘干温度上升10度和输送速度增加0.5m/s所需的时间为调节量调节时间，此时相当于按照调节量调节时间来划分工艺参数的快调和慢调，而由于发生意外变动的工艺参数和变动量是未知的，因此快调参数和慢调参数只能在参数变动发生后进行运算得知。
并且，在所述反馈调节过程中，先对待调节的慢调参数进行调节并实时监测该慢调参数，若在所述反馈调节过程中所述产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节，直至所述慢调参数调节完成。
反馈调节过程就是从工艺参数出现能够导致产品性能参数不合格的意外变化开始直至工艺参数恢复正常的过程。当发生意外变化的工艺参数为慢调参数时，则在调节慢调参数的过程中，为了保证调节过程中产出的纸品质量合格，因此还对具有联动关系的处于正常参数范围的快调参数进行相应调节，以补偿慢调参数调节过程中对纸品产生的影响。其中，具有联动关系指的是在慢调参数变化时，快调参数通过自身变化来消解由于慢调参数变化对产品产生的影响，因此联动关系也相当于快调参数对产品质量的关联，因为最终消解的是对产品缺陷。
例如由于烘干设备发生故障，导致烘干设备突然断电，此时烘干室内由于补新风设备依旧正常运转，因此烘干室的温度会快速降低，当烘干设备恢复供电时，烘干室内的实际温度已经比预定值低了10度，此时慢调参数的烘干温度实际降低了10度，此时需要将烘干温度提高10度，假设从烘干设备恢复供电后开始重新加热到实际烘干温度提高10度需要5分钟，则这5分钟内加工的纸品均可能变为次品，因此为了保证这批受温度影响的纸品性能能够达标，因此对快调参数中的与烘干温度具有联动关系的烘干室生产线输送速度进行临时调节。烘干室生产线输送速度在反馈调节过程开始之前是属于正常数值的，但为了尽量降低该批纸品受温度影响变为次品，因此降低输送速度，使得烘干温度虽然比原值要低但烘干时间比原值要高，以利用烘干时间对烘干温度进行补偿，并且由于烘干室生产线输送速度属于快调参数，因此在调节上的灵活性高于属于慢调参数的烘干温度，在随动能力上能够实现随烘干温度变化而立即变化。在烘干温度的调节过程中实时检测烘干温度实际值，每涨1度，则将降低了的输送速度调高一些，当烘干温度实际值恢复原值时，输送速度也相应恢复原值。
通过利用调节速度较快的快调参数来对调节速度较慢的慢调参数进行补偿，以弥补在慢调参数数值发生意外变化并恢复原值的调节过程中对纸品产生的负面影响。
由于在工艺参数调节过程中，纸品可能会因为参数变化过于剧烈（调节速度过快）而产生瑕疵和缺陷，因此在一种实施方式中，所述对待调节的慢调参数进行调节包括：依据与待调节的慢调参数相应的设备的调节能力以及调节过程中产生的工艺参数变化对纸品的影响，确定出本次调节的阶段数值序列，依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节。
继续以上述烘干温度比预定值低了10度的场景为例，此时需要将烘干温度重新调节至原值，但调节至原值的过程中，若直接将烘干温度直接设定为原值，则烘干室在提高功率以提升温度的过程中，假设需要时间t1来完成提升10度，假设在该过程中由于温度变化速度超出了产品承受范围，会导致该批次的纸品产生瑕疵和缺陷，因此需要降低温度恢复的速度。由于设备的调节能力（温度提升速度）是已知的，并且在不同的温度提升速度下对纸品的性能影响也可以是预先得知的，因此采用阶段性调节的方式对待调节的慢调参数进行调节，例如将10度分为三个阶段，每一阶段提升3.33度，得到{T1,T1+3.33,T1+6.66}的阶段数值序列。
将该序列中与慢调参数当前值最接近的阶段数值T1作为当前目标值，并将与该当前目标值最接近的阶段数值（T1+3.33）作为下一目标值，在设备达成一个目标值后将下一目标值作为当前目标值，直至所述慢调参数当前值达到该序列中的最终阶段数值（T1+6.66）。对于设备来说，由于调节通常均采用PID进行调节，其功率曲线是非线性的，大致为从开始-提高功率变化率-功率变化率达到峰值-降低功率变化率-结束的过程，因此设备提升3.33度所使用的加热功率要低于提升10度所使用的加热功率，使得每个阶段的温度变化剧烈程度低于直接提升10度时的温度变化剧烈程度，也使得完成三个阶段所需时间要多于直接提升10度所需时间，避免了因为参数变化过于剧烈导致纸品出现瑕疵。
需要说明的是，上述“工艺参数变化对纸品的影响”和前述纸品生产预测模型是不同的。纸品生产预测模型是在某种恒定的工艺条件下会产出何种性能的纸品，例如烘干温度为A1、输送速度为B1的工艺条件会得到性能为C1的纸品，发生影响作用的是恒定参数。而工艺参数变化对纸品的影响则是在某种工艺参数的变化速率下会产出何种性能的纸品，例如烘干温度变化速率为从温度A2开始在2分钟内每秒提高0.1度的情况下会得到性能为C2的纸品，发生影响作用的还包括了参数变化速率。
在一种实施方式中，上述对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节包括：依据预先建立的各生产工艺参数的联动映射关系，获取与待调节的慢调参数具有联动关系的快调参数序列，将该序列中联动性最高的快调参数作为当前调节快调参数，选定当前调整快调参数的当次调节量，通过快调参数调节模型预测出本次性能参数变化值ΔPVj(i)。若ΔPVj (i)<ΔPVj (i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)>0，则从该序列中删除当前调节快调参数并重新从该序列中选出联动性最高的快调参数作为新的当前调节快调参数进行调节，否则增大当次调节量。其中，i为调节次数，ΔPVj (i-1)为前次预测性能参数变化值，R为该当前调节快调参数对性能参数的影响程度在所有快调参数对性能参数的影响程度中所占的比。
快调参数序列指的是包含有一种或多种快调参数的序列，由于待调节的慢调参数可能对应有多种与其具有联动关系的快调参数，因此对这些种类的快调参数进行获取并放入快调参数序列中。而这些快调参数各自对慢调参数的联动性是不同的，联动性越高的快调参数，其变化对消解慢调参数产生产品缺陷的能力越强。继续以上述烘干温度的场景为例，烘干温度作为慢调参数，其具有联动关系的快调参数包括输送链速度、补新风风量等，而输送链速度即是联动性最高的快调参数，可以通过降低输送链速度来消解烘干温度不足的问题，而补新风风量也能够通过降低低温新风的风量（相当于降低流速）来消解烘干温度不足的问题。
快调参数调节模型能够预测出快调参数当次调节量的实施对产品性能参数产生的影响，即性能参数变化值。快调参数调节模型可以为PVj=PM(PPjk+ Ajk)。其中，PVj为第j个性能参数的预测值，j={1,2,…,J}，J为性能参数总数，PM()为纸品生产预测模型，PPjk为与第j个性能参数具有联动关系的第k个快调参数的当前值，k={1,2,…,K}，K为该慢调参数联动的快调参数总数，Ajk为PPjk的调节值。
对于作为慢调参数的烘干温度出现故障的情景下，具有联动性的快调参数为输送链速度和补新风风量，则k={1,2 }，联动性最高的快调参数为输送链速度，即此时输送链速度为当前调节快调参数，当次调节量可以是选定为输送链速度降低0.02m/min，假设受影响的性能参数共有含水率和水分匀度两项，则j={1,2}，此时的性能参数变化值ΔPVj(i)即为产品含水率、水分匀度等受烘干温度影响的参数的值。
当开始对温度烘干实施调节时，先为输送链速度选定一个初始的调节量（降速0.02m/min）并进行实施，然后在通过上述快调参数调节模型预测出两个性能参数的预测值PV1(1)和PV2(1)，然后选定调节量依旧为降速0.02m/min，也就是第二次调节量，再预测出本次两个性能参数预测值PV1(2)和PV2(2)，进而得到性能参数变化值ΔPV1(1)= PV1(2)- PV1(1)，以及ΔPV2(1)= PV2(2)- PV2(1)，以此类推得到第三次调节时的ΔPV1(2)和ΔPV2(2)。下面以PV1含水率为例进行描述，PV2水分匀度可以以此类推。
假设R1为输送链速度对含水率的影响程度占比，值为0.6，R2为补新风风量对含水率的影响程度占比，值为0.4。
情况1：输送链速度依次从初始的1m/min调节为0.98m/min，然后再调节为0.94m/min，而ΔPV1(1)为5，ΔPV1(2)为-3，此时比较两次的变化值，发现ΔPV1(2)<ΔPV1(1)·(1-0.6)，但ΔPV1(2)<0，此时说明对输送链速度的调整量过大，导致该调整量对产品产生了负面影响，因此需要减小调节量，使输送链速度的降速缓慢一些。
情况2：输送链速度调节量与情况1相同，而ΔPV1(1)为5，ΔPV1(2)为1，此时比较两次的变化值，发现ΔPV1(2)<ΔPV1(1)·(1-0.6)，且ΔPV1(2)>0，此时说明对输送链速度的调整对产品的正面质量效果已经较为明显，此时可以从快调参数序列中删除输送链速度，并选择下一个联动性小于输送链速度的参数（补新风风量）来进行微调。
情况3：输送链速度调节量与情况1相同，而ΔPV1(1)为5，ΔPV2(2)为3，此时比较两次的变化值，发现ΔPV1(2)>ΔPV1(1)·(1-0.7)，此时说明对输送链速度的调整量过小，以致于调节后对产品质量的贡献未能达到要求，因此需要增大调节量，使输送链速度的降速更快一些。
下面参考图2详细描述本申请公开的基于智能预测建模的纸品生产工艺控制系统实施例。本实施例是用于实施前述纸品生产工艺控制方法实施例的系统。如图2所示，本实施例公开的系统主要包括有：
模型建立模块，用于依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型；
产前预测调节模块，用于在纸品生产前通过所述纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照所述工艺参数目标值对相应工艺设备进行工艺参数设置；
产中预测调节模块，用于在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过所述纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对相应生产工艺参数的工艺设备进行反馈调节直到所述达标范围被满足。
在一种实施方式中，所述性能参数包括生产质量PQ，所述生产质量PQ通过以下公式计算：
其中， j为纸品组成部分，i为纸品组成部分的工序，fi()为第i工序的生产质量，O为设备能力，M为前一工序质量，S为当前工序状态，E为设备运行状态。
在一种实施方式中，该系统还包括：
参数分类模块，用于按照调节时间的不同将所述生产工艺参数分为快调参数和慢调参数；
并且，所述产中预测调节模块在所述反馈调节过程中，先对待调节的慢调参数进行调节并实时监测该慢调参数，若在所述反馈调节过程中所述产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节，直至所述慢调参数调节完成。
在一种实施方式中，所述调节时间为调节工艺参数并使其数值发生一个单位量变化所需的时间，或完成相应生产工艺参数的所述反馈调节过程所需的时间。
在一种实施方式中，所述产中预测调节模块对所述待调节的慢调参数进行调节的方式包括：
依据与所述待调节的慢调参数相应的设备的调节能力以及调节过程中产生的工艺参数变化对纸品的影响，确定出本次调节的阶段数值序列，依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节。
在一种实施方式中，所述产中预测调节模块依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节的方式包括：
将该序列中与慢调参数当前值最接近的阶段数值作为当前目标值，并将与该当前目标值最接近的阶段数值作为下一目标值，在设备达成一个目标值后将下一目标值作为当前目标值，直至所述慢调参数当前值达到该序列中的最终阶段数值。
在一种实施方式中，所述产中预测调节模块对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节的方式包括：
依据预先建立的各所述生产工艺参数的联动映射关系，获取与待调节的慢调参数具有联动关系的快调参数序列，将该序列中联动性最高的快调参数作为当前调节快调参数，选定所述当前调整快调参数的当次调节量，通过快调参数调节模型预测出本次性能参数变化值ΔPVj(i)；其中，
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)>0，则从该序列中删除当前调节快调参数并重新从该序列中选出联动性最高的快调参数作为新的当前调节快调参数进行调节；
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)<0，则减小调节量；
若ΔPVj(i)>ΔPVj(i-1)·(1-Rj)，则增大调节量；其中，
i为调节次数，PVj为第j个性能参数的预测值，ΔPVj(i-1)为前次预测性能参数变化值，Rj为该当前调节快调参数对性能参数的影响程度在所有快调参数对性能参数的影响程度中所占的比。
本文中的模块、单元或组件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块和/或单元可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元、组件在物理上可以是分开的，也可以是不分开的。作为单元显示的部件可以是物理单元，也可以不是物理单元，即可以位于一个具体地方，也可以分布到网格单元中。因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部的单元来实现实施例的方案。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法，其特征在于，包括：
依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型；
在纸品生产前通过所述纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照所述工艺参数目标值对相应工艺设备进行工艺参数设置；
在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过所述纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对相应生产工艺参数的工艺设备进行反馈调节直到所述达标范围被满足。
2.如权利要求1所述的纸品生产工艺控制方法，其特征在于，所述性能参数包括生产质量PQ，所述生产质量PQ通过以下公式计算：
其中， j为纸品组成部分，i为纸品组成部分的工序，fi()为第i工序的生产质量，O为设备能力，M为前一工序质量，S为当前工序状态，E为设备运行状态。
3.如权利要求1所述的纸品生产工艺控制方法，其特征在于，该方法还包括：按照调节时间的不同将所述生产工艺参数分为快调参数和慢调参数；
并且，在所述反馈调节过程中，先对待调节的慢调参数进行调节并实时监测该慢调参数，若在所述反馈调节过程中所述产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节，直至所述慢调参数调节完成。
4.如权利要求3所述的纸品生产工艺控制方法，其特征在于，所述对所述待调节的慢调参数进行调节包括：
依据与所述待调节的慢调参数相应的设备的调节能力以及调节过程中产生的工艺参数变化对纸品的影响，确定出本次调节的阶段数值序列，依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节。
5.如权利要求3或4所述的纸品生产工艺控制方法，其特征在于，所述对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节包括：
依据预先建立的各所述生产工艺参数的联动映射关系，获取与待调节的慢调参数具有联动关系的快调参数序列，将该序列中联动性最高的快调参数作为当前调节快调参数，选定所述当前调整快调参数的当次调节量，通过快调参数调节模型预测出本次性能参数变化值ΔPVj(i)；其中，
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)>0，则从该序列中删除当前调节快调参数并重新从该序列中选出联动性最高的快调参数作为新的当前调节快调参数进行调节；
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)<0，则减小调节量；
若ΔPVj(i)>ΔPVj(i-1)·(1-Rj)，则增大调节量；其中，
i为调节次数，PVj为第j个性能参数的预测值，ΔPVj(i-1)为前次预测性能参数变化值，Rj为该当前调节快调参数对性能参数的影响程度在所有快调参数对性能参数的影响程度中所占的比。
6.一种基于智能预测建模的纸品生产工艺控制系统，其特征在于，包括：
模型建立模块，用于依据纸品的生产工艺参数和对应产出的纸品的性能参数，建立纸品生产预测模型；
产前预测调节模块，用于在纸品生产前通过所述纸品生产预测模型预测出与工艺参数目标值对应的产出纸品的产前预测性能参数，若该产前预测性能参数在达标范围内则按照所述工艺参数目标值对相应工艺设备进行工艺参数设置；
产中预测调节模块，用于在纸品生产过程中实时监测生产工艺参数，并通过所述纸品生产预测模型预测产出纸品的产中预测性能参数，若该产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对相应生产工艺参数的工艺设备进行反馈调节直到所述达标范围被满足。
7.如权利要求6所述的纸品生产工艺控制系统，其特征在于，所述性能参数包括生产质量PQ，所述生产质量PQ通过以下公式计算：
其中， j为纸品组成部分，i为纸品组成部分的工序，fi()为第i工序的生产质量，O为设备能力，M为前一工序质量，S为当前工序状态，E为设备运行状态。
8.如权利要求6所述的纸品生产工艺控制系统，其特征在于，该系统还包括：
参数分类模块，用于按照调节时间的不同将所述生产工艺参数分为快调参数和慢调参数；
并且，所述产中预测调节模块在所述反馈调节过程中，先对待调节的慢调参数进行调节并实时监测该慢调参数，若在所述反馈调节过程中所述产中预测性能参数未在所述达标范围内，则对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节，直至所述慢调参数调节完成。
9.如权利要求8所述的纸品生产工艺控制系统，其特征在于，所述产中预测调节模块对所述待调节的慢调参数进行调节的方式包括：
依据与所述待调节的慢调参数相应的设备的调节能力以及调节过程中产生的工艺参数变化对纸品的影响，确定出本次调节的阶段数值序列，依据该序列中的阶段数值对相应设备进行调节。
10.如权利要求8或9所述的纸品生产工艺控制系统，其特征在于，所述产中预测调节模块对与该慢调参数具有联动关系的快调参数进行相应调节的方式包括：
依据预先建立的各所述生产工艺参数的联动映射关系，获取与待调节的慢调参数具有联动关系的快调参数序列，将该序列中联动性最高的快调参数作为当前调节快调参数，选定所述当前调整快调参数的当次调节量，通过快调参数调节模型预测出本次性能参数变化值ΔPVj(i)；其中，
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)>0，则从该序列中删除当前调节快调参数并重新从该序列中选出联动性最高的快调参数作为新的当前调节快调参数进行调节；
若ΔPVj(i)<ΔPVj(i-1)·(1-Rj)且ΔPVj(i)<0，则减小调节量；
若ΔPVj(i)>ΔPVj(i-1)·(1-Rj)，则增大调节量；其中，
i为调节次数，PVj为第j个性能参数的预测值，ΔPVj(i-1)为前次预测性能参数变化值，Rj为该当前调节快调参数对性能参数的影响程度在所有快调参数对性能参数的影响程度中所占的比。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110189320.6A CN112560294B (zh) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | 基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110189320.6A CN112560294B (zh) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | 基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112560294A true CN112560294A (zh) | 2021-03-26 |
| CN112560294B CN112560294B (zh) | 2021-05-25 |
Family
ID=75035995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110189320.6A Active CN112560294B (zh) | 2021-02-19 | 2021-02-19 | 基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112560294B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112989264A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-06-18 | 浙江大胜达包装股份有限公司 | 一种用于瓦楞纸品生产线调控的物联网系统及其调控方法 |
| CN113256023A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-13 | 浙江大胜达包装股份有限公司 | 一种纸品包装供需智能匹配的生产管理网络方法和系统 |
| CN115258323A (zh) * | 2021-04-29 | 2022-11-01 | 北京小米移动软件有限公司 | 撕膜控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN115982178A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-04-18 | 佛山市恒益环保建材有限公司 | 一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106283806A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 东北大学 | 一种高浓磨浆系统纸浆质量控制方法及系统 |
| CN106676934A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-17 | 东北大学 | 一种高浓磨浆系统经济优化运行控制方法及系统 |
| CN109440515A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-08 | 华南理工大学 | 一种基于梯度增强回归树的造纸过程打浆度软测量方法 |
| CN111950166A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-17 | 广州博依特智能信息科技有限公司 | 一种基于数据挖掘的生活用纸造纸机成本优化方法 |
| CN111967180A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-20 | 华南理工大学 | 造纸纤维特性对成纸力学性能影响程度的定量分析方法 |
-
2021
- 2021-02-19 CN CN202110189320.6A patent/CN112560294B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106283806A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-01-04 | 东北大学 | 一种高浓磨浆系统纸浆质量控制方法及系统 |
| CN106676934A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-17 | 东北大学 | 一种高浓磨浆系统经济优化运行控制方法及系统 |
| CN109440515A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-08 | 华南理工大学 | 一种基于梯度增强回归树的造纸过程打浆度软测量方法 |
| CN111967180A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-11-20 | 华南理工大学 | 造纸纤维特性对成纸力学性能影响程度的定量分析方法 |
| CN111950166A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-17 | 广州博依特智能信息科技有限公司 | 一种基于数据挖掘的生活用纸造纸机成本优化方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孟子薇: "《基于数据驱动的生活用纸物理特性预测及其打浆工艺优化》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 * |
| 江伦: "《基于数据驱动方法的生活用纸质量在线实时软测量模型的开发》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115258323A (zh) * | 2021-04-29 | 2022-11-01 | 北京小米移动软件有限公司 | 撕膜控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN112989264A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-06-18 | 浙江大胜达包装股份有限公司 | 一种用于瓦楞纸品生产线调控的物联网系统及其调控方法 |
| CN112989264B (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 浙江大胜达包装股份有限公司 | 一种用于瓦楞纸品生产线调控的物联网系统及其调控方法 |
| CN113256023A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-08-13 | 浙江大胜达包装股份有限公司 | 一种纸品包装供需智能匹配的生产管理网络方法和系统 |
| CN115982178A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-04-18 | 佛山市恒益环保建材有限公司 | 一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统 |
| CN115982178B (zh) * | 2023-03-21 | 2023-07-25 | 佛山市恒益环保建材有限公司 | 一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112560294B (zh) | 2021-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112560294B (zh) | 基于智能预测建模的纸品生产工艺控制方法及系统 | |
| CN105837008B (zh) | 溢流法玻璃生产线及其自动控制系统及方法 | |
| CN102541028B (zh) | 一种煤质变化下超临界机组agc优化控制方法 | |
| CN102147613B (zh) | 一种对烟叶复烤机水分、温度的模型预测控制方法及系统 | |
| CN206127108U (zh) | 溢流法玻璃生产线及其自动控制系统 | |
| AU2021102749A4 (en) | Intelligent control system and method of thin plate drier for cut tobacco | |
| CN104850151B (zh) | 一种气流式烘丝机燃烧室温度控制方法 | |
| CN113093667B (zh) | 一种石膏建材智能生产线智能监控系统及方法 | |
| CN104810851A (zh) | 火电机组agc方式下负荷调节速率动态调整的方法及装置 | |
| CN114510098B (zh) | 一种生产环境调控方法与系统 | |
| CN107382045B (zh) | 一种玻璃板钢化工艺过程控制方法 | |
| CN111719130B (zh) | 半导体镀膜设备中的温度调整方法及半导体镀膜设备 | |
| CN103350023B (zh) | 适用于中卸式水泥生料磨系统的双层结构预测控制方法 | |
| US20230261221A1 (en) | Method and device for the initial commissioning of a fuel cell stack | |
| CN113303489B (zh) | 一种制丝过程烟叶水分准确控制的方法 | |
| CN105400951A (zh) | 一种用于硅钢退火的加湿混合控制系统及其控制方法 | |
| Yang et al. | Data-driven demand forecasting method for fused magnesium furnaces | |
| CN205478243U (zh) | 无人值守式节能型空压站控制系统 | |
| CN111538231A (zh) | 一种适用于分磨掺烧方式的燃料热值快速校正方法 | |
| WO2022199093A1 (zh) | 一种石膏建材智能生产线联动调整方法 | |
| CN107500519B (zh) | 一种玻璃板钢化工艺过程控制方法 | |
| CN115356995A (zh) | 基于工业大数据的烟草干燥工序热能分析系统 | |
| CN114020073A (zh) | 基于加热炉pid上下限自适应的控制方法和系统 | |
| CN204741287U (zh) | 一种火电机组agc方式下负荷调节速率动态调整的装置 | |
| JP2001265408A (ja) | 熱系プラントの温度制御装置及び温度制御方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |