CN113075360A - 烟支物理指标综合稳定性测定方法 - Google Patents

烟支物理指标综合稳定性测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烟支物理指标综合稳定性测定方法，本发明的构思在于，为了提供客观、准确的卷烟产品加工质量的评价及维护支撑数据，通过对按预设采样周期获取的烟支样品进行多个物理指标的检测，先得到作为可以表征烟支物理指标综合稳定性的评价基础数据，再结合检测出的物理指标数据的本身，获取各指标的权重参数，具体是结合熵权法分别对各个物理指标进行分别赋权，然后利用各物理指标的变异系数与对应的熵权系数结合，得到待测烟支样品的综合变异情况，最后再利用综合变异情况确定出待测烟支样品的物理指标综合稳定性值，以此便可以作为之后考察烟支物理指标的稳定性控制水平的客观依据。

Description

烟支物理指标综合稳定性测定方法
技术领域
本发明涉及烟草加工领域，尤其涉及一种烟支物理指标综合稳定性测定方法。
背景技术
烟支物理指标对卷烟的感官质量和烟气成分均具有一定的影响，烟支的每一项物理指标的稳定性均会对卷烟的整体质量产生不同程度的直接影响。据相关研究表明，卷烟物理指标与香气、杂气、余味和刺激性等感官指标之间存在显著的相关性，因此，烟支物理指标的稳定性控制水平也常作为卷烟加工质量的一个重要考核指标，但是以往的评价方法主要是采用分散且相对主观的方式，对单个物理指标的稳定性水平分别进行孤立评价，这就会导致无法客观比较两组卷烟样品之间综合稳定性控制水平的高低。
发明内容
由此，本发明旨在提供一种烟支物理指标综合稳定性测定方法以及装置，以克服现有烟支物理指标稳定性评测方式的缺陷。
本发明采用的技术方案如下：
一种烟支物理指标综合稳定性测定方法，其中包括：
按预设时间间隔，选取若干待测烟支样品；
在恒温恒湿环境中检测所述待测烟支样品的预设物理指标，所述物理指标至少包括：重量、圆周、吸阻、滤棒通风率、烟丝段通风率、总通风率、长度以及硬度；
根据检测出所述待测烟支样品的各物理指标数据，获取所述待测烟支样品的各所述物理指标数据的变异参数；
结合熵权法以及所述物理指标数据，得到对应于所述物理指标数据的权重；
基于所述权重更新所述变异参数，得到所述待测烟支样品的综合变异参数；
利用所述综合变异参数确定所述待测烟支样品的物理指标综合稳定性数值。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述根据检测出所述待测烟支样品的各物理指标数据，获取所述待测烟支样品的各所述物理指标数据的变异参数包括如下步骤：
分别计算全部所述待测烟支样品的各物理指标的平均值MN(X1j～Xnj)及标准偏差SD(X1j～Xnj)；
根据所述平均值以及所述标准偏差，得到全部所述待测烟支样品的各物理指标的变异系数CV(X1j～Xnj)，将所述变异系数作为所述变异参数；
其中，n为所述待测烟支样品的总数，(X1j～Xnj)表征全部所述待测烟支样品的第j个物理指标数据。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述结合熵权法以及所述物理指标数据，得到对应于所述物理指标数据的权重包括如下步骤：
按公式(1)对物理指标数据进行归一化处理，得到：
Figure BDA0002983123180000021
其中，Xij表征第i个待测烟支样品的第j个物理指标数据；
按公式(2)计算归一化的物理指标数据X′ij，得到每个物理指标的信息熵Ej：
Figure BDA0002983123180000022
按公式(3)得到各物理指标数据的熵权系数wj，作为所述权重：
Figure BDA0002983123180000023
其中，m为预设的物理指标的总数，且0≤wj≤1，
Figure BDA0002983123180000024
在其中至少一种可能的实现方式中，所述基于所述权重更新所述变异参数，得到所述待测烟支样品的综合变异参数包括：
按公式(4)得到全部所述待测烟支样品的全部物理指标的综合变异系数CVX：
Figure BDA0002983123180000031
将所述综合变异系数作为所述综合变异参数。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述利用所述综合变异参数确定所述待测烟支样品的物理指标综合稳定性数值包括：
按公式(5)计算所述物理指标综合稳定性数值H
H＝(1-CVX)×100％ (5)。
本发明的构思在于，为了提供客观、准确的卷烟产品加工质量的评价及维护支撑数据，通过对按预设采样周期获取的烟支样品进行多个物理指标的检测，先得到作为可以表征烟支物理指标综合稳定性的评价基础数据，再结合检测出的物理指标数据的本身，获取各指标的权重参数，具体是结合熵权法分别对各个物理指标进行分别赋权，然后利用各物理指标的变异系数与对应的熵权系数结合，得到待测烟支样品的综合变异情况，最后再利用综合变异情况确定出待测烟支样品的物理指标综合稳定性值，以此便可以作为之后考察烟支物理指标的稳定性控制水平的客观依据。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明实施例提供的烟支物理指标综合稳定性测定方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明经分析认为，每个物理指标对卷烟质量的影响程度不同，但均与卷烟的整体质量密切相关，并且每个物理指标的稳定性均会对卷烟整体质量的稳定性造成一定程度的影响。因此，不能单纯用某个物理指标来表征烟支整体物理特性的稳定性，而是需要借由一种综合测定方法全面考察烟支物理特性的稳定性控制水平。
有鉴于此，本发明提出了一种烟支物理指标综合稳定性测定方法的实施例，参照图1所示，具体可以包括：
步骤S1、按预设时间间隔，选取若干待测烟支样品。
具体地，可以选择某一规格卷烟X作为试验对象，例如待某一批次卷烟机进入稳定生产状态后开始取样，并且可每间隔约20s取一支烟作为待测烟支样品(取样间隔时间可根据实际需要设置)，共取一定数量n的待测烟支样品(取样支数可根据考核需要自行决定，一个批次一般不少于60支)，这里以n＝60为例，并可以记为Xi(i为烟支样品序号，此示例中i取1，2，3，…，60的自然数)。
更佳地，可以将取好的烟支保存在可以密封的取样盒中，取放烟支时轻取轻放，避免烟支受到较大外力的挤压。
步骤S2、在恒温恒湿环境中检测所述待测烟支样品的预设物理指标。
具体地，可以在恒温恒湿间内，利用多功能综合测试仪检测前述60支卷烟的m个物理指标数据，这里以8个相对较为关键且可以整体反映烟支质量的物理指标作为示例参考，其分别可以是重量、圆周、吸阻、滤棒通风率、烟丝段通风率、总通风率、长度及硬度，这里用j表示其中的某一项物理指标(此示例中j取1，2，3，…，8的自然数)，则X规格卷烟某一烟支的某项物理指标数据记为Xij，也即是可以形成一个检测指标举证。
步骤S3、根据检测出所述待测烟支样品的各物理指标数据，获取所述待测烟支样品的各所述物理指标数据的变异参数。
在实际操作中，可参考但不限于如下步骤获得所述变异参数：
分别计算全部所述待测烟支样品的各物理指标的平均值MN(X1j～Xnj)及标准偏差SD(X1j～Xnj)；
根据所述平均值以及所述标准偏差，得到全部所述待测烟支样品的各物理指标的变异系数CV(X1j～Xnj)，将所述变异系数作为所述变异参数；
其中，n为所述待测烟支样品的总数，(X1j～Xnj)表征全部所述待测烟支样品的第j个物理指标数据。
需指出的是，物理指标变异参数的上述求取过程，可以借鉴已有相关技术和研究。
步骤S4、结合熵权法以及所述物理指标数据，得到对应于所述物理指标数据的权重。
本发明的主要技术构思之一，是利用前述检测出的物理指标数据的自身，获取所有物理指标中各指标的权重，具体地，本发明提出结合熵权法进行权重计算，对此本发明的推导过程是，通常情况下对于某一组样本，不同评价指标的变异系数会存在较大差异，即每个评价指标在样品间的变异程度不同。因此，不能仅利用某一物理指标的变异系数对样本的稳定性或波动情况进行综合评价，也不能简单地利用所有指标变异系数的平均值对其进行评价；而熵权并不是表示决策评估问题中评价指标实际意义上的重要性系数，而是从信息角度考虑，该评价指标在该问题中提供有效信息量的多寡程度。基于此分析，本发明认为，可以将熵权法与本发明的实际所需结合，对每个烟支物理指标的变异系数进行分别赋权，进而能够对烟支物理指标的变异参数进行客观且可靠的整合(后文将做说明)。
在实际操作中，可参考但不限于如下步骤获得所述权重：
按公式(1)对物理指标数据进行归一化处理，得到：
Figure BDA0002983123180000051
其中，Xij表征第i个待测烟支样品的第j个物理指标数据；
按公式(2)计算归一化的物理指标数据X′ij，得到每个物理指标的信息熵Ej：
Figure BDA0002983123180000052
按公式(3)得到各物理指标数据的熵权系数wj，作为所述权重：
Figure BDA0002983123180000053
其中，m为预设的物理指标的总数，且0≤wj≤1，
Figure BDA0002983123180000054
步骤S5、基于所述权重更新所述变异参数，得到所述待测烟支样品的综合变异参数。
结合前文内容，在实际操作中可以按公式(4)得到全部所述待测烟支样品的全部物理指标的综合变异系数CVX：
Figure BDA0002983123180000061
将所述综合变异系数作为所述综合变异参数。
步骤S6、利用所述综合变异参数确定所述待测烟支样品的物理指标综合稳定性数值。
最后，可以按公式(5)计算所述物理指标综合稳定性数值H
H＝(1-CVX)×100％ (5)。
经上所述，本发明的构思在于，为了提供客观、准确的卷烟产品加工质量的评价及维护支撑数据，通过对按预设采样周期获取的烟支样品进行多个物理指标的检测，先得到作为可以表征烟支物理指标综合稳定性的评价基础数据，再结合检测出的物理指标数据的本身，获取各指标的权重参数，具体是结合熵权法分别对各个物理指标进行分别赋权，然后利用各物理指标的变异系数与对应的熵权系数结合，得到待测烟支样品的综合变异情况，最后再利用综合变异情况确定出待测烟支样品的物理指标综合稳定性值，以此便可以作为之后考察烟支物理指标的稳定性控制水平的客观依据。
为便于理解前文相关实施方式，本发明提供了如下实例供参考：
以X规格卷烟的某一生产批次卷烟为例，待卷烟机进入稳定生产状态后开始取样，每间隔约20s取一支烟，共取60支烟，烟支编号为X1～X60。在恒温恒湿间利用多功能综合测试仪检测60支卷烟的8个物理指标数据，并计算其平均值、标准偏差及变异系数，结果见表1。由表1可见，60支烟支的单支重量、圆周、吸阻、滤棒通风率、烟丝段通风率、总通风率、长度和硬度的变异系数分别为2.10％、0.25％、3.24％、15.10％、10.25％、8.50％、0.28％、4.90％，圆周和长度的变异系数较小，滤棒通风率的变异系数较大，不同物理指标的变异系数(CV)相差较大，位于0.25％～15.10％之间。
表1 X规格卷烟60支烟支的物理指标测试结果
Figure BDA0002983123180000062
Figure BDA0002983123180000071
Figure BDA0002983123180000081
根据熵权系数计算对数据的要求，对表1中的每个烟支物理指标进行归一化处理(即每个数据除以每列指标数据之和)，结果见表2。
表2 X规格卷烟60支烟支的物理指标数据归一化处理
Figure BDA0002983123180000082
Figure BDA0002983123180000091
基于表2归一化的烟支物理指标矩阵，计算8个烟支物理指标的信息熵Ej及熵权系数wj，结果见表3。
表3 X规格卷烟烟支物理指标的信息熵及熵权系数计算结果
烟支物理指标 E<sub>j</sub> w<sub>j</sub>
重量 0.999947 0.0099
圆周 0.999999 0.0001
吸阻 0.999874 0.0235
滤棒通风率 0.997242 0.5156
烟丝段通风率 0.998741 0.2353
总通风率 0.999133 0.1621
长度 0.999999 0.0002
硬度 0.999714 0.0534
在8个物理指标变异系数及熵权系数计算结果的基础上，计算X规格卷烟60支烟支8个物理指标的综合变异系数为11.93％，则烟支物理指标综合稳定性值H为88.07％。
本发明将前述实施例利用到实际应用中，对不同的烟支批次类型进行了实测验证，选择A(粗支卷烟)、B(中支卷烟)、C(细支卷烟)3种规格卷烟各6个批次的烟支，每个批次取60支卷烟，利用前文提及的方法分别计算其烟支物理指标综合稳定性值H，结果见表4。可以看出，A、B、C三种规格卷烟6个批次的烟支物理指标综合稳定性平均值分别为89.30％、87.69％和83.50％，由此可以准确、客观得到三种规格卷烟烟支物理指标综合稳定性控制水平比较：A(粗支卷烟)＞B(中支卷烟)＞C(细支卷烟)。
表4 A、B、C三种规格卷烟烟支物理指标综合稳定性值H
Figure BDA0002983123180000101
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
本领域技术人员可以意识到，本说明书中公开的实施例中描述的各模块、单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
以及，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置、设备等实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以相关之处可参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置、设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块、单元等可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个地方，例如系统网络的节点上。具体可根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块、单元来实现上述实施例方案的目的。本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种烟支物理指标综合稳定性测定方法，其特征在于，包括：
按预设时间间隔，选取若干待测烟支样品；
在恒温恒湿环境中检测所述待测烟支样品的预设物理指标，所述物理指标至少包括：重量、圆周、吸阻、滤棒通风率、烟丝段通风率、总通风率、长度以及硬度；
根据检测出所述待测烟支样品的各物理指标数据，获取所述待测烟支样品的各所述物理指标数据的变异参数；
结合熵权法以及所述物理指标数据，得到对应于所述物理指标数据的权重；
基于所述权重更新所述变异参数，得到所述待测烟支样品的综合变异参数；
利用所述综合变异参数确定所述待测烟支样品的物理指标综合稳定性数值。
2.根据权利要求1所述的烟支物理指标综合稳定性测定方法，其特征在于，所述根据检测出所述待测烟支样品的各物理指标数据，获取所述待测烟支样品的各所述物理指标数据的变异参数包括如下步骤：
分别计算全部所述待测烟支样品的各物理指标的平均值MN(X1j～Xnj)及标准偏差SD(X1j～Xnj)；
根据所述平均值以及所述标准偏差，得到全部所述待测烟支样品的各物理指标的变异系数CV(X1j～Xnj)，将所述变异系数作为所述变异参数；
其中，n为所述待测烟支样品的总数，(X1j～Xnj)表征全部所述待测烟支样品的第j个物理指标数据。
3.根据权利要求2所述的烟支物理指标综合稳定性测定方法，其特征在于，所述结合熵权法以及所述物理指标数据，得到对应于所述物理指标数据的权重包括如下步骤：
按公式(1)对物理指标数据进行归一化处理，得到：
Figure FDA0002983123170000021
其中，Xij表征第i个待测烟支样品的第j个物理指标数据；
按公式(2)计算归一化的物理指标数据X′ij，得到每个物理指标的信息熵Ej：
Figure FDA0002983123170000022
按公式(3)得到各物理指标数据的熵权系数wj，作为所述权重：
Figure FDA0002983123170000023
其中，m为预设的物理指标的总数，且0≤wj≤1，
Figure FDA0002983123170000024
4.根据权利要求3所述的烟支物理指标综合稳定性测定方法，其特征在于，所述基于所述权重更新所述变异参数，得到所述待测烟支样品的综合变异参数包括：
按公式(4)得到全部所述待测烟支样品的全部物理指标的综合变异系数CVX：
Figure FDA0002983123170000025
将所述综合变异系数作为所述综合变异参数。
5.根据权利要求4所述的烟支物理指标综合稳定性测定方法，其特征在于，所述利用所述综合变异参数确定所述待测烟支样品的物理指标综合稳定性数值包括：
按公式(5)计算所述物理指标综合稳定性数值H
H＝(1-CVX)×100％ (5)。
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