CN116373197B - 一种橡胶生产设备和方法 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种橡胶生产设备和方法，该设备包括：控制系统及分别与控制系统连接的密炼机、炼胶机、压延机、硫化机、图像监测装置；控制系统用于：控制密炼机对生胶进行塑炼，得到第一产品；控制炼胶机，基于混炼方案，将第一产品及至少一种配合剂进行混炼，得到第二产品；混炼方案包括第一混炼方案和第二混炼方案，第一混炼方案为调节前的方案，第二混炼方案为基于产品图像对第一混炼方案进行调节后的方案，产品图像包括图像监测装置采集的第二产品的图像；控制压延机将第二产品压制成预设形状，得到第三产品；控制硫化机对第三产品进行加热硫化处理，得到橡胶成品。

Description

一种橡胶生产设备和方法

技术领域

本说明书涉及橡胶生产领域，特别涉及一种橡胶生产设备和方法。

背景技术

橡胶的生产工艺过程包括塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等工序。橡胶的加工工艺过程主要是解决塑性和弹性矛盾的过程，通过各种加工手段，使得弹性的生胶变成具有塑性的塑炼胶，再加入各种配合剂制成半成品，然后通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。在橡胶的生产过程中，混炼是必不可少的重要一环，不同的混炼方案对橡胶产品的质量有着重大影响。

CN104162968B提出了一种橡胶加工设备，包括通过使用往复式销钉螺杆挤出机代替传统的密炼机和开炼机等设备，但其并未涉及对混炼方案的改进。

因此，急需一种橡胶生产设备和方法，实现对混炼方案的改进，获取更好的混炼效果。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供一种橡胶生产设备。所述设备包括：控制系统及分别与所述控制系统连接的密炼机、炼胶机、压延机、硫化机、图像监测装置；所述控制系统用于：控制所述密炼机对生胶进行塑炼，得到第一产品；控制所述炼胶机，基于混炼方案，将所述第一产品及至少一种配合剂进行混炼，得到第二产品；所述混炼方案包括第一混炼方案和第二混炼方案，所述第一混炼方案为调节前的方案，所述第二混炼方案为基于产品图像对所述第一混炼方案进行调节后的方案，所述产品图像包括所述图像监测装置采集的所述第二产品的图像；控制所述压延机将所述第二产品压制成预设形状，得到第三产品；控制所述硫化机对所述第三产品进行加热硫化处理，得到橡胶成品。

本说明书实施例之一提供一种橡胶生产方法，所述方法基于橡胶生产设备的控制系统执行，所述设备包括：分别与所述控制系统连接的密炼机、炼胶机、压延机、硫化机、图像监测装置；所述方法包括：控制所述密炼机对生胶进行塑炼，得到第一产品；控制所述炼胶机，基于混炼方案，将所述第一产品及至少一种配合剂进行混炼，得到第二产品；所述混炼方案包括第一混炼方案和第二混炼方案，所述第一混炼方案为调节前的方案，所述第二混炼方案为基于产品图像对所述第一混炼方案进行调节后的方案，所述产品图像包括所述图像监测装置采集的所述第二产品的图像；控制所述压延机将所述第二产品压制成预设形状，得到第三产品；控制所述硫化机对所述第三产品进行加热硫化处理，得到橡胶成品。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的橡胶生产设备的示例性示意图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的橡胶生产方法的示例性流程图；

图3是根据本说明书一些实施例所示的确定第二混炼方案的示例性示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

橡胶生产过程中的混炼操作的作用机理非常复杂，对橡胶产品质量有着重大影响。不合理的混炼方案不仅可能影响橡胶产品的质量，甚至可能导致后续加工工序无法正常进行，造成经济和资源上的损失。CN104162968B提出了一种橡胶加工设备，包括通过使用往复式销钉螺杆挤出机代替传统的密炼机和开炼机等设备，但其并未涉及对混炼方案的改进。因此本说明书的一些实施例根据橡胶生产过程中的半成品的图像信息对混炼方案进行改进，可以获得更好的混炼效果。

图1是根据本说明书一些实施例所示的橡胶生产设备的示例性示意图。如图1所示，橡胶生产设备100包括控制系统110及分别与控制系统连接的密炼机120、炼胶机130、压延机140、硫化机150和图像监测装置160。其中，密炼机120可以与炼胶机130连接，炼胶机130内可以设置有图像监测装置160；炼胶机130可以与压延机140连接；压延机140可以与硫化机150连接。

控制系统110可以用于对橡胶生产设备进行整体调控和操作。例如，控制系统110可以控制密炼机120对生胶进行塑炼获得第一产品。又例如，控制系统110可以控制炼胶机130基于混炼方案对第一产品进行混炼等。在一些实施例中，控制系统110可以包括一个或以上处理引擎(例如，单芯片处理引擎或多芯片处理引擎)。仅作为范例，控制系统110可以包括中央处理单元(CPU)、特定应用集成电路(ASIC)等或其任意组合。在一些实施例中，控制系统110还可以包括输入装置、存储装置等。

在一些实施例中，控制系统110与密炼机120、炼胶机130、压延机140、硫化机150以及图像监测装置160之间可以通过多种方式连接。例如，通过控制线、网络等方式连接。

在一些实施例中，控制系统110还可以用于：结合生胶特征及配合剂特征，基于第一预设方法确定第一混炼参数；第一混炼参数包括至少一种配合剂的添加顺序、炼胶机的炼胶温度、混炼总时长；基于至少一种配合剂的添加顺序、混炼总时长，确定第一添加方案。

在一些实施例中，控制系统110还可以用于：基于图像检测装置采集的混炼过程的产品图像，确定混炼过程中第二产品的第一特征、第二特征中至少一种；响应于第一特征和/或第二特征满足对应的预设特征条件，基于第二预设方法调节第一混炼方案，以确定第二混炼方案。

在一些实施例中，控制系统还可以用于：基于第一图像识别模型对产品图像的处理，生成第一特征；基于第二图像识别模型对产品图像的处理，生成第二特征；第一图像识别模型、第二图像识别模型均为机器学习模型。

在一些实施例中，控制系统还可以用于：基于第一特征，确定第二产品的成团程度；响应于成团程度满足预设成团条件，基于第三预设方法调整第一混炼方案，以得到待调整的方案；基于第二特征，确定第二产品的焦烧程度；响应于焦烧程度满足预设焦烧条件，基于第四预设方法调整第一混炼方案，以得到第二炼胶温度；基于待调整的方案和第二炼胶温度确定第二混炼方案。

密炼机120是用于对生胶进行塑炼的装置。密炼机120可以对生胶进行塑炼，获取第一产品。

炼胶机130可以基于混炼方案，将密炼机120获取的第一产品以及至少一种配合剂进行混炼，获取第二产品。在一些实施例中，炼胶机130内还可以设置有图像监测装置160。

图像监测装置160可以采集炼胶机130内的第二产品的图像，并发送至控制系统110，获取第二产品的特征(如第一特征、第二特征等)。在一些实施例中，图像监测装置160可以设置于炼胶机130内部炉壁上的高强度隔热玻璃之中，以采集高温状态下的产品图像。图像监测装置160可以为摄像设备，如红外摄像设备等。

压延机140可以将炼胶机130获取的第二产品进行压制，获取第三产品。

硫化机150可以将压延机140获取的第三产品进行加热硫化处理，获取橡胶成品。

关于控制系统110控制/调节与其连接的密炼机120、炼胶机130、压延机140、硫化机150和图像监测装置160，执行橡胶生产方法的更多说明可以参见本说明书的其他部分，如图2、图3。

需要注意的是，以上对于橡胶生产设备100及其装置的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个装置进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图1中披露的密炼机120、炼胶机130、压延机140、硫化机150和图像监测装置160可以是一个设备中的不同装置，也可以是一个装置实现上述的两个或两个以上装置的功能。

图2是根据本说明书一些实施例所示的橡胶生产方法的示例性流程图。如图2所示，流程200包括下述步骤。在一些实施例中，流程200可以由控制系统110执行。

步骤210，控制密炼机对生胶进行塑炼，得到第一产品。

第一产品是指密炼机120对生胶进行塑炼后获得的胶料。

在一些实施例中，控制系统110可以控制密炼机120对生胶通过机械挤压和摩擦的方式，使生胶的长链分子降解变短，由高弹性状态转变为可塑状态的第一产品。

步骤220，控制炼胶机，基于混炼方案，将第一产品及至少一种配合剂进行混炼，得到第二产品。

混炼方案是指对第一产品进行混炼的方案。混炼方案可以包括第一混炼方案和第二混炼方案。

第一混炼方案是指调节前(如最初生产时)的混炼方案。第一混炼方案可以包括第一混炼参数和第一添加方案。确定第一混炼方案包括：结合生胶特征及配合剂特征，基于第一预设方法确定第一混炼参数，第一混炼参数包括至少一种配合剂的添加顺序、炼胶机的炼胶温度、混炼总时长；基于至少一种配合剂的添加顺序、混炼总时长，确定第一添加方案。

第一混炼参数是指调节前的混炼参数。混炼参数是指炼胶机对第一产品进行混炼时的参数，可以包括炼胶机的炼胶温度、混炼总时长、至少一种配合剂的添加顺序等。其中，炼胶机的炼胶温度和混炼总时长可以基于历史经验预设。

配合剂是指在对第一产品进行混炼的过程中，添加的用于提高和改善其工艺性能和橡胶成品使用性能的各种化学药剂。配合剂可以包括多种，如防老剂、软化剂、增塑剂、补强剂、填充剂以及有特定功能的其他化学药品等。

在一些实施例中，不同种类的配合剂在混炼过程中所起的作用不同，对应的添加顺序也不相同。不同的配合剂可以单独添加，也可以将多种配合剂分为一组同时添加。

在一些实施例中，控制系统110可以结合生胶特征及配合剂特征，基于第一预设方法确定第一混炼参数。

生胶特征是指橡胶生产过程中添加的生胶对应的特征。生胶特征可以包括生胶种类、生胶成分比例、添加生胶的数量等。

配合剂特征是指混炼过程中添加的配合剂对应的特征。配合剂特征可以包括配合剂种类及添加比例。

在一些实施例中，生胶特征和配合剂特征可以基于获取用户的输入确定。

第一预设方法是指基于向量数据库，通过向量匹配确定第一混炼参数的方法。用于向量匹配的向量数据库可以包括多组历史生产过程中的生胶特征、配合剂特征组成的参考向量，且每组参考向量均具有对应的混炼参数。

在一些实施例中，控制系统110基于第一预设方法确定第一混炼参数包括：基于本次橡胶生产过程中的生胶特征和配合剂特征构建特征向量；将向量数据库中与特征向量的向量距离(如欧氏距离、切比雪夫距离等)小于距离阈值的参考向量作为对照向量。将对照向量对应的混炼参数作为第一混炼参数，或将多组对照向量对应的混炼参数进行加权求和；将加权求和获得的结果确定为本次橡胶生产过程的第一混炼参数。其中，加权求和的权重可以与前述向量距离相关，例如向量距离越大，权重越小等。

第一添加方案是指在混炼过程中添加配合剂的方案。第一添加方案可以包括每次添加配合剂的时刻与开始混炼时刻的时间间隔。例如，对于四种需要添加的配合剂A、B、C、D，其中添加顺序为AB(表示配合剂A、B需要同时添加)-C-D，则第一添加方案(T₀+T₁，T₀+T₂，T₀+T₃)表示：在T₀+T₁时刻加入配合剂AB，在T₀+T₂时刻加入配合剂C，在T₀+T₃时刻加入配合剂D。其中，T₀表示混炼开始的时刻，T₁、T₂、T₃分别对应每次添加配合剂的时刻与开始混炼时刻的时间间隔。

在一些实施例中，第一添加方案可以基于等间隔设置配合剂的添加时刻确定。即，每次添加配合剂的时间间隔相等。

在一些实施例中，第一添加方案还可以基于每组配合剂的添加比例确定，包括：计算每组配合剂的数量之比，基于每组配合剂的数量之比确定每组配合剂的添加时刻之间的时间间隔，并进一步确定第一添加方案。

示例性的，沿用上述配合剂添加顺序AB-C-D并预设混炼总时长(如28分钟)对确定第一添加方案进行说明，具体包括：预设第一次添加配合剂的时刻(如混炼开始后第2分钟)和配合剂A、B、C、D的添加比例分别为(1％，3％，5％，4％)，则每次添加配合剂的数量比为(1％+3％)：5％：4％＝4：5：4；按数量比确定每次添加配合剂时对应的时间间隔，即第一次添加和第二次添加的时间间隔为(28-2)/(4+5+4)×4＝8分钟，第二次添加和第三次添加的时间间隔为(28-2)/(4+5+4)×5＝10分钟；确定第一添加方案为(T₀+2，T₀+10，T₀+20)。

在本说明书的一个或多个实施例中，根据配合剂的添加比例确定的第一添加方案可以使每次添加的配合剂与胶料的混合更充分，提升混炼效果。

在一些实施例中，第一混炼参数还包括炼胶机功率。炼胶机功率是指在混炼过程中炼胶机对第一产品进行搅拌的功率。

在一些实施例中，炼胶机功率可以相关于混炼方案。示例性的，混炼方案中，两次加入配合剂的时间间隔越短，对应的炼胶机功率越高。其中，炼胶机功率和每两次加入配合剂的时间间隔的对应关系可以根据历史生产数据预设。

在本说明书的一个或多个实施例中，基于第一添加方案确定炼胶机功率，可以针对不同的配合剂添加时间设置对应的炼胶机功率，对第一产品的混炼更均匀，混炼效果更好。

第二混炼方案是指基于产品图像对第一混炼方案进行调节后的混炼方案。其中，对第一混炼方案的调节包括调节炼胶机的炼胶温度、混炼总时长等。

产品图像包括第二产品的图像。产品图像可以基于图像监测装置160获取。关于图像监测装置160的更多说明可以参见图1。

第二产品可以包括混炼完成的胶料，还可以包括混炼过程中的胶料。

在一些实施例中，确定第二混炼方案包括：基于图像检测装置采集的混炼过程的产品图像，确定混炼过程中第二产品的第一特征、第二特征中至少一种；响应于第一特征和/或第二特征满足对应的预设特征条件，基于第二预设方法调节第一混炼方案，以确定第二混炼方案。

第一特征是表征混炼过程中，配合剂分布情况的特征。在一些实施例中，第一特征可以包括配合剂的成团区域的数量、面积以及分布。其中，配合剂成团是指在配合剂在胶料中因分布不均匀，结合成团的现象。配合剂的成团现象在红外图像中可以表现为，与周围区域存在温度分层的不规则区块。

成团区域是指配合剂结合成团的区域。成团区域的分布可以通过至少一个成团区域的位置向量表示。例如，基于拍摄的第二产品的图像建立坐标系，确定至少一个成团区域的中心点的坐标，并将中心点的坐标作为该成团区域的位置向量；将至少一个成团区域的位置向量确定为第二产品图像的成团区域分布。

第二特征是表征混炼过程中，胶料焦烧情况的特征。在一些实施例中，第二特征可以包括胶料的皱褶数量、皱褶长度、皱褶面积。其中，皱褶是指红外图像中出现的与周围区域存在温度分层的条状区域。皱褶表明胶料可能出现焦烧现象。

在一些实施例中，第一特征和第二特征可以通过图像处理软件等基于对第二产品的图像的处理获取。

在一些实施例中，第一特征和第二特征还可以基于第二产品的图像通过机器学习模型获取，包括：基于第一图像识别模型对产品图像的处理，生成第一特征；基于第二图像识别模型对产品图像的处理，生成第二特征。

第一图像识别模型为机器学习模型，例如深度神经网络(Deep Neural Networks，DNN)、卷积神经网络(Convolutional Neural Networks，CNN)等或其任意组合。

在一些实施例中，第一图像识别模型可以包括第一对象识别层和第一特征整合层。

第一对象识别层的输入可以包括图像监测装置160采集的第二产品的图像，输出可以包括多个成团区域。成团区域可以通过在第二产品的图像中用对象框标识的方式表示。

第一特征整合层的输入可以包括第一对象识别层输出的多个成团区域，输出可以包括成团区域的数量、面积以及分布。成团区域的面积可以包括每个成团区域的面积和所有成团区域的面积之和。

在一些实施例中，第一图像识别模型可以基于第一训练集，由初始第一对象识别层和初始第一特征整合层联合训练获得。第一训练集可以包括第一训练样本和第一标签。第一训练样本包括历史橡胶生产数据中的第二产品的图像，第一标签包括历史橡胶生产数据中第二产品图像的成团区域及其对应的数量、面积以及分布。

第二图像识别模型为机器学习模型，例如深度神经网络、卷积神经网络等或其任意组合。

在一些实施例中，第二图像识别模型可以包括第二对象识别层和第二特征整合层。

第二对象识别层可以识别第二产品的图像中的皱褶区域。

第二对象识别层的输入可以包括第二产品的图像，输出可以包括多个皱褶区域。其中，皱褶区域是指第二产品图像中出现皱褶的区域，可以在第二产品的图像中用对象框标识。

第二特征整合层可以确定第二产品的图像中的皱褶数量、皱褶长度以及皱褶面积。

第二特征整合层的输入可以包括第二对象识别层输出的多个皱褶区域，输出可以包括皱褶数量、皱褶长度以及皱褶面积。

在一些实施例中，第二图像识别模型可以基于第二训练集，由初始第二对象识别层和初始第二特征整合层联合训练获得。第二训练集可以包括第二训练样本和第二标签。第二训练样本包括历史橡胶生产数据中的第二产品的图像，第二标签包括历史橡胶生产数据中的第二产品图像的皱褶区域及其的皱褶数量、皱褶长度和皱褶面积。

在本说明书的一个或多个实施例中，通过机器学习模型，可以更加准确、快速地确定第二产品的第一特征和第二特征。

在一些实施例中，响应于第一特征和/或第二特征满足对应的预设特征条件，控制系统110可以基于第二预设方法调节第一混炼方案，以确定第二混炼方案。

预设特征条件包括预设成团条件和预设焦烧条件。预设成团条件可以包括第二产品的图像中的成团程度大于第一阈值。预设焦烧条件可以包括第二产品的图像中的焦烧程度大于第二阈值。其中，第一阈值和第二阈值可以预设。成团程度、焦烧程度可以基于第一特征、第二特征确定。关于成团程度、焦烧程度的更多说明可以参见图3。

第二预设方法包括调节混炼总时长以及调节炼胶温度的方法。

混炼总时长可以基于成团程度调节。示例性的，第二预设方法中，调节后的混炼总时长可以基于如下公式(1)确定：

X＝X′-(p-n)×t (1)，

其中，X表示第二混炼方案对应的混炼总时长(即调节后的混炼总时长)，X′表示第一混炼方案对应的混炼总时长(即调节前的混炼总时长)，p表示成团程度，n表示第一阈值，t表示单位间隔时长(即成团程度与第一阈值相差1个单位时，对应需要调整的混炼时长)，单位间隔时长可以基于历史生产数据预设。

第二预设方法中，炼胶温度可以基于焦烧程度调节。示例性的，调节后的炼胶温度可以基于如下公式(2)确定：

Y＝Y′-(q-m)×w (2)，

其中，Y表示第二混炼方案对应的炼胶机的炼胶温度(即调节后的炼胶温度)，Y′表示第一混炼方案对应的炼胶温度(即调节前的炼胶温度)，q表示焦烧程度，m表示第二阈值，w表示单位炼胶温度(即焦烧程度与第二阈值相差1个单位时，对应需要调整的炼胶温度)，单位炼胶温度可以基于历史生产数据预设。

在一些实施例，对第一混炼方案的调节还包括对第一配合剂添加方案进行调节。在一些实施例中，控制系统110可以通过第三预设方法和第四预设方法对第一混炼方案中的混炼总时长、第一配合剂添加方案以及炼胶温度进行调节。相关内容的更多说明可以参见图3。

在一些实施例中，控制系统110可以基于第一混炼方案控制炼胶机130对第一产品进行混炼，获取第二产品。

在一些实施例中，控制系统110还可以基于炼胶机130内的产品图像对第一混炼方案进行调节，获取第二混炼方案，并基于第二混炼方案控制炼胶机130完成混炼，获取第二产品。

步骤230，控制压延机将第二产品压制成预设形状，得到第三产品。

第三产品是压延机140压延完成后的胶料。

在一些实施例中，控制系统110可以控制压延机140将混炼完成后的第二产品压制成预设形状(如片状等)，便于后续硫化处理。

步骤240，控制硫化机对第三产品进行加热硫化处理，得到橡胶成品。

在一些实施例中，控制系统110可以控制硫化机150对第三产品进行硫化处理，将塑性橡胶转化为弹性橡胶，获取橡胶成品。

在本说明书的一个或多个实施例中，通过第二产品的图像对橡胶混炼方案进行改进，可以减少混炼中的成团现象和焦烧现象，获得更好的混炼效果，提升橡胶成品的性能。

应当注意的是，上述有关流程200的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程200进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。

图3是根据本说明书另一些实施例所示的确定第二混炼方案的示例性示意图。

在一些实施例中，控制系统110可以响应于第一特征和/或第二特征满足对应的预设特征条件，调节第一混炼方案，以确定第二混炼方案，包括：基于第一特征310-1确定第二产品的成团程度320-1，响应于成团程度满足预设成团条件330-1，基于第三预设方法340调整第一混炼方案，确定待调整的方案380；以及基于第二特征310-2，确定第二产品的焦烧程度320-2，响应于焦烧程度满足预设焦烧条件330-2，基于第四预设方法360调整第一混炼方案，确定第二炼胶温度370；基于待调整的方案380以及第二炼胶温度370确定第二混炼方案390。

成团程度320-1可以表征第二产品中配合剂的成团程度。

在一些实施例中，成团程度320-1可以基于第一特征310-1确定。关于第一特征的更多说明可以参见图2。

示例性的，确定成团程度的方法包括：基于第一特征，对于第二产品的图像中的每个成团区域，计算其与最接近的成团区域的距离；基于前述距离通过预设对照表等方法确定该成团区域的影响因子，影响因子代表成团区域对成团现象的影响程度，越大的影响因子对应的成团区域对成团现象的影响程度越大；将影响因子作为权重，对每个成团区域的面积进行加权求和，加权求和的结果即为成团程度。

例如，某第二产品的图像包括四个成团区域H₁、H₂、H₃、H₄，则其对应的成团程度可以基于公式(3)确定：

J＝K₁×S(H₁)+K₂×S(H₂)+K₃×S(H₃)+K₄×S(H₄) (3)，其中，J表示成团程度；K₁、K₂、K₃、K₄分别表示成团区域H₁、H₂、H₃、H₄对应的影响因子，可以基于该成团区域和与其最接近的成团区域的距离d_min确定，d_min越大，对应的影响因子越小，d_min与影响因子的对应关系可以基于历史数据预设；S(H₁)、S(H₂)、S(H₃)、S(H₄)分别表示成团区域H₁、H₂、H₃、H₄对应的面积。

在一些实施例中，当成团程度320-1满足预设成团条件330-1(即成团程度大于第一阈值)，控制系统110可以基于第三预设方法340调整第一混炼方案。关于预设成团条件330-1的更多说明可以参见图2。

第三预设方法340是对第一混炼方案中的混炼总时长以及第一配合剂添加方案进行调整的方法。

如图3所示，第三预设方法340包括：基于第一混炼参数中的当前混炼总时长340-1，生成多个候选调整方案340-2；对每个候选调整方案，通过评估模型350，预测其对应的预测成团程度340-3；选取预测成团程度小于第一阈值的多个候选调整方案，将其中候选混炼总时长最短的候选调整方案，作为待调整的方案380；如果候选混炼总时长最短的候选调整方案有多个，选择其中预测成团程度最小的候选调整方案，作为待调整的方案380。

当前混炼总时长340-1是指第一混炼参数中的混炼总时长。关于第一混炼参数的更多说明可以参见图2。

候选调整方案340-2是指候选的待调整方案。候选调整方案可以包括多个(如候选调整方案1、候选调整方案2、候选调整方案n等)，多个候选调整方案中的每一个，都可以包括一个候选混炼总时长以及与其对应的一个候选配合剂添加方案。关于待调整方案的更多说明可以参见后文相关部分。

在一些实施例中，候选调整方案可以由控制系统110基于第一混炼方案随机生成。示例性的，控制系统110可以基于第一混炼方案中的混炼总时长，随机生成多个候选混炼总时长，并基于每个候选混炼总时长生成一个与之对应的候选配合剂添加方案；将每个候选混炼总时长以及与之对应的候选配合剂添加方案确定为一个候选调整方案。

在一些实施例中，候选调整方案中还可以包括第一混炼参数中的炼胶温度。在一些实施例中，第一混炼参数中的炼胶温度可以基于焦烧程度调整，相关说明的更多内容可以参见后文相关部分。

评估模型350是用于预测候选调整方案对应的预测成团程度的模型。评估模型为机器学习模型，例如深度神经网络等。

评估模型350的输入包括候选调整方案340-2，输出包括预测成团程度340-3。

预测成团程度340-3是指候选调整方案对应的成团程度。预测成团程度可以包括多个(如预测成团程度1、预测成团程度2、预测成团程度n等)，分别与多个候选调整方案中的每一个对应。在一些实施例中，控制系统110可以将多个候选调整方案分别输入评估模型350，获取与多个候选调整方案对应的多个预测成团程度。

在一些实施例中，评估模型350的输入还可以包括每个候选调整方案对应的炼胶机功率(图中未示出)。关于炼胶机功率的更多说明可以参见图2。

在本说明书的一个或多个实施例中，评估模型的输入包括炼胶机功率可以提高候选调整方案对应的预测成团程度的准确性，便于后续选取更好的候选调整方案作为待调整方案。

在一些实施例中，评估模型的输出还可以包括焦烧程度(图中未示出)。在一些实施例中，评估模型还可以用于确定炼胶机的炼胶温度，相关说明的更多内容可以参见后文相关部分。

在本说明书的一个或多个实施例中，评估模型的输出包括焦烧程度可以在后续确定炼胶机的炼胶温度时无需再训练新的模型，提高效率，节约成本。

在一些实施例中，评估模型可以基于第三训练集，通过初始评估模型训练获得。第三训练集可以包括第三训练样本和第三标签，第三样本可以包括历史橡胶生产数据中的混炼总时长、配合剂添加方案以及炼胶机炼胶温度，第三标签包括人工标注的与第三样本对应的成团程度和焦烧程度。

待调整的方案380是指调整混炼总时长和配合剂添加方案后，尚未调整炼胶机的炼胶温度的混炼方案。

在本说明书的一个或多个实施例中，基于多个候选调整方案通过评估模型对第一混炼方案中的混炼总时长和第一添加方案进行调整，可以减少混炼过程中成团现象发生的情况，获得更好的混炼效果。

在一些实施例中，确定第二混炼方案还包括通过第四预设方法360对炼胶机的炼胶温度进行调整，包括：基于第二特征310-2，确定第二产品的焦烧程度320-2，响应于焦烧程度满足预设焦烧条件330-2，基于第四预设方法360确定第二炼胶温度370；基于待调整的方案380以及第二炼胶温度370确定第二混炼方案390。

焦烧程度320-2可以表征第二产品的焦烧程度。在一些实施例中，焦烧程度可以基于第二特征310-2确定。关于第二特征310-2的更多说明可以参见图2相关部分。

示例性的，确定焦烧程度的方法包括：基于第二特征，计算第二产品的图像中所有皱褶区域的长度之和以及面积之和；将前述长度之和以及面积之和按照预设权重，进行加权求和，并将加权求和的结果确定为第二产品的焦烧程度。

在一些实施例中，当焦烧程度满足预设焦烧条件330-2(即焦烧程度大于第二阈值)，控制系统110可以基于第四预设方法360调整第一混炼方案。关于预设焦烧条件330-2的更多说明可以参见图2。

第四预设方法360是对第一混炼方案中的炼胶机炼胶温度进行调整的方法。

在一些实施例中，第四预设方法包括：当成团程度小于第一阈值，焦烧程度大于第二阈值时，控制系统可以基于评估模型确定第二炼胶温度；当成团程度大于第一阈值，焦烧程度大于第二阈值时，控制系统可以先基于第三预设方法，调整混炼总时长及第一配合剂添加方案，确定待调整的方案；基于待调整的方案，通过向量匹配确定第二炼胶温度。其中，第二炼胶温度是指对第一混炼方案中炼胶机的炼胶温度调整后的炼胶温度。

在一些实施例中，当成团程度小于第一阈值，焦烧程度大于第二阈值(即第二产品中配合剂的成团程度满足生产要求，胶料的焦烧程度不满足生产要求)时，无需对第一混炼方案中的混炼总时长及第一配合剂添加方案进行调整，仅需调整炼胶机的炼胶温度。

在一些实施例中，控制系统110可以随机生成多组候选炼胶机温度，并分别与第一混炼方案中的混炼总时长及配合剂添加方案组成多组第二候选调整方案；将多组第二候选调整方案分别输入评估模型，获取每个第二候选调整方案对应的预测成团程度和预测焦烧程度；选取其中预测成团程度小于第一阈值，且预测焦烧程度小于第二阈值的多个第二候选调整方案，将其中焦烧程度最小的第二候选调整方案确定为第二混炼方案。

在一些实施例中，当成团程度大于第一阈值，焦烧程度大于第二阈值(即第二产品中配合剂的成团程度和胶料的焦烧程度均不满足生产要求)时，需要同时对第一混炼方案中的混炼总时长、第一配合剂添加方案以及炼胶机的炼胶温度进行调整。

如图3所示，控制系统110可以基于第三预设方法340对第一混炼方案中的混炼总时长和第一配合剂添加方案进行调整，获取待调整的方案380；基于待调整的方案380通过向量匹配的方式确定炼胶机的第二炼胶温度370。

在一些实施例中，向量数据库中还包括多组历史生产过程中的混炼总时长、第一配合剂添加方案组成的第二参考向量，且每组第二参考向量均具有对应的炼胶温度。关于向量数据库的更多说明可以参见图2。

示例性的向量匹配方法包括：基于待调整的方案380中的混炼总时长、配合剂添加方案构建第二特征向量；将向量数据库中与第二特征向量的第二向量距离小于第二距离阈值的第二参考向量作为第二对照向量。将第二对照向量对应的炼胶温度作为第二炼胶温度，或将多组第二对照向量对应的炼胶温度进行加权求和；将加权求和获得的结果确定为第二炼胶温度。其中，加权求和的第二权重可以与第二向量距离相关，例如第二向量距离越大，第二权重越小等。

在一些实施例中，控制系统110可以将待调整方案380中的炼胶温度调整为第二炼胶温度370，并将调整后的混炼方案确定为第二混炼方案。关于第一混炼方案、第二混炼方案的更多说明可以参见图2。

在本说明书的一个或多个实施例中，基于不同的成团程度和焦烧程度采用不同的方式确定炼胶机的炼胶温度，可以在减少焦烧现象的同时节约计算资源。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (6)

1.一种橡胶生产设备，其特征在于，所述设备包括：控制系统及分别与所述控制系统连接的密炼机、炼胶机、压延机、硫化机、图像监测装置；

所述控制系统用于：

控制所述密炼机对生胶进行塑炼，得到第一产品；

控制所述炼胶机，基于混炼方案，将所述第一产品及至少一种配合剂进行混炼，得到第二产品；

所述混炼方案包括第一混炼方案和第二混炼方案，所述第一混炼方案为调节前的方案，所述第二混炼方案为基于产品图像对所述第一混炼方案进行调节后的方案，所述产品图像包括所述图像监测装置采集的所述第二产品的图像； 所述第一混炼方案包括第一混炼参数和第一添加方案；

控制所述压延机将所述第二产品压制成预设形状，得到第三产品；

控制所述硫化机对所述第三产品进行加热硫化处理，得到橡胶成品；

所述控制系统进一步用于：

基于所述图像监测装置采集的混炼过程的所述产品图像，确定所述混炼过程中所述第二产品的第一特征、第二特征中至少一种，所述第一特征用于表征所述混炼过程中的配合剂分布情况，所述第二特征用于表征所述混炼过程中所述第二产品的焦烧情况；

基于所述第一特征，确定所述第二产品的成团程度；

响应于所述成团程度满足预设成团条件，基于第一混炼参数中的当前混炼总时长，生成多个候选调整方案；

对每个所述候选调整方案，通过评估模型，预测所述候选调整方案对应的预测成团程度；所述评估模型的输入包括所述候选调整方案和所述候选调整方案对应的炼胶机功率，输出包括所述预测成团程度；

选取所述预测成团程度小于第一阈值的多个候选调整方案，将其中候选混炼总时长最短的候选调整方案作为待调整的方案；

基于所述第二特征，确定所述第二产品的焦烧程度；

响应于所述焦烧程度满足预设焦烧条件，基于第四预设方法调整所述第一混炼方案，以得到第二炼胶温度；

基于所述待调整的方案和所述第二炼胶温度确定所述第二混炼方案。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制系统进一步用于：

结合生胶特征及配合剂特征，基于第一预设方法确定所述第一混炼参数；所述第一混炼参数包括所述至少一种配合剂的添加顺序、所述炼胶机的炼胶温度、混炼总时长；

基于所述至少一种配合剂的添加顺序、混炼总时长，确定所述第一添加方案。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制系统进一步用于：

基于第一图像识别模型对所述产品图像的处理，生成所述第一特征；

基于第二图像识别模型对所述产品图像的处理，生成所述第二特征；所述第一图像识别模型、所述第二图像识别模型均为机器学习模型。

4.一种橡胶生产方法，其特征在于，基于橡胶生产设备的控制系统执行，所述设备包括：分别与所述控制系统连接的密炼机、炼胶机、压延机、硫化机、图像监测装置；

所述方法包括：

控制所述密炼机对生胶进行塑炼，得到第一产品；

控制所述炼胶机，基于混炼方案，将所述第一产品及至少一种配合剂进行混炼，得到第二产品 ；

所述混炼方案包括第一混炼方案和第二混炼方案，所述第一混炼方案为调节前的方案，所述第二混炼方案为基于产品图像对所述第一混炼方案进行调节后的方案，所述产品图像包括所述图像监测装置采集的所述第二产品的图像； 所述第一混炼方案包括第一混炼参数和第一添加方案；

控制所述压延机将所述第二产品压制成预设形状，得到第三产品；

控制所述硫化机对所述第三产品进行加热硫化处理，得到橡胶成品；

所述第二混炼方案的确定方法包括：

基于所述图像监测装置采集的混炼过程的所述产品图像，确定所述混炼过程中所述第二产品的第一特征、第二特征中至少一种，所述第一特征用于表征所述混炼过程中的配合剂分布情况，所述第二特征用于表征所述混炼过程中所述第二产品的焦烧情况；

基于所述第一特征，确定所述第二产品的成团程度；

响应于所述成团程度满足预设成团条件，基于第一混炼参数中的当前混炼总时长，生成多个候选调整方案；

对每个所述候选调整方案，通过评估模型，预测所述候选调整方案对应的预测成团程度；所述评估模型的输入包括所述候选调整方案和所述候选调整方案对应的炼胶机功率，输出包括所述预测成团程度；

选取所述预测成团程度小于第一阈值的多个候选调整方案，将其中候选混炼总时长最短的候选调整方案作为待调整的方案；

基于所述第二特征，确定所述第二产品的焦烧程度；

响应于所述焦烧程度满足预设焦烧条件，基于第四预设方法调整所述第一混炼方案，以得到第二炼胶温度；

基于所述待调整的方案和所述第二炼胶温度确定所述第二混炼方案。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一混炼方案的确定方法包括：

结合生胶特征及配合剂特征 ，基于第一预设方法确定所述第一混炼参数；所述第一混炼参数包括所述至少一种配合剂的添加顺序、所述炼胶机的炼胶温度、混炼总时长；

基于所述至少一种配合剂的添加顺序、混炼总时长，确定所述第一添加方案。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述图像监测装置采集的混炼过程的所述产品图像，确定所述混炼过程中所述第二产品的第一特征、第二特征中至少一种包括：

基于第一图像识别模型对所述产品图像的处理，生成所述第一特征；

基于第二图像识别模型对所述产品图像的处理，生成所述第二特征；所述第一图像识别模型、所述第二图像识别模型均为机器学习模型。