李果 許成 付航 朱云霞 袁興 聞平

摘 要：煙葉復(fù)烤企業(yè)是煙草工業(yè)中專門負責(zé)將原煙加工成成品煙葉的企業(yè)，在其整個生產(chǎn)工藝流程中煙葉打輥風(fēng)機處理是一個核心工藝流程。目前打輥分機設(shè)備是通過人工根據(jù)經(jīng)驗來調(diào)整設(shè)備參數(shù)，從而來改善成品煙葉質(zhì)量，但是會存在人為因數(shù)、調(diào)整滯后、設(shè)備參數(shù)不一致等不足，從而帶來工藝部分評價質(zhì)量的難度；該文基于煙片在線振動分選機系統(tǒng)，提出了一種基于數(shù)據(jù)挖掘算法的煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)，能自動根據(jù)檢測煙片數(shù)據(jù)實時在線反饋調(diào)整控制打輥分機設(shè)備的參數(shù)，實時改善煙片工藝質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘 煙片在線振動分選機 煙片質(zhì)量反饋控制

中圖分類號：TP391 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）03（c）-0011-03

Abstract：Tobacco industrial enterprise is specifically responsible for the original tobacco processing into finished products of tobacco enterprises， in the whole production process of tobacco leaf roll fan processing is a coreprocess. At present， roll through the artificial extension equipment according to experience to adjust equipment parameters， in order to improve the quality of finished tobacco， but there will be human factor， lag， adjust equipment parameters of inconsistencies and other issues， thus bring the technology part of the difficulty of quality evaluation. In this paper， based on tobacco vibration separator system， put forward a kind of feedback control system based on data mining algorithm for online quality tobacco sheet， it can automatically according to the detection of tobacco sheet data online adjustment parameter control and extension apparatus， real time improve the quality of process tobacco sheet.

Key Words：Data mining algorithm； Tobacco vibration separator system； Tobacco online quality feedback control

對原煙進行工藝加工生產(chǎn)，是現(xiàn)在煙草工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。原煙經(jīng)過煙草復(fù)烤企業(yè)精密工藝流程生產(chǎn)成成品煙葉，供卷煙生產(chǎn)企業(yè)再次工藝處理生產(chǎn)成成品卷煙。煙葉質(zhì)量的好壞會直接影響到后續(xù)卷煙生產(chǎn)的工藝質(zhì)量，所以煙葉整個生產(chǎn)工藝流程是一個復(fù)雜而又精密的過程。

在煙葉整個生產(chǎn)工藝流程中，對原煙進行打輥風(fēng)機處理是核心工藝流程，目前復(fù)烤企業(yè)對打輥風(fēng)機設(shè)備參數(shù)調(diào)整是現(xiàn)場技術(shù)員根據(jù)個人經(jīng)驗來調(diào)整打輥風(fēng)機設(shè)備參數(shù)，并且每個技術(shù)員調(diào)整的參數(shù)都不一樣，同時帶有調(diào)整參數(shù)的滯后性，這就為工藝部門評價煙葉質(zhì)量生產(chǎn)工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)帶來一定難度。該文針對以上情況，基于煙片在線振動分選機系統(tǒng)，提出了基于數(shù)據(jù)挖掘算法的煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)。

1 煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)簡介

1.1 煙片在線振動分選機系統(tǒng)

煙片在線振動分選機系統(tǒng)是用于在線實時檢測煙片中各類等級煙葉種類含量的設(shè)備，其檢測分析得出的煙葉大中片率和碎沫片率數(shù)據(jù)直接反映現(xiàn)場生產(chǎn)煙葉的質(zhì)量，以便煙葉生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門來評價煙葉質(zhì)量，從而來反饋調(diào)整現(xiàn)場打輥分機設(shè)備的運行參數(shù)。

該系統(tǒng)主要包含自動取料系統(tǒng)、攤薄喂料系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、清掃系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析處理系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等功能系統(tǒng)構(gòu)成。如圖1是煙片在線振動分選系統(tǒng)實物圖。

1.2 煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)

煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)是基于煙片在線振動分選系統(tǒng)，通過大量數(shù)據(jù)分析處理，對比煙葉大中片率的目標(biāo)值和實時檢測值，基于現(xiàn)場打輥分機設(shè)備當(dāng)前運行參數(shù)，實時調(diào)整運行參數(shù)來反饋控制現(xiàn)場運行設(shè)備，從而來提升煙葉生產(chǎn)質(zhì)量。圖2是現(xiàn)場煙葉打輥風(fēng)機設(shè)備。

通過反饋調(diào)整控制現(xiàn)場煙葉打輥風(fēng)機設(shè)備，來實時改善煙葉的生產(chǎn)質(zhì)量，從而滿足現(xiàn)代煙葉生產(chǎn)的自動化要求。

1.3 數(shù)據(jù)挖掘算法

隨著網(wǎng)絡(luò)化信息化的發(fā)展，各種數(shù)據(jù)大量產(chǎn)生，為了能讓數(shù)據(jù)更好的服務(wù)人類，隨之出現(xiàn)了各種對數(shù)據(jù)處理的算法和工具。其中數(shù)據(jù)挖掘算法就是對數(shù)據(jù)處理的一種，該算法通過對大量數(shù)據(jù)中分析，可以根據(jù)輸入目標(biāo)值來預(yù)測未來的結(jié)果，或者嘗試發(fā)現(xiàn)之前類似的數(shù)據(jù)中未被識別的關(guān)系。

2 煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)的原理與應(yīng)用

2.1 煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)的原理

該系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)工具，以煙葉大中片率和現(xiàn)場煙葉打輥風(fēng)機運行參數(shù)為原型，采用大量的數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)，通過關(guān)聯(lián)規(guī)則的Apriori數(shù)據(jù)挖掘算法找出與大中片率的大小變化有較強關(guān)聯(lián)的參數(shù)和規(guī)則。從而根據(jù)目標(biāo)值和實際值來反饋調(diào)整現(xiàn)場運行設(shè)備參數(shù)，提升煙葉生產(chǎn)質(zhì)量。

（1）數(shù)據(jù)采集：基于煙片在線振動分選機系統(tǒng)，大量采集現(xiàn)場煙葉的大中片率數(shù)據(jù)和現(xiàn)場設(shè)備運行參數(shù)，并將大量數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)庫，以便后續(xù)數(shù)據(jù)分析處理。

（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理：煙片在線振動分選機系統(tǒng)形成的原始數(shù)據(jù)中會存在很多冗余信息和缺陷數(shù)據(jù)，主要有空缺值、噪聲數(shù)據(jù)、錯誤數(shù)據(jù)，因此需要在數(shù)據(jù)挖掘算法之前進行數(shù)據(jù)預(yù)處理。

（3）數(shù)據(jù)離散化處理：由于要找出對煙片大中片率的主要影響因素和各種參數(shù)之間相互作用對煙片大中片率的影響，找到其潛在的規(guī)律，因此通過編程將最近一次數(shù)據(jù)記錄和上一次數(shù)據(jù)記錄之間的參數(shù)依次進行對比，數(shù)值升高的設(shè)為H，降低的設(shè)為L，不變的設(shè)為S，從而來數(shù)據(jù)離散化處理。

（4）使用Apriori算法對數(shù)據(jù)進行挖掘：通過數(shù)據(jù)挖掘算法找到大中片率和現(xiàn)場設(shè)備運行參數(shù)之間的關(guān)系規(guī)則，從而來修正現(xiàn)場設(shè)備運行參數(shù)，實時反饋調(diào)整控制現(xiàn)場設(shè)備。

通過數(shù)據(jù)挖掘算法分析可見最強規(guī)則是：打輥和風(fēng)機實時運行頻率=L，煙片大中片率=H；打輥和風(fēng)機實時運行頻率=H，煙片大中片率=L；通過分析結(jié)果得出相應(yīng)規(guī)則后，可以根據(jù)目標(biāo)值來修正現(xiàn)場設(shè)備運行參數(shù)，實時調(diào)整煙葉生產(chǎn)質(zhì)量。圖3是煙片大中片率與現(xiàn)場設(shè)備運行參數(shù)之間的關(guān)系圖。

通過數(shù)據(jù)挖掘算法找到相應(yīng)的關(guān)系圖，然后實時修正現(xiàn)場打輥風(fēng)機設(shè)備運行參數(shù)，反饋調(diào)整控制現(xiàn)場設(shè)備，實時改善煙葉生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2 煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用

基于煙片在線振動分選機系統(tǒng)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)庫，然后通過數(shù)據(jù)挖掘算法，分析得出煙片大中片率與現(xiàn)場設(shè)備運行參數(shù)之間的關(guān)系，從而來實時修正反饋控制現(xiàn)場打輥風(fēng)機設(shè)備，實時調(diào)整煙片生產(chǎn)質(zhì)量。將該系統(tǒng)應(yīng)用于現(xiàn)場生產(chǎn)線，效果優(yōu)良，大大提升了煙片質(zhì)量，同時相比人工調(diào)整具有實時性、穩(wěn)定性、可靠性等優(yōu)勢。

3 結(jié)語

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，煙葉生產(chǎn)企業(yè)自動化程度也隨之得到很大提升，該文研究的基于數(shù)據(jù)挖掘算法的煙片在線質(zhì)量反饋控制系統(tǒng)就是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物。

煙片在線振動分選機系統(tǒng)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)挖掘算法處理分析煙片大中片率和現(xiàn)場煙葉打輥風(fēng)機設(shè)備運行參數(shù)之間的關(guān)系，然后實時修正調(diào)整反饋控制現(xiàn)場設(shè)備，實時改善煙葉生產(chǎn)質(zhì)量。并將該系統(tǒng)應(yīng)用實際，效果明顯，提升了煙葉生產(chǎn)工藝質(zhì)量，該系統(tǒng)具有實時性、穩(wěn)定性、可靠性等優(yōu)勢，滿足了現(xiàn)代煙草發(fā)展的需求。

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