專利名稱：以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的產(chǎn)品配制的制作方法
本申請(qǐng)要求2000年5月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)系列號(hào)為60/206,619申請(qǐng)日的權(quán)利，和2000年6月30日提交的美國(guó)有效申請(qǐng)系列號(hào)為09/608,879申請(qǐng)日的權(quán)利。
化學(xué)制造業(yè)者，和其他工業(yè)的制造業(yè)者，依賴于關(guān)于他們生產(chǎn)的產(chǎn)品特性的準(zhǔn)確信息。需要準(zhǔn)確的信息來(lái)確定在不同的環(huán)境和使用情況下怎樣完成產(chǎn)品，并用于指導(dǎo)調(diào)查研究和產(chǎn)品開發(fā)。市場(chǎng)營(yíng)銷和信息文獻(xiàn)也需要準(zhǔn)確地公開產(chǎn)品特性。為了確定產(chǎn)品的特性，并生產(chǎn)具有所期望特性的新產(chǎn)品，制造業(yè)者依靠調(diào)查研究人員(例如，分析化學(xué)家)的經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)知識(shí)。為了確定對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品所期望的改進(jìn)，研究人員通常依靠他們關(guān)于現(xiàn)有產(chǎn)品和產(chǎn)品配制的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。在很多情況下，然而，這也許仍然是一個(gè)反復(fù)努力的試驗(yàn)，需要調(diào)查研究人員生產(chǎn)產(chǎn)品改進(jìn)方案的樣品，并試驗(yàn)這些樣品以確定它們是否適宜于銷售和大量生產(chǎn)。反復(fù)試驗(yàn)的產(chǎn)品開發(fā)和試驗(yàn)可以包括大量不能使用的試驗(yàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)。這可能是個(gè)昂貴的過(guò)程。為了減少生產(chǎn)新產(chǎn)品，或改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品中的花費(fèi)，期望自動(dòng)化的工具可以幫助預(yù)測(cè)產(chǎn)品特性，或可以幫助配制具有特定特性的產(chǎn)品。
通常，一方面，本發(fā)明以計(jì)算機(jī)執(zhí)行配制產(chǎn)品(例如，化學(xué)產(chǎn)品)的方法為特征。該方法包括接收產(chǎn)品配制腳本。該產(chǎn)品是由大量不同的組分配制的，且腳本通過(guò)提出，例如，必需的和可選的組分和相關(guān)的可變組份，來(lái)指導(dǎo)產(chǎn)品的配制。為了提供這種指導(dǎo)，所述腳本可以包括(i)一種識(shí)別配制組分組的組分選擇的選項(xiàng)，(ii)至少一種約束條件，以識(shí)別與一種配制組分的性能相關(guān)的數(shù)值范圍，和(iii)一種目標(biāo)約束條件。處理產(chǎn)品配制腳本以確定用于生產(chǎn)產(chǎn)品的配制組分的集合，其為一種或多種性能符合相關(guān)的目標(biāo)約束條件的產(chǎn)品。腳本的處理還包括從可選的配制組分中的選擇。這種選擇可以通過(guò)確定用于配制產(chǎn)品的配制組分和確定與配制組分相關(guān)的允許的范圍來(lái)完成。允許的范圍可以使配制產(chǎn)品符合目標(biāo)約束條件。
執(zhí)行過(guò)程包括一個(gè)或多個(gè)的下列特征?？梢允褂檬古渲平M分的性能和目標(biāo)性能相互聯(lián)系的配制知識(shí)網(wǎng)來(lái)處理腳本。配制組分性能(其可以從數(shù)據(jù)庫(kù)檢索)包括原料的性能和與制造過(guò)程相關(guān)的性能。處理腳本可以包括確定包括在配方內(nèi)和/或排除在配方外的配制組分。通過(guò)約束條件識(shí)別的范圍可以包括使目標(biāo)約束條件符合的值的范圍和可以致使目標(biāo)約束條件不符合的值的范圍。這些范圍可以識(shí)別，例如，包括在配方中的一種成分的量。處理腳本還可以包括確定是可以達(dá)到的和不可以達(dá)到的目標(biāo)約束條件值。
該方法可以通過(guò)使用在普通或特殊用途的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件來(lái)執(zhí)行。本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的詳述在下面的附圖和描述中提出。本發(fā)明其它的特征，目的和優(yōu)點(diǎn)從描述和附圖，和權(quán)利要求中是顯而易見的。


圖1和2是配制知識(shí)說(shuō)明。
一種配制機(jī)械可以幫助配制新的化學(xué)組合物(一種“目標(biāo)組合物”)。這是通過(guò)靜態(tài)知識(shí)(SK)的處理及確定和動(dòng)態(tài)知識(shí)(DK)的處理來(lái)完成的。通常，靜態(tài)知識(shí)包括通過(guò)配制機(jī)械接收的已知的，預(yù)定的，或特定的使用值，而動(dòng)態(tài)知識(shí)包括通過(guò)配制機(jī)械完成確定值，和推論圖。然而，動(dòng)態(tài)知識(shí)是靜態(tài)知識(shí)和/或其它類型動(dòng)態(tài)知識(shí)的外在或隱含函數(shù)。靜態(tài)知識(shí)可以包括，例如，關(guān)于各種化學(xué)組合物(例如，質(zhì)量，體積)的內(nèi)在性能，制造設(shè)備(例如，容量)，和制造過(guò)程(例如，溫度)的數(shù)據(jù)。靜態(tài)知識(shí)可以在數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出，或通過(guò)用戶輸入來(lái)接收。動(dòng)態(tài)知識(shí)包括在用配制機(jī)械計(jì)算之前還未確定的信息的相似類型。動(dòng)態(tài)知識(shí)還可以包括計(jì)算所需要的中間性能。例如，用戶規(guī)定了特定的處理溫度，然后可以將溫度看作是靜態(tài)知識(shí)。然而，如果用戶指出約束處理溫度的可能值的范圍，那么溫度是動(dòng)態(tài)知識(shí)的一部分，其值可以在計(jì)算過(guò)程中所規(guī)定的范圍內(nèi)變化。特殊變量，像SK或DK的分類不僅是由知識(shí)領(lǐng)域的范圍確定的，也是由用戶規(guī)定的要求確定的。
配制機(jī)械可以幫助確定目標(biāo)組合物的配制。這種確定基于目標(biāo)組合物所期望的性能(“輸出約束條件”)和組成成分的規(guī)定性能和用于生產(chǎn)目標(biāo)組合物的制造過(guò)程(“輸入約束條件”)。配制機(jī)械可以處理輸入約束條件，靜態(tài)知識(shí)，和動(dòng)態(tài)知識(shí)以確定滿足輸出約束條件的目標(biāo)配制組合物。例如，在涂料配制的執(zhí)行中，如下所討論的，配制機(jī)械可以從一組規(guī)定的組成組分中選擇，并確定那些組分的量，以生產(chǎn)在特殊范圍內(nèi)具有抗粘連性能的涂料。
配制機(jī)械通過(guò)使用預(yù)定的和/或動(dòng)態(tài)確定的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)而確定目標(biāo)組合物。將這些SK和DK之間的關(guān)聯(lián)稱為配制知識(shí)網(wǎng)(FKW)。通常，使用此配制知識(shí)網(wǎng)的處理，包括(1)在SK和DK之間建立配制知識(shí)網(wǎng)(FKW)，和然后(2)使用配制知識(shí)網(wǎng)(FKW)解決配制問(wèn)題。建立配制知識(shí)網(wǎng)可以包括人工過(guò)程(即，由程序設(shè)計(jì)員編制程序的步驟)和自動(dòng)執(zhí)行步驟。此處所描述的實(shí)施例中，在PROLOG IV語(yǔ)言中規(guī)定人工確定的關(guān)系，且關(guān)系的建立和自動(dòng)確定可以使用PROLOG IV程序語(yǔ)言的推論-確定函數(shù)來(lái)完成。
SK和DK之間的關(guān)系可以由配制機(jī)械在處理時(shí)以定向的或非定向的方式提出。如果我們具有N個(gè)變量的動(dòng)態(tài)知識(shí)組DK，(DKn，n＝1-N)，和M個(gè)變量的靜態(tài)知識(shí)組SK(SKm，m＝1-M)，那么FKW可以作為一系列函數(shù)提出DKn＝f(SKm)DKn1＝f(DKn2)作為配制計(jì)算的推薦式，配制機(jī)械也可以使用反函數(shù)SKm＝f1(DKn)DKn2＝f1(DKn1)在非定向表達(dá)中，如下面的Prolog IV實(shí)施例，這些反函數(shù)被原函數(shù)明確地示出。在較少?gòu)?fù)雜的表達(dá)中，可以用另一種語(yǔ)言來(lái)完成，這些反函數(shù)可以由程序設(shè)計(jì)員或配制機(jī)械來(lái)建立。
用于特殊執(zhí)行過(guò)程的配制知識(shí)網(wǎng)將依據(jù)特殊的執(zhí)行過(guò)程而不同。例如，直接配制涂料的執(zhí)行過(guò)程將具有與直接生產(chǎn)農(nóng)業(yè)化學(xué)品的執(zhí)行過(guò)程所不同的配制知識(shí)網(wǎng)。在下列討論中，先討論建立配制知識(shí)網(wǎng)的通常適用原則，然后是特殊執(zhí)行過(guò)程的實(shí)施例。該一般原則可以直接地應(yīng)用，或適用于各種不同的問(wèn)題領(lǐng)域。
建立配置知識(shí)網(wǎng)的一般原則包括分配變量以代表靜態(tài)和動(dòng)態(tài)知識(shí)，并建立那些變量之間的關(guān)系。例如，可以為每項(xiàng)靜態(tài)知識(shí)建立變量SKi。同樣地，可以為每項(xiàng)動(dòng)態(tài)知識(shí)建立變量DKi。變量SKi和DKi可以通過(guò)程序設(shè)計(jì)員使用PROLOG IV說(shuō)明來(lái)分配，或者在PROLOG IV處理過(guò)程中，基于推論圖，而動(dòng)態(tài)地確定變量。每個(gè)變量(DKi)可以具有相關(guān)聯(lián)的約束條件，該約束條件定義變量的有效設(shè)置范圍。例如，可以將變量DKi約束至具有1-10的值。也可以用一組約束條件(例如，數(shù)字，邏輯)來(lái)定義變量之間的關(guān)系。
一旦FKW已經(jīng)構(gòu)造，配制機(jī)械可以使用FKW處理特殊用戶要求，如DK計(jì)算(包括DKn所有可能的值)或DK最佳化(包括最佳化DKn所需要的DKm值)。
通過(guò)配制總重量(TW)的計(jì)算來(lái)舉例說(shuō)明變量之間的關(guān)系和約束條件的使用的簡(jiǎn)單實(shí)施例。配制總重量是目標(biāo)組合物的重量，在目標(biāo)組合物中，它可以作為單獨(dú)材料的重量之和來(lái)確定。這樣，對(duì)于由一組n個(gè)材料所組成的目標(biāo)組合物，TW可以按下式來(lái)計(jì)算TW=Σ1nMWi]]>如一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)施例，假設(shè)TW可以由兩個(gè)單獨(dú)材料MW1和MW2形成，且用戶規(guī)定了下列約束條件1000＜＝TW＜＝1050；MW1＝800；且100＜＝MW2＜＝300。配制機(jī)械處理此信息并確定滿足它們約束條件的MW1和MW2的配方，和對(duì)TW的約束條件。在這種情況下，配置機(jī)械識(shí)別，基于輸入約束條件，MW1必須具有800的固定值，且，滿足對(duì)MW2和TW的約束條件，MW2可以具有200-250之間的值。根據(jù)這些結(jié)果結(jié)合MW1和MW2，會(huì)生產(chǎn)出目標(biāo)組合物的重為1000-1050。
配制機(jī)械可以使用存儲(chǔ)知識(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)確定化學(xué)產(chǎn)品的配制信息，該存儲(chǔ)知識(shí)的數(shù)據(jù)庫(kù)是關(guān)于它們的特性，和相互之間的關(guān)系，各種原料，產(chǎn)品應(yīng)用，制造過(guò)程，和化學(xué)產(chǎn)品配制的。這些特性和相互之間的關(guān)系可以通過(guò)在知識(shí)“網(wǎng)”中使不同的變量互相連接而執(zhí)行。這個(gè)“網(wǎng)”在此處稱為配制知識(shí)網(wǎng)。
前述實(shí)施例闡明了配制知識(shí)網(wǎng)用于材料數(shù)量選擇的用途。執(zhí)行過(guò)程還可以使用配制知識(shí)網(wǎng)從不同的材料或過(guò)程中任意選擇。例如，兩種不同的材料X和Y，每種均有它自己的約束條件和性能，可以滿足與目標(biāo)組合物相關(guān)的約束條件。配制知識(shí)網(wǎng)可用于確定X和Y，實(shí)際上，滿足目標(biāo)組合物的約束條件。從而，配制知識(shí)網(wǎng)可以提供有關(guān)材料選擇，和數(shù)量計(jì)算(例如，材料數(shù)量，性能值)的知識(shí)。
在建立FKW中，相同的算法水平處理材料(或過(guò)程)選擇和質(zhì)量計(jì)算是有用的，以便配制機(jī)械可以同時(shí)考慮在用戶要求中所需要的選擇和數(shù)量。這可以，例如，通過(guò)用數(shù)字術(shù)語(yǔ)，如提供選擇的列表中的等級(jí)(ri)，來(lái)表達(dá)材料或過(guò)程選擇而完成。該選擇變成了動(dòng)態(tài)知識(shí)(DK)的數(shù)字函數(shù)，且FKW完全是數(shù)字的。
使用配制機(jī)械確定配制性能可以包括對(duì)影響配制性能的每組因素(用變量表達(dá))計(jì)算最終得到的一組領(lǐng)域(即，區(qū)間)。這些領(lǐng)域可以與界面變量組(IVG)中的變量相關(guān)聯(lián)。實(shí)施例IVG變量可以包括材料名稱，材料數(shù)量，配制性能值，和配制及制造過(guò)程的值。
在某些執(zhí)行過(guò)程中，可以通過(guò)列舉所有變量的值，然后計(jì)算每組列舉的結(jié)果(即，使用所允許的變量值的所有排列確定結(jié)果)來(lái)完成因間計(jì)算。例如，如果整數(shù)變量X和Y用于計(jì)算Z，且1＜＝X＜＝2，1＜＝Y(jié)＜＝3，然后計(jì)算Z的區(qū)間需要對(duì)六種不同的(X，Y)組合(1，1)，(1，2)，(1，3)，(2，1)，(2，2)，(2，3)計(jì)算Z。
通過(guò)解決上面實(shí)施例的總重量提出一個(gè)更加復(fù)雜的難題。當(dāng)整個(gè)范圍的列舉是可能的時(shí)，最好一開始就使用利用區(qū)間算法和固定點(diǎn)算法的解算器。在這種情況下，數(shù)字解算器可以得到下列推論·通過(guò)最初的約束條件將MW1固定在800。
·通過(guò)最初的約束條件，MW2包括在[100，300]之內(nèi)。
·從TW的附加定義，將TW限制在900的最小值和1100的上限，·從最初對(duì)TW的約束條件我們知道TW被限制在1000-1050。
·基于前兩個(gè)加重號(hào)中兩個(gè)TW的限制，將TW的極小值限制在1000，極大值限制在1050。
·通過(guò)TW的定義限制MW2，即MW1固定在800，前面的結(jié)論是TW包括在[1000，1050]的范圍之內(nèi)。所以MW2被限制包括在[200，250]之內(nèi)。
·變量的范圍沒有進(jìn)一步減小是可能的，所以解算器停止。
在這個(gè)實(shí)施例中，解算器正確地推斷了MW2的范圍。然而，在一般情況下，數(shù)字解算器可能不能夠推斷實(shí)際最小范圍，所以解算器可以與列舉算法相結(jié)合，該列舉算法可以探查解算器設(shè)置的減小的約束條件。其可以使用傳統(tǒng)的區(qū)間分割算法來(lái)完成。范圍計(jì)算與數(shù)字列舉的這一結(jié)合比單獨(dú)列舉更加有效地完成了最終范圍的減小，因?yàn)樗槐厮褜ふ麄€(gè)最初的約束條件空間，并比單獨(dú)的區(qū)間算法更加可靠。又，很明確在FKW中，處理材料或過(guò)程選擇作為數(shù)字變量DKri，與數(shù)字約束條件一樣放置在特殊材料或過(guò)程因素選擇的相同水平。
如Prolog IV語(yǔ)言支持約束條件的邏輯程序和區(qū)間算法，的現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以使區(qū)間算法自動(dòng)化。在下面的公開中，基于Prolog IV的配制機(jī)械在此處描述。執(zhí)行過(guò)程可以使用其它的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。動(dòng)態(tài)知識(shí)(DK)最佳化配制機(jī)械可以完成動(dòng)態(tài)知識(shí)最佳化以找到最佳化特定配制特性的數(shù)字變量(Vi)的值。變量Vi的最佳值是由變量與其他變量的直接和間接關(guān)系(其符合DK因素之間直接和間接的關(guān)系)影響的。執(zhí)行過(guò)程可以使用一種或多種最佳算法找到變量的最佳值。通常，期望一個(gè)可以提供正確最佳值的最佳算法(優(yōu)選，所選擇的算法即使在局部最佳條件下，也能夠提供正確的最佳值)。配制機(jī)械可以提供變量的最佳化且可以識(shí)別獲得最佳值所需要的其他變量的當(dāng)前范圍。
Branch和Bound算法是這種最佳算法的已知實(shí)施例，其即使在局部最佳條件下也能夠找到正確的最佳值。列舉算法定義了一搜尋樹，并使用Branch和Bound策略找到此迭代的最佳值。最佳值(On)變成下一個(gè)迭代的界限，所以所述算法又加了一個(gè)新的約束條件情況On＋1＞On。繼續(xù)迭代直到樹完成。完成涂料的配制下面詳細(xì)描述適于配制涂料產(chǎn)品的配制機(jī)械的操作。在這個(gè)實(shí)施例中，配制機(jī)械用于選擇涂料粘合劑，該涂料粘合劑在保持容積(V)，固體溶劑(VS)和顏料容積含量(PVC)在所期望的目標(biāo)范圍內(nèi)時(shí)，可以噴涂較好的后部數(shù)據(jù)塊電阻。涂料產(chǎn)品配制機(jī)械使用原料特性數(shù)據(jù)庫(kù)(每個(gè)均可以在數(shù)據(jù)庫(kù)記錄中用不同的字段來(lái)表達(dá))確定涂料粘合劑，且配制知識(shí)網(wǎng)顯示了影響后部數(shù)據(jù)塊電阻的不同因素的知識(shí)。
圖1表示捕獲涂料配制知識(shí)的配制知識(shí)網(wǎng)的實(shí)施例。此配制知識(shí)網(wǎng)執(zhí)行過(guò)程的源程序代碼和數(shù)據(jù)庫(kù)值在表1中列出。
表1Prolog IV程序代碼/*材料數(shù)據(jù)庫(kù)*/材料(1，‘水’，‘水’，
)。材料(2，‘丙二醇’，‘溶劑’，
)。材料(3，‘SkaneM-8’，‘抗微生物劑’，
)。材料(4，‘Tamol731’，‘分散劑’，
)。材料(5，‘TritonCF-10’，‘表面活性劑’，[1，1.05，1.05，0])。材料(6，‘Ti-PureR-700’，‘氧化鈦’，[1，4，4，0])。材料(7，‘ASP-170’，‘填充劑’，[1，2.58，2.58，0])。材料(8，‘RhoplexHG-74D’，‘粘合劑’，
)。材料(9，‘RhoplexHG-95P’，‘粘合劑’，
)。材料(10，‘RhoplexMultilobe200’，‘粘合劑’，
)。材料(11，‘Texanol’，‘聚結(jié)劑’，[1，0.95，O.95，0])。材料(12，‘AcrysolRM-2020’，‘增稠劑’，
)。/*材料數(shù)據(jù)庫(kù)終端*//*關(guān)系*/材料_名稱(V)-材料(_，V，_，_)。材料_種類(V)-材料(_，_，V，_)。材料_重量_固體(V，[V，_，_，_)。材料_提供_密度(V，[_，V，_，_)。材料_干燥_密度(V，[_，_，V，_])。材料_后部_數(shù)據(jù)塊(V，[_，_，_，V])。/*建立每種材料的數(shù)量關(guān)系*/建立_材料_數(shù)量( )。建立_料料_數(shù)量([[D，[配制_重量，濕潤(rùn)_容積，干燥_重量，干燥_容積|Q]]|數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表])-％ 獲取數(shù)據(jù)材料_提供_密度(D，提供_密度)，材料_干燥_密度(D，干燥_密度)，材料_重量_固體(D，重量_固體)，％ 設(shè)置區(qū)間解算器關(guān)系濕潤(rùn)_容積＝配制_重量./.提供_密度，干燥_重量＝配制_重量.*.重量_固體，干燥_容積＝干燥_重量./.干燥_密度，建立_材料_數(shù)量(數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表)。/*建立總重量關(guān)系*/總_重量( ，0)?？俖重量([[D，Q]|數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表]，V)-材料_配制_重量([(D，Q]，F(xiàn)W)，V=FW.+.V1，總_重量(數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V1)。/*水建立總?cè)莘e關(guān)系*/總_容積( ，0)。總_容積([[D，Q]|數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表]，V)—材料_濕潤(rùn)_容積([D，Q]，WV)，V=WV.＋.V1，總_容積(數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V1)。/*建立總干燥容積關(guān)系*/總_干燥_容積( ，0)?？俖干燥_容積([[D，Q]|數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表]，V)-材料_干燥_容積([D，Q]，DY)，V=DV.＋.V1，總_干燥_容積(數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V1)。/*建立顏料干燥容積關(guān)系*/顏料_干燥_容積(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)-總_干燥_容積(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)。/*建立總干燥重量關(guān)系*/總_干燥_重量( ，0)?？俖干燥_重量([[D，Q]|數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V]-材料_干燥_重量(D，Q]，MDW)，V=MDW.＋.V1，總_干燥_重量(數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V1)。/*建立干燥重量粘合劑關(guān)系*/干燥_重量_粘合劑(粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)-總_干燥_重量(粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)。/*建立粘合劑數(shù)量關(guān)系*/建立_部分_粘合_重量_數(shù)量( ，_)。建立_部分_粘合_重量_數(shù)量([[D，[_，_，干燥_重量，_，部分_粘合_重量|Q]]|粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表]，DWB)-部分_粘合_重量＝干燥_重量./.DWB，建立_部分_粘合_重量_數(shù)量(粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，DWB)。*/建立實(shí)積關(guān)系*/vs(配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)-總_干燥_容積(配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，TDV)，總_容積(配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，TV)，V=TDVA./.TV。/*建立顏料容積含量關(guān)系*/pvc(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)-顏料_干燥_容積(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，PDV)，總_干燥_容積(配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，TDV)，V=PDV./.TDV。/*建立blockPVC關(guān)系*/block_pvc(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)-pvc(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，PVC)，v＝if(bco(PVC，0，0.3)，0，if(bco(PVC，0.3，0.4)，(PVC.-.0.3).*.10，1))。/*建立粘合劑后部數(shù)據(jù)塊關(guān)系*/粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總( ，0)。粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總([[D，Q]|粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表]，V)-材料_后部_數(shù)據(jù)塊(D，LB)，部分_粘合_重量([D，Q]，F(xiàn)BW)，V＝(LB.*.FBW).＋V1，粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總(粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V1)。/*建立后部數(shù)據(jù)塊關(guān)系*/后部_數(shù)據(jù)塊_(粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，V)-粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總(粘合劑_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，BLBT)，block__PVC(顏料_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，配制_數(shù)據(jù)_數(shù)量_列表，BPVC)，V=BLBT.＋.BPVC.*.(10.-.BLBT)。表1PrologIV程序代碼(英文本)/* Database of Materials */material(1，′Water′，′Water′，
).material(2，′Propylene Glycol′，′Solvent′，
).material(3，′Skane M-8′，′Biocide′，
).material(4， ′Tamol 731′，′Dispersant′，
).material(5，′Triton CF-10′，′Surfactant′，[1，1.05，1.05，0]).material(6，′Ti-Pure R-700′，′TiO2′， [1，4，4，0]).material(7，′ASP-170′，′Extender′，[1，2.58，2.58，0]).material(8， ′Rhoplex HG-74D′，′Binder′，
).material(9，′Rhoplex HG-95P′，′Binder′，
).material(10，′Rhoplex Multilobe200′，′Binder′，
).material(11，′Texanol′，′Coalescent′，
).material(12，′Acrysol RM-2020′，′Thickener′，
)./* End of Database of Materials *//* Relationships */mat_name(V):-material(_，V，_，_).mat_class(V):-material(_，_， V，_).mat_wt_solids(V，[V，_，_ ，_ ]).mat_supplied_density(V，[_，V，_，_]).mat_dry_density(V，[_，_，V，_]).mat_late_block(V，[_，_，_，V])./* Builds Quantity Relations for each material */build_material_quantity([]).build_material_quantity([[D，[Formula_Wt，Wet_Vol，Dry_Wt，Dry_Vol|Q]]|Data_Quant_List])-％ Gets datamat_supplied_density(D，Supp_Dens)，mat_dry_density(D，Dry_Dens)，mat_wt_solids(D，Wt_Sol)，％ Sets Interval Solver RelationshipsWet_Vol＝Formula_Wt./.Supp_Dens，Dry_Wt＝Formula Wt.*.Wt_Sol，Dry_Vol＝Dry_Wt./.Dry_Dens，build_material_quantity(Data_Quant_List)./* Builds Total Weight Relation */tot_wt([]，0).tot_wt([[D，Q]|Data_Quant_List]，V)-mat_formula_wt([D，Q]，F(xiàn)W)，V＝FW.＋.V1，tot_wt(Data_Quant_List，V1)./* Builds Total Volume Relation */tot_vol([]，0).tot_vol([[D，Q]|Data_Quant_List]，V)-mat_wet_vol([D，Q]，WV)，V＝WV.＋.V1，tot_vol(Data_Quant_List，V1)./* Builds Total Dry Volume Relation */tot_dry_vol([]，0).tot_dry_vol([[D，Q]|Data_Quant_List]，V)-mat_dry_vol([D，Q]，DV)，V＝DV.＋.V1，tot_dry_vol(Data_Quant_List，V1)./* Builds Pigment Dry Volume Relation */pig_dry_vol(Pigment_Data_Quant_List，V)-tot_dry_vol(Pigment_Data_Quant_List，V)./* Builds Total Dry Weight Relation */tot_dry_wt([]，0).tot_dry_wt([[D，Q]|Data_Quant_List]，V):-mat_dry_wt([D，Q]，MDW)，V＝MDW.＋.V1，tot_dry_wt(Data_Quant_List，V1)./* Builds Dry Weight Binder Relation */dry_wt_binder(Binder_Data_Quant_List，V)-tot_dry_wt(Binder_Data_Quant_List，V)./* Builds Quantity Relations for Binders */build_fract_bind_wt_quantity([]，_).build_fract_bind_wt_quantity([[D，[_，_，Dry_Wt，_，F(xiàn)ract_Bind_Wt[Q]]|Binder_Data_Quant_List]，DWB)-Fract_Bind_Wt＝Dry_Wt./.DWB，build_fract_bind_wt_quantity(Binder_Data_Quant_List，DWB)./* Builds Volume Solids Relation */vs(Formulation Data Quant List，V)-tot_dry_vol(Formulation_Data_Quant_List，TDV)，tot_vol(Formulation_Data_Quant_List，TV)，V＝TDVA./.TV./* Builds Pigment Volume Content Relation */pvc(Pigment_Data_Quant_List，F(xiàn)ormulation_Data_Quant_List，V)-pig_dry_vol(Pigment_Data_Quant_List，PDV)，tot_dry_vol(Formulation_Data_Quant_List，TDV)，V＝PDV./.TDV./* Builds block PVC Relation */block_pvc(Pigment_Data_Quant_List，F(xiàn)ormulation_Data_Quant_List，V)-pvc(Pigment_Data_Quant_List，F(xiàn)ormulation_Data_Quant_List，PVC)，V＝if(bco(PVC，0，0.3)，0，if(bco(PVC，0.3，0.4)，(PVC.-，0.3).*.10，1))./* Builds Binder Late Block Relation */bind_late_block_tot([]，0).bind_late_block_tot([[D，Q]|Binder_Data_Quant_List]，V):_mat_late_block(D，LB)，fract_bind_wt([D，Q]，F(xiàn)BW)，V＝(LB.*.FBW).＋.V1，bind_late_block_tot(Binder_Data_Quant_List，V1)./* Builds Late Block Relation */late_block(Binder_Data_Quant_List，Pigment_Data_Quant_List，F(xiàn)ormulation_Data_Quant_List，V)-bind_late_block_tot(Binder_Data_Quant_List，BLBT)，block_PVC(Pigment_Data_Quant_List，F(xiàn)ormulation_Data_Quant_List，BPVC)，V＝BLBT.＋.BPVC.*.(10.-.BLBT).
配制機(jī)械可以讀取原料數(shù)據(jù)庫(kù)，以確定原料固有的特性和那些材料的用途。例如，表1中的程序代碼包括十二種原料的數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包括每種材料的名稱，分類，固體部分，提供的密度，干燥密度，和后部數(shù)據(jù)塊電阻特性。下表，在下面更加充分地解釋，顯示這個(gè)材料數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)施例的內(nèi)容表2
表1源代碼還包括一組六個(gè)函數(shù)，以從材料數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取信息。這些函數(shù)以偽碼的形式表示并如下作進(jìn)一步的解釋讀取材料數(shù)據(jù)庫(kù)的函數(shù)材料名稱(i)讀取與材料有關(guān)的唯一名稱。
材料分類(i)讀取關(guān)于材料的分類信息。分類信息可以識(shí)別材料的用途。在表1中，材料的分類包括“水”、“溶劑”、“粘合劑”等。
材料_重量_固體(i)返回固體材料的重量部分。
材料_提供_密度(i)返回所提供形式(液體或固體)的材料密度(kg/liter)。
材料_干燥_密度(i)返回涂膜材料中的干燥固體密度(kg/liter)。
粘合_后部_數(shù)據(jù)塊(i)返回基于粘合劑(i)的l8PVC光澤涂料配方的后部數(shù)據(jù)塊電阻。
在這個(gè)實(shí)施例中，每種材料的基本單位是重量。對(duì)于材料的特殊配制，總材料配方以材料配制重量來(lái)表達(dá)材料_配制_重量[mat_formula_wt](i)是配方中材料(i)的重量。
配制機(jī)械處理配制知識(shí)網(wǎng)，使材料和有關(guān)目標(biāo)產(chǎn)品的配制知識(shí)和制造過(guò)程相互聯(lián)系。在此處的實(shí)施例中，配制知識(shí)網(wǎng)包括下列配制知識(shí)說(shuō)明特定材料的干燥重量是材粒_干燥_重量(i)＝材料_配制_重量(i)*材料_重量_固體(i)[mat_dry_wt(i)＝mat_formula_wt(i)*mat_wt_solids(i)]濕潤(rùn)涂料中特定材料(i)的容積分配是材料_濕潤(rùn)_容積(i)＝材料_配制_重量(i)/材料_提供_密度(i)[mat_wet_vol(i)＝mat_formula_wt(i)/mat_supplied_density(i)]干燥涂料中特定材料(i)的容積分配是材料_干燥_容積(i)＝材料_干燥_重量(i)/材料_干燥_密度(i)[mat_dry_vol(i)＝mat_dry_wt(i)/mat_dry_dersity(i)]涂料總重量是單獨(dú)材料的重量之和總_重量＝∑所有材料材料_配制_重量(i)[tot_wt＝∑allmaterialmat_formula_wt(i)]涂料總?cè)莘e是單獨(dú)材料的容積之和總_容積＝∑所有材料材料_濕潤(rùn)_容積(i)[tot_vol＝∑allmaterialmat_wet_vol(i)]涂料的總干燥容積是單獨(dú)材料的干燥容積之和總_干燥_容積＝∑所有材料材料_干燥_容積(i)[tot_dry_vol＝∑allmaterialmat_dry_vol(i)]涂料中顏料的干燥容積是近似的和，僅適用于顏料顏料_干燥_容積＝∑顏料材料_干燥_容積(i)涂料中粘合劑的干燥重量是干燥_重量_粘合劑＝∑所有粘合劑材料_干燥_重量(i)[dry_wt_binder＝∑all bindersmat_dry_wt(i)]特定粘合劑(i)的粘合劑部分是部分_粘合_重量(i)＝材料_干燥_重量(i)/干燥_重量_粘合劑[fract_bind_wt(i)＝mat_dry_wt(i)/dry_wt_binder]配方的實(shí)積(VS)是VS＝總_干燥_容積/總_容積[VS＝tot_dry_vol/tot_vol]配方的顏料容積含量(PVC)是PVC＝顏料_干燥_容積/總_干燥_容積[PVC＝pig_dry_vol/tot_dry_vol]。
在某些情況下，材料對(duì)配方特性的作用是通過(guò)一系列不同的公式提出的，根據(jù)配方中材料的濃度使用特定的公式。例如，PVC和數(shù)據(jù)塊電阻之間的關(guān)聯(lián)取決于PVC的濃度，并可以用下組的關(guān)系表達(dá)
粘合劑對(duì)block resistance的貢獻(xiàn)是粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總＝∑i＝粘合劑(粘合_后部_數(shù)據(jù)塊(i)*部分_粘合_重量(i))[bind_late_block_tot＝∑i＝binders(bind_late_block(i)*fract_bind_wt(i)]目標(biāo)性能，后部數(shù)據(jù)塊是后部_數(shù)據(jù)塊＝粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總＋數(shù)據(jù)塊_PVC*(10-粘合_后部_數(shù)據(jù)塊總)[late_block＝bind_late_block_tot＋block_PVC*(10-bind_late_block_tot)]。
配制機(jī)械可以確定配方的特性，并可以基于產(chǎn)品配制腳本幫助確定改進(jìn)的配制。產(chǎn)品配制腳本可以概述用于配制產(chǎn)品的配方(即，材料或成分的列表)，約束配方中的特定成分，從材料中任意選擇，并約束所生產(chǎn)的輸出產(chǎn)品。成分列表的實(shí)施例可以包括基礎(chǔ)涂料配制配方中的下列成分表3起點(diǎn)配制
此起點(diǎn)配制的期望性能可以使用圖1中的配制知識(shí)網(wǎng)通過(guò)配制機(jī)械來(lái)計(jì)算(用表1中的程序代碼表達(dá))。這些起點(diǎn)性能如下所示
用戶可能希望通過(guò)改進(jìn)起點(diǎn)配方來(lái)確定一種新的涂料配方，該配方是基于一組用戶規(guī)定的約束條件的。產(chǎn)品配制腳本可以識(shí)別用戶規(guī)定的約束條件，如這些材料選擇和材料水平的約束條件。
材料選擇約束條件規(guī)定材料組至某種可互換的程度。然而，一組中的特定選擇可以具有不同的性能。配制機(jī)械可以確定一組中的特定成分，所選擇的這些特定成分應(yīng)當(dāng)滿足用戶規(guī)定的配制約束條件。原料數(shù)據(jù)庫(kù)中的材料分類信息可以用于確定包括在一組中的適宜材料。例如，表2的數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別3種不同的粘合劑。在改進(jìn)表3中的起點(diǎn)配制時(shí)，用戶可以規(guī)定粘合劑(表3中的“RhoplexHG-74D”)可以由配制機(jī)械來(lái)改變，并可以是3種粘合劑中的一種(i)RhoplexHG-74D，(ii)Rhoplex HG-95P或(iii) Rhoplex Multilobe200。用戶還可以規(guī)定材料水平約束條件；(例如，“粘合劑的重量包括在400-600kg之間)。對(duì)于我們的實(shí)施例，規(guī)定了下列附加約束條件水的水平約束條件讓配方中最后的水的重量包括在0-300kg之間。其他材料讓起點(diǎn)中所有其他材料選擇和水平固定在表3配制中所給的它們最初的值上。
此外規(guī)定輸入材料的約束條件，用戶可以為配制(輸出)產(chǎn)品規(guī)定目標(biāo)約束條件。在我們的實(shí)施例中，這些約束條件如下所示讓總重量為任意值(未約束的)；讓總?cè)莘e包括在833-835之間；讓實(shí)積包括在32.5％-33.0％之間；讓PVC小于或等于18.5％；且讓后部數(shù)據(jù)塊大于或等于7.0。
從我們的起點(diǎn)配制約束條件，配制系統(tǒng)，使用表1中的程序知識(shí)，可以推斷下列兩種方案空間滿足用戶規(guī)定的輸入和目標(biāo)產(chǎn)品約束條件方案#1方案#1是配置機(jī)械選擇Rhoplex HG-74D作為粘合劑的配方。最終的配制“空間”如下所示
根據(jù)方案#1生產(chǎn)的涂料的特定性能取決于所選擇的特定材料水平，且具有下列范圍
方案#2方案#2是配制機(jī)械選擇Rhoplex HG-95P作為粘合劑的配方。最終的配制空間如下所示
根據(jù)方案#2生產(chǎn)的涂料的特定性能取決于所選擇的特定材料水平，并具有下列范圍
拒絕接受的選擇配制機(jī)械還可以確定粘合劑Rhoplex Mullilobe200不能滿足特定的約束條件。因此，配制機(jī)械拒絕Rhoplex Multilobe200作為粘合劑。至于RhoplexMultilobe200，配制知識(shí)網(wǎng)可以確定特定的約束條件粘合_后部_數(shù)據(jù)塊＝2[bin_late_block＝2]部分_粘合_重量＝1[fract_bind_wt＝1]數(shù)據(jù)塊PVC＝0[block_PVC＝0]結(jié)論中的這一結(jié)果是粘合_后部_數(shù)據(jù)塊_總＝2且后部_數(shù)據(jù)塊(late_block)＝2。根據(jù)要求后部_數(shù)據(jù)塊至少為7的特定約束條件，這不是一個(gè)有效的結(jié)果。所以，配制機(jī)械拒絕接受Rhoplex Multilobe200。
從上面的實(shí)施例可以看出，使用用戶規(guī)定的約束條件，可以確定滿足那些約束條件的配制。然而，已確定的配制方案的特性不能夠跨越約束條件所允許的整個(gè)空間。例如，雖然最初約束條件顯示了可以包括400-600kg的粘合劑，如果這個(gè)范圍，事實(shí)上，用于溶液配制，就會(huì)違背其他約束條件。為了提供進(jìn)一步的配制指導(dǎo)，配制機(jī)械可以提供修改的輸入水平約束條件，以確保配制方案，事實(shí)上，滿足所期望的約束條件。在這個(gè)實(shí)施例中，配制機(jī)械可以作出如下測(cè)定·粘合劑應(yīng)該是Rhoplex HG-74D或Rhoplex HG-95P。·當(dāng)使用Rhoplex HG-74D時(shí)，粘合劑的重量應(yīng)該在522.04-534.16kg之間，當(dāng)使用Rhoplex HG-95P時(shí)，粘合劑的重量應(yīng)該在502.94-514.61kg之間。·當(dāng)使用Rhoplex HG-74D時(shí)，水的重量應(yīng)該在116.01-127.48之間，當(dāng)使用Rhoplex HG-95P時(shí)，水的重量應(yīng)該在148.50-159.26之間。·總重量應(yīng)該在1001.49-1016.22之間?！と莘e應(yīng)該在833-835之間(與輸入約束條件相同)?！?shí)積應(yīng)該在32.50-32.97之間?！VC應(yīng)該在18.21％-18.46％之間(比較緊密的輸入)?！ず蟛繑?shù)據(jù)塊電阻應(yīng)該在7-9之間(比較緊密的輸入)。
如果用戶隨后進(jìn)一步約束后部數(shù)據(jù)塊電阻至大于8，配制機(jī)械將推斷正確的粘合劑是Rhoplex HG-95P且最終產(chǎn)品的特性具有上面表達(dá)的數(shù)字約束條件。因此，配制機(jī)械可以用于確定適宜的材料和材料水平以滿足輸入和目標(biāo)性能約束條件。根據(jù)所解決問(wèn)題的復(fù)雜性，執(zhí)行過(guò)程可以使用更大量的涂料執(zhí)行性能和原料和水平。
下列代碼表示PROLOG IV產(chǎn)品配制腳本的重要細(xì)節(jié)，規(guī)定了表3中的基礎(chǔ)涂料配制配方，和允許的約束條件和使用基礎(chǔ)配方配制涂料的任意選擇。ptm([8，-1，0]，/*下列輸入進(jìn)入一個(gè)起點(diǎn)配制*//*和特定配制所允許的范圍*//*和所允許的選擇*//*下列7個(gè)組分具有固定的水平*/[[1，‘研磨’，17，1，eq(‘水’)，5，5，1]，[2，‘研磨’，18，1，eq(‘丙二醇’)，40，40，1]，[3，‘研磨’，7，1，eq(‘SkaneM-8’)，2，2，1]，[4，‘研磨’，4，1，eq(‘Tamol 731’)，8，8，1]，[5，‘研磨’，15，1，eq(‘Triton CF-10’)，8，8，1]，[6，‘研磨’，16，1，eq(‘Ti-PureR-700’)，200，200，1]，[7，‘減少’，17，2，eq(‘水’)，20，20，1]，/*下列組分允許從中選擇*//*三種材料組*/[8，‘減少’，2，1，inlist(‘RhoplexHG-74D’，‘RhoplexHG-95P’，‘RhoplexMultilobe200’)，400，600，1]，/*下列2組分具有固定水平*/[9，‘減少’，3，1，eq(‘Texanol’)，30，30，1]，[10，‘減少’，14，0，eq(‘AcrysolRm-2020’)，40，40，1]，/*下列組分可以在0-300內(nèi)變化*/[11，‘減少’，17，3，eq(‘水’)，0，300，1]，/*下列命令識(shí)別輸出數(shù)據(jù)*//*所要求的和輸出約束條件*//*總?cè)莘e，833-835*/[[‘總?cè)莘e’，833,835，_，_]，/*不約束總重量*/[‘總重量’，_，_，_]，/*總PVC可以至18.5％*/[‘總PVC’，_，0.185，‘百分比’，_]，/*實(shí)積可以為32.5％-33％*/[‘實(shí)積’，0.325，0.33，‘百分比’，_]，/*后部數(shù)據(jù)塊必須等于，或大于，7*/[‘后部數(shù)據(jù)塊’，7_，‘10標(biāo)度’，_]，]， )。上列代碼的英文版本ptm([8，-1，0]，/* The following inputs enter a starting point formulation *//* as well as permitted ranges for particular formulation *//* and permitted selections *//* The following 7 components have a fixed level */[[1，′Grind′，17，1，eq(′Water′)，5，5，1]，[2，′Grind′，18，1，eq(′Propylene Glycol′)，40，40，1]，[3，′Grind′，7，1，eq(′Skane M-8′)，2，2，1]，[4，′Grind′，4，1，eq(′Tamol731′)，8，8，1]，[5，′Grind′，15，1，eq(′Triton CF-10′)，8，8，1]，[6，′Grind′，16，1，eq(′Ti-Pure R-700′)，200，200，1]，[7，′LetDown′，17，2，eq(′Water′)，20，20，1]，/* The following component allows a selection from *//* a group of three materials */[8，′LetDown′，2，1，inlist([′Rhoplex HG-74D′，′Rhoplex HG-95P′，′Rhoplex Multilobe 200′])，400，600，1]，/* The following 2 components have fixed levels */[9，′LetDown′，3，1，eq(′Texanol′)，30，30，1]，[10，′LetDown′，14，0，eq(′Acrysol RM-2020′)，40，40，1]，/* the following component can vary in the range 0-300 */[11，′LetDown′，17，3， eq(′Water′)，0，300，1]]，/* The following commands identify the output data *//* being requested and output constraints *//* Total volume range833-835 */[[′Total Volume′，833，835，_，_]，/* Total Weight is unconstrained */[′Total Weight′，_，_，_，_]，/* Total PVC may be up to 18.5％ */[′Total PVC′，_，0.185，′Percent′，_]，/* Volume solids can range from 32.5 - 33 percent */[′Volume Solids′，0.325，0.33，′Percent′，_]，/* Late block must be equal to，or greater than，7 */[′Late Block′，7，_，′10Scale′，_]，]，[]).執(zhí)行過(guò)程可以包括圖形用戶界面前端，以產(chǎn)生前述的輸入和查詢代碼。研磨料執(zhí)行過(guò)程除材料和材料水平的選擇和確定外，配制機(jī)械還可以用于確定制造，應(yīng)用，和特定材料的配制過(guò)程。在下面的實(shí)施例中，配制機(jī)械的執(zhí)行過(guò)程用于確定除草劑制備應(yīng)用的研磨料特性。
在用于農(nóng)業(yè)使用的除草劑的制備中，其中一個(gè)處理步驟是研磨料的制備。最終研磨料的重要性能是粒徑分布，其在很大程度上，可以確定最終配方的其它重要性能，如粘度外形，穩(wěn)定性，和懸浮性。這種分布可以用第50個(gè)百分位粒徑和第90個(gè)百分位粒徑來(lái)表達(dá)。第50個(gè)百分位粒徑是50％的顆粒小于此粒徑。第90個(gè)百分位粒徑是90％的顆粒小于此粒徑。(這些粒徑分別由變量粒徑_50_終值(ps_50_flal)和粒徑_90_終值(ps_90_fmal)表達(dá))。
研磨料的最終粒徑可以從所使用的特定研磨的功率draw，研磨中小珠的密度，所使用研磨的處理方法，研磨時(shí)間，最初的粒徑分布，和大量其它的設(shè)備，處理，和材料性能而預(yù)知。下列單一活性成分研磨料用代表此知識(shí)類型的一組變量和方程式表達(dá)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別研磨設(shè)備和相關(guān)性能。設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)可以包括下列數(shù)據(jù)字段研磨機(jī)_類型(mill_type)用于研磨研磨料的研磨機(jī)的唯一名稱研磨_功率_馬力(milling power_draw)由這種研磨機(jī)_類型所得的最大功率圖珠_類型(bead_type)所用珠的類型的唯一名稱珠_密度(bead_density)所用珠的密度對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，設(shè)備數(shù)據(jù)庫(kù)如下所示
過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)識(shí)別特定的研磨過(guò)程和那些過(guò)程的特性。過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)可以包括下列數(shù)據(jù)字段研磨機(jī)_操作_類型(mill_operation_type)識(shí)別運(yùn)行研磨機(jī)的特定方法的唯一名稱。
d90_與_d50比率(090_to_dSO_ratio)運(yùn)行研磨機(jī)的特定方法所期望的第90個(gè)百分位粒徑與第50個(gè)百分位粒徑的比率。
對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)可以如下所示
材料數(shù)據(jù)庫(kù)材料數(shù)據(jù)庫(kù)包括原料的特性。材料數(shù)據(jù)庫(kù)可以包括下列數(shù)據(jù)字段材料_名稱配方中材料的唯一名稱材料_重量_固體材料中的固體重量部分材料_干燥_密度干燥配制中材料的密度材料_提供_密度所提供形式的材料的密度技術(shù)_表面_能量(tech_surface_energy)研磨料中技術(shù)活性材料的表面能粒徑_50_最初(ps_50_initial)研磨料中技術(shù)活性材料的粒徑對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，材料數(shù)據(jù)庫(kù)如下所示
所制備的研磨料的性能，部分地，可以基于一組與各種相關(guān)制造變量有關(guān)的最初性能所確定。這些變量可以包括下述
這些變量可以用于計(jì)算一組研磨料的中間性能。獲得這些性能的中間性能，和計(jì)算，可以包括下列材料_干燥_重量(i)＝材料_配制_重量(i)*材料_重量_固體(i)[mat_dry_wt(i)＝mat_formula_wt(i)*mat_wt_solids(i)]材料_干燥_容積(i)＝材料_干燥_重量(i)/材料_干燥_密度(i)[mat_dry_vol(i)＝mat_dry_wt(i)/mat_dry_density(i)]材料_濕潤(rùn)_容積(i)＝材料_配制_重量(i)/材料_提供_密度(i)[mat_wet_vol(i)＝mat_formula_wt(i)/mat_supplied_density(i)]總_干操_容積_研磨料＝∑研磨料中的所有材料材料_干燥_容積(i)[tot_dry_vol_millbase＝∑all material in millbasemat_dry_vol(i)]總_容積_研磨料＝∑研磨料中的所有材料材料_濕潤(rùn)_容積(i)[tot_vol_millbase＝∑all material in millbasemat_wet_vol(i)]總_重量_研磨料＝∑研磨料中的所有材料材料_配制_重量(i)[tot_wt_millbase＝∑all material in millbasemat_formula_wt(i)]固體_因素_研磨料＝總_干燥_容積_研磨料/總_容積_研磨料[solids_factor_millbase＝tot_dry_vol_millbase/tot_vol_millbase]珠_密度_因素＝珠_密度/2.5[bead_density_factor＝bead_density/2.5]研磨_能量＝研磨_功率_draw*研磨_時(shí)間[milling_energy＝milling_power_draw*milling_time]特定_研磨_能量＝研磨_能量/總_重量_研磨料[specific_milling_energy＝milling_energy/tot_wt_millbase]研磨_效率＝固體_因素_研磨料*珠_密度_因素*珠_填充_部分*珠_大小[milling_efficiency＝solids_factor_millbase*bead_density_factor*bead_fill_fraction*bead _size]面積_與_直徑_因素_研磨料=0.006*固體_因素_研磨料/總_重量_研磨料[area_to_diameter_factor_millbase＝0.006*solids_factor_millbase/tot_wt_millbase]表面_面積_增加＝(研磨_效率*特定_研磨_能量)/技術(shù)_表面_能量[surface_area_increase＝(milling_efficiency*specific_milling_energy)/tech_surface_energy]表面_面積_50_0_研磨料＝1,000,000*面積_與_直徑_因素_研磨料/粒徑_50_最初[surface_area_50_0_millbase＝1,000,000*area_to_diameter_factor_millbase/ps_50_initial]表面_面積_50_終值_研磨料＝表面_面積_50_0_研磨料＋表面_面積_增加[surface_area_50_final_millbase＝surface_area_50_0_millbase＋surface_area_increase]最終粒徑可以從中間性能計(jì)算粒徑_50_終值＝1,000,000*面積_與_直徑_因素_研磨料/粒徑_50_終值_研磨料[ps_50_final＝1,000,000*area_to_diameter_factor_millbase/surface_area_50_final_millbase]粒徑_90_終值＝粒徑_50_終值*d90_至_d50_比率[ps_90_final＝ps_50_final*d90_to_d50_ratio]這些關(guān)系在圖2中列出。執(zhí)行這個(gè)實(shí)施例的程序代碼是根據(jù)表1中程序代碼的教導(dǎo)得出的。在這個(gè)實(shí)施例中，有關(guān)材料，過(guò)程和設(shè)備特性的知識(shí)是相互聯(lián)系的。材料選擇和水平是由材料_名稱和材料_配制_重量表達(dá)的。過(guò)程選擇和參數(shù)是由研磨_操作_類型和研磨時(shí)間的選擇和珠_填充_部分給定的。設(shè)備選擇和參數(shù)是由研磨機(jī)_類型和珠_類型選擇和珠_大小參數(shù)給定的。
下面將描述上述配制知識(shí)網(wǎng)和數(shù)據(jù)庫(kù)的用途。在下面的實(shí)施例中，配制知識(shí)網(wǎng)用于確定可產(chǎn)生粒徑_50_終值和粒徑_90_終值的所期望目標(biāo)粒徑的過(guò)程和設(shè)備。
研磨料配制知識(shí)網(wǎng)的使用可以用用戶選擇的一組最初約束條件開始。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，用戶選擇的約束條件包括下列材料，目標(biāo)研磨料，設(shè)備選擇，設(shè)備參數(shù)，過(guò)程選擇，和過(guò)程參數(shù)約束條件用戶規(guī)定的材料約束條件
用戶規(guī)定的目標(biāo)研磨料約束條件
用戶規(guī)定的設(shè)備選擇約束條件
用戶規(guī)定的設(shè)備參數(shù)約束條件
用戶規(guī)定的過(guò)程選擇約束條件
用戶規(guī)定的過(guò)程參數(shù)約束條件
給定這些約束條件，數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系，配制機(jī)械可以動(dòng)態(tài)地確定獲得目標(biāo)粒度所需要的過(guò)程?；谏鲜雠浞胶图s束條件，配制機(jī)械可以得到有關(guān)研磨機(jī)操作類型和操作時(shí)間的下述結(jié)論研磨機(jī)操作類型總結(jié)
研磨時(shí)間總結(jié)(固定研磨機(jī)_操作_類型之前的變量范圍)
對(duì)于特定珠的類型，研磨時(shí)間的范圍取決于研磨機(jī)操作類型。例如，如果將珠的類型約束為氧化鋯(YTZ)，有效的研磨時(shí)間范圍如下所示
因此，滿足用戶規(guī)定的目標(biāo)約束條件的一個(gè)過(guò)程選擇是在研磨中使用氧化鋯珠，使用88分鐘研磨時(shí)間的三次不連續(xù)通過(guò)。這會(huì)生產(chǎn)出1.00微米的粒徑_50_終值和3.24微米的粒徑_90_終值。在方案空間內(nèi)的其他選擇也會(huì)滿足用戶規(guī)定的約束條件。
本發(fā)明可以在數(shù)字電子線路，或計(jì)算機(jī)硬件，微程序語(yǔ)言，軟件或它們的結(jié)合中執(zhí)行。本發(fā)明的設(shè)備可以在計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品中執(zhí)行，該產(chǎn)品確實(shí)通過(guò)程序處理器配備在機(jī)器可讀取存儲(chǔ)裝置中而用于執(zhí)行；本發(fā)明的方法步驟可以通過(guò)程序處理器來(lái)完成，該處理器通過(guò)對(duì)輸入數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的輸出進(jìn)行操作，執(zhí)行指令程序而完成本發(fā)明的作用。本發(fā)明還可以有益地在一種或多種計(jì)算機(jī)程序上執(zhí)行，該程序在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上是可執(zhí)行的，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括至少一個(gè)相連的程序處理器以接收數(shù)據(jù)和指令，并傳送數(shù)據(jù)和指令，至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，至少一個(gè)輸入裝置，和至少一個(gè)輸出裝置。每種計(jì)算機(jī)程序均可以在高水平的程序性或目標(biāo)取向性程序語(yǔ)言中執(zhí)行，如果希望，或在匯編或機(jī)器語(yǔ)言中執(zhí)行；在任何情況下，語(yǔ)言可以是編譯過(guò)或解釋過(guò)的語(yǔ)言。適宜的處理器包括，通過(guò)實(shí)施例，普通和特殊目的的微處理器。通常，處理器從只讀存儲(chǔ)器和/或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中接收指令和數(shù)據(jù)。適于體現(xiàn)計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置包括所有形式的永久性存儲(chǔ)器，包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，如EPROM，EEPROM，和閃存裝置；磁盤如內(nèi)部硬盤和可更換磁盤；磁光磁盤；和CD-ROM盤。前述的任何一種均可以增補(bǔ)，或結(jié)合，特殊設(shè)計(jì)的ASICs(特定應(yīng)用的集成電路)。
本發(fā)明的大量實(shí)施例已經(jīng)描述。然而，應(yīng)該明白在不脫離本發(fā)明精神和范圍下可以進(jìn)行各種改進(jìn)。例如，其他程序語(yǔ)言可以用于執(zhí)行配制知識(shí)機(jī)械?？梢杂脠D形用戶界面或網(wǎng)界面使用配制知識(shí)機(jī)械。材料，過(guò)程，和其它數(shù)據(jù)條目可以在外部數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，如基于數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)查詢語(yǔ)言(SQL)，電子表格，或其它數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)并通過(guò)程序代碼存取，該程序代碼使用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序界面(APIs)來(lái)運(yùn)行配制機(jī)械。
此處描述的配制發(fā)明可以用于各種工業(yè)中的配制問(wèn)題。可以從本發(fā)明中獲益的工業(yè)包括食品制備，建筑、石油、化妝品、電子、塑料、材料制造和環(huán)境工業(yè)。在食品制備業(yè)中，可運(yùn)行配制機(jī)械以再配制結(jié)合，烹調(diào)，和處理食品成分，又再配制過(guò)程如發(fā)酵和葡萄酒或啤酒的混合。在建筑工業(yè)中，用于生產(chǎn)建筑產(chǎn)品，如水泥，砂子，和其它固體材料與水的混合物，以生產(chǎn)砂漿的過(guò)程可以再配制。在石油工業(yè)中，化學(xué)混合物(例如，處理和混合基礎(chǔ)油和添加劑以制備電動(dòng)機(jī)油，可以再配制)。在塑料工業(yè)中，來(lái)源于聚合物珠和塑料添加劑材料(擠壓改進(jìn)劑，顏料等)的成模聚合物的配制。在環(huán)境管理工業(yè)中，使用樹脂，沉降，和其它過(guò)程進(jìn)行的水處理可以再配制。通常所有這些實(shí)施例包括一種或多種材料，或來(lái)源于一種或多種成分材料的復(fù)合材料的配制，和制備中所使用的處理步驟，條件和設(shè)備的信息。在下面的權(quán)利要求中，這些成分和過(guò)程被認(rèn)為是配制組分。因此，其它的實(shí)施方案在下列權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種配制產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)執(zhí)行方法，該方法包括接收產(chǎn)品配制腳本，該腳本包括一種組分選擇選項(xiàng)，該選擇選項(xiàng)包括多組配制組分，一種配制組分的約束條件，該約束條件識(shí)別與配制組分性能相關(guān)的范圍，和一種目標(biāo)約束條件；和處理產(chǎn)品配制腳本以確定用于生產(chǎn)產(chǎn)品的配制組分的集合，該產(chǎn)品具有與目標(biāo)約束條件一致的第一個(gè)性能，其中的集合包括第一配制組分，且處理腳本包括確定包括在集合中的最初的一組配制組分；并確定集合中與最初的配制組分相關(guān)的允許范圍，該允許范圍與配制組分的約束條件相適應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中處理腳本包括基于配制知識(shí)網(wǎng)的處理，配制知識(shí)網(wǎng)使配制組分的性能與目標(biāo)性能相互聯(lián)系。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中處理腳本進(jìn)一步包括從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索配制組分性能。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索的配制組分性能包含包括原料的配制組分性能和包括制造過(guò)程的配制組分性能。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中處理腳本進(jìn)一步包括從集合中排除至少一組其它的配制組分。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中第一配制組分包括第一組中的配制組分。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中第一配制組分包括不在第一組中的配制組分。
8.如權(quán)利要求1的方法，其中由配制約束條件所識(shí)別的范圍包括允許的范圍和不允許的范圍，且確定允許的范圍包括依照目標(biāo)約束條件確定使產(chǎn)品配制的值的范圍。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中目標(biāo)約束條件包括值的范圍，該值的范圍包括第一性能可達(dá)到的值和第一性能不可達(dá)到的值，且處理腳本包括確定可達(dá)到的值和不可達(dá)到的值。
10.一種用于配制化學(xué)產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括與用戶輸入裝置連接的處理器；與處理器連接的數(shù)據(jù)庫(kù)，且包括指令以配置處理器接收產(chǎn)品配制腳本，該腳本包括一種組分選擇的選項(xiàng)，該選擇選項(xiàng)包括多組配制組分，一種配制組分的約束條件，該約束條件可識(shí)別與配制組分性能相關(guān)的范圍，和一種目標(biāo)約束條件；和處理產(chǎn)品配制腳本以確定用于生產(chǎn)產(chǎn)品的配制組分的集合，該產(chǎn)品具有與目標(biāo)約束條件一致的第一個(gè)性能，其中的集合包括第一配制組分和指令以處理腳本，包括指令以確定包括在集合中的最初的一組配制組分；并確定集合中與最初的配制組分相關(guān)的允許范圍，該允許范圍與配制組分的約束條件相依從。
全文摘要
一種由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的配制產(chǎn)品(例如,化學(xué)產(chǎn)品)的方法,包括接收產(chǎn)品配制腳本,該產(chǎn)品配制腳本用于從若干不同的組分中指導(dǎo)產(chǎn)品的配制。該腳本可以,例如,提出必需的和任選的組分和有關(guān)的替代組分組。為了提供這種指導(dǎo),所述腳本可以包括(ⅰ)一種識(shí)別配制組分組的組分選擇的選項(xiàng),(ⅱ)至少一種約束條件,以識(shí)別與其中一種配制組分的性能相關(guān)的數(shù)值范圍,和(ⅲ)一種目標(biāo)約束條件。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1327192SQ0112310
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月24日
發(fā)明者J·W·霍克三世, D·皮特里 申請(qǐng)人:羅姆及哈斯公司