本發(fā)明涉及煙草加工領(lǐng)域，具體為一種煙草加工行業(yè)筒類設(shè)備數(shù)據(jù)特征提取的方法。

背景技術(shù)：

1、在煙草加工領(lǐng)域，筒類設(shè)備，如加料機(jī)、烘絲機(jī)等設(shè)備，不同設(shè)備有著不同的工藝參數(shù)與質(zhì)量指標(biāo)要求。由于物料流大多處于實(shí)時(shí)不穩(wěn)定流通狀態(tài)，需要衡量筒類設(shè)備出口物料質(zhì)量的好壞、是否滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)，利用生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)是最簡單、也最直觀的標(biāo)準(zhǔn)，如何將過程數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象提取，使得僅利用一組數(shù)據(jù)準(zhǔn)確表征過程中的數(shù)據(jù)變化趨勢、反映生產(chǎn)過程物料的整體狀態(tài)和質(zhì)量，通過對生產(chǎn)過程參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量檢查、工藝標(biāo)準(zhǔn)的提升有著重要幫助。

2、設(shè)備參數(shù)運(yùn)行值目前通常采用打點(diǎn)抽樣和算數(shù)平均的計(jì)算方式，用以代表批次內(nèi)的生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，但打點(diǎn)抽樣容易跳過或遺漏生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的變化情況，無法反應(yīng)生產(chǎn)過程中的突發(fā)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)特征；算數(shù)平均計(jì)算方式能反映數(shù)據(jù)整體變化情況，但不夠準(zhǔn)確，尤其是數(shù)據(jù)較為離散，分布于中心值兩側(cè)的情況下，算數(shù)平均值計(jì)算方式無法反映數(shù)據(jù)特征。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，在筒類物料出口處設(shè)置有傳感器，通過傳感器將物料信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗后，計(jì)算得出特征值，結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)的時(shí)間、批次、牌號信息生成一組數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)即為本次生產(chǎn)的特征值數(shù)據(jù)，存儲提取特征值，該特征值為生產(chǎn)同一牌號物料質(zhì)量控制的參考參數(shù)，將所有特征的特征值提取完畢后得到設(shè)備在該生產(chǎn)過程中的特征值向量式中w(n表示第i個(gè)特征的最小頻次累計(jì)值，k(n0表示第n個(gè)特征中不重復(fù)特征值的數(shù)量，表示第i個(gè)特征在j時(shí)刻的數(shù)據(jù)，表示第i個(gè)特征在j時(shí)刻的頻次值，i表示特征向量中的第i個(gè)特征，v表示采集數(shù)據(jù)點(diǎn)的值；

2、a、數(shù)據(jù)采集：對筒類設(shè)備物料從傳感器采集數(shù)據(jù)集中起來，通過tcp/ip協(xié)議將其上傳到數(shù)據(jù)采集管理平臺；

3、b、數(shù)據(jù)清洗：將步驟a中所采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過時(shí)間排序形成物料集合ν；根據(jù)不同筒類設(shè)備工藝要求剔除相關(guān)數(shù)據(jù)，清洗后數(shù)據(jù)較少或數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差較低，則此次數(shù)據(jù)無效，不作保留；

4、c、特征提取：

5、(1)將a步驟數(shù)據(jù)采集，b清洗后的一個(gè)或一個(gè)以上環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、入口物料水分、出口物料水分、熱風(fēng)溫度、筒壁溫度、蒸汽壓力、風(fēng)機(jī)頻率、排潮負(fù)壓、風(fēng)門開度、存料時(shí)長參數(shù)，入口物料水分儀截距、出口物料水分儀截距數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，為了便于闡述，使用如下所示數(shù)據(jù)集合進(jìn)行表示：

6、

7、其中，表示設(shè)備共有n個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)參數(shù)，任意數(shù)據(jù)點(diǎn)均擁有m個(gè)數(shù)據(jù)值，j表示數(shù)據(jù)點(diǎn)采集過程的不同時(shí)刻，i表示數(shù)據(jù)點(diǎn)的分類個(gè)數(shù)；

8、(2)將數(shù)據(jù)點(diǎn)集合以向量形式記作：其中，表示第i個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的第一個(gè)數(shù)據(jù)值，i表示數(shù)據(jù)點(diǎn)分類個(gè)數(shù)，j表示數(shù)據(jù)點(diǎn)的在j時(shí)刻的數(shù)據(jù)值，m表示數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)值數(shù)量，列向量書寫起來比較占空間，通常使用如下寫法其中，t表示向量的轉(zhuǎn)置；

9、(3)將設(shè)備的數(shù)據(jù)點(diǎn)稱為特征，該設(shè)備的特征向量記作：

10、x＝(x(1),x(2),x(3),…,x(i),…,x(n))t，其中，x(i)表示x的第i個(gè)特征，n表示特征的數(shù)量；

11、(4)將設(shè)備在t時(shí)刻的特征向量記作:其中，表示第一個(gè)特征在t時(shí)刻的特征值，n表示特征的數(shù)量；

12、(5)針對每一個(gè)特征，將其所有特征值取出，保留一位小數(shù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)特征值及該值出現(xiàn)的次數(shù)，得到形如：

13、

14、的序列，表示第i個(gè)特征中的出現(xiàn)的特征值v1,cvj(i)表示第i個(gè)特征中特征值vj出現(xiàn)的頻率，k表示該特征中不重復(fù)的特征值的數(shù)量；

15、將y序列中的cvj(i)值進(jìn)行累加，當(dāng)累加值超過設(shè)定的某個(gè)閾值δ時(shí)，滿足提取該特征特征值的條件，w(i)為滿足第i個(gè)特征中閾值δ的最小頻次值；否則，繼續(xù)累加直至超過閾值，即：

16、公式①

17、當(dāng)公式①滿足時(shí)的最小w(i)值和k(i)值后，該特征的特征值提取通過公式②計(jì)算得出，公式②

18、e、存儲特征值：將步驟c計(jì)算得到的特征存入存儲設(shè)備。

19、該方法可以解決生產(chǎn)過程中物料不均勻，數(shù)據(jù)采集遺漏、算數(shù)平均值計(jì)算方式無法反映數(shù)據(jù)的問題，結(jié)合傳感器，方便、穩(wěn)定、可靠、低成本的在線實(shí)時(shí)檢測出物料含水率。

20、由于采用了上述方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性：

21、1)生產(chǎn)開始前期及生產(chǎn)結(jié)束后期數(shù)據(jù)通常異于生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，且有較大差異，通過數(shù)據(jù)清洗，可剔除前后期帶來的無效數(shù)據(jù)及異常狀態(tài)下的臟數(shù)據(jù)。

22、2)兼顧了存儲成本，存儲方式限制小，同時(shí)不失數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。使用本方案，可有效降低數(shù)據(jù)的存儲成本，延長數(shù)據(jù)留存周期，且特征值能準(zhǔn)確反映數(shù)據(jù)變化情況及數(shù)據(jù)總體趨勢。

23、3)同類數(shù)據(jù)出現(xiàn)次數(shù)越多，在特征值計(jì)算過程中占比越大，反映的數(shù)據(jù)總體趨勢較為明顯，即使數(shù)據(jù)較為離散，分布于中心值兩側(cè)的情況下，本方案特征值計(jì)算方式也能反映數(shù)據(jù)特征，可對生產(chǎn)過程參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)質(zhì)量審查、工藝標(biāo)準(zhǔn)的提升提供依據(jù)及幫助。

技術(shù)特征：

1.一種筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，在筒類物料出口處設(shè)置有傳感器，其特征是：所述方法通過傳感器將物料信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗后，計(jì)算得出特征值，結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)的時(shí)間、批次、牌號信息生成一組數(shù)據(jù)，該組數(shù)據(jù)即為本次生產(chǎn)的特征值數(shù)據(jù)，存儲提取特征值，該特征值為生產(chǎn)同一牌號物料質(zhì)量控制的參考參數(shù)，將所有特征的特征值提取完畢后得到設(shè)備在該生產(chǎn)過程中的特征值向量

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，其特征是：所述數(shù)據(jù)清洗采用按照煙草加工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提取規(guī)則進(jìn)行。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，其特征是：所述的向量值是數(shù)據(jù)庫或文本文件。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，其特征是：所述的特征向量特征值向量v公式可簡化為

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，其特征是：所述每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)可選擇一個(gè)規(guī)則，不同數(shù)據(jù)點(diǎn)可選擇不同的提取規(guī)則，提取起始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)使用同樣的規(guī)則進(jìn)行篩選提取。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種筒類設(shè)備物料數(shù)據(jù)特征提取方法，屬于煙草加工領(lǐng)域。該方法在筒類物料出口處設(shè)置有傳感器，通過傳感器將物料信息數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗后，計(jì)算得出特征值。該方法可以解決生產(chǎn)過程中物料不均勻，數(shù)據(jù)采集遺漏、算數(shù)平均值計(jì)算方式無法反映數(shù)據(jù)的問題，結(jié)合傳感器，方便、穩(wěn)定、可靠、低成本的在線實(shí)時(shí)檢測出物料含水率。

技術(shù)研發(fā)人員：馬俊林,黃毅飛,杜開亮,凌旭華,李丹,譚華金,李猛,胡本金,陳春
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南昆船電子設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6