一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法、系统及终端技术方案

本发明专利技术属于烟叶烘烤技术领域，公开了一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法、系统及终端，根据不同批次烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类；将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总到流程图中，根据流程图转换出烘烤工艺有向图；基于历史烘烤数据和专家终评分数，给烘烤工艺有向图中涉及到的烘烤工艺阶段赋分，并将分数转化为有向线的权重；依据烘烤工艺有向图，使用Dijkstra算法，按权重之和最大原则筛选最合适的烟叶烘烤工艺路径。本发明专利技术抛开对环境因素的研究，从历史数据出发优化烟叶烘烤工艺方法，简化了优化方法，节约了研究时间，节省了研究成本，解决了传统烟叶烘烤工艺优化需要大量的实验数据和时间的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法、系统及终端


[0001]本专利技术属于烟叶烘烤
，尤其涉及一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法、系统及终端。

技术介绍

[0002]目前，烟草是一种重要的经济作物，目前，我国烤烟年产量维持在150万吨左右，许多经济不发达地区的农民都靠烟草来维持生计。在我国的农作物当中，烟草的经济价值非常的高，因此在我国的农业领域，烟草的经济地位也非常的高。
[0003]烘烤工艺是决定烟叶最终质量的关键一环。从田间采收的新鲜烟叶含有80％～90％的水分，必须将其放置在特定的设备内，采取适当的烘烤手段使其变黄干燥，将叶内各种优良的理化性状香气物质固定下来，成为卷烟的工业原料。
[0004]烟草与其他经济作物相比具有处理技术难度大，烟农不易在烘烤过程中对其工艺进行及时调整等特点，导致烟农难以获得高质量的烟叶。烘烤工艺的选择与调整是否正确，直接影响到了烟农们的经济收入和国家烟叶产品的质量。
[0005]正常的烟叶烘烤工艺是取决于不同鲜烟叶的素质的。鲜烟叶素质是鲜烟叶自身具备的特征，因品种、部位及大田生长发育状况的不同而异，是确定烟叶烘烤特性和制定烘烤方案的重要依据。因而很难使用一套标准的烘烤工艺模板生搬硬套，只有结合了鲜烟叶具体情况才能确立具体的工艺进而找到最佳烘烤工艺。
[0006]在常规的三段式烘烤工艺下，烟叶目前根据需求分为：变黄前期、变黄中期、变黄后期、定色前期、定色中期、定色后期、干筋期这7个阶段，他们分别对应的转火点温度为38、40、42、44、46、48、54、68，每当温度到达转火点，就会进行一次转火升温操作。因此，传统烟叶烘烤工艺优化需要大量的实验数据和时间。
[0007]知识图谱通过将应用数学、图形学、信息可视化技术、信息科学等学科的理论与方法与计量学引文分析、共现分析等方法结合，并利用可视化的图谱形象地展示事物的整体构架与内部联系。知识图谱把复杂的知识领域通过数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制显示出来，揭示知识领域的动态发展规律，为学科研究提供切实的、有价值的参考。
[0008]图算法指利用特制的线条算图求得答案的一种简便算法。无向图、有向图和网络能运用很多常用的图算法，这些算法包括：各种遍历算法，寻找最短路径的算法。图算法可以应用在多种场合，例如：优化管道、路由表、快递服务、通信网站等。因此，亟需设计一种新的基于有向图和图算法的面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法及系统。
[0009]现有的传统烟叶烘烤工艺优化技术存在以下问题及缺陷。
[0010]我国传统的烤烟生产使用的多为自然气流上升下降式的土烤房，从起烤到结束一炕烟需要5～7天时间,在此期间昼夜都要监测炕房内的温度和湿度。该种烤房在烘烤过程中的供热排湿主要依靠操作人员的烘烤经验，根据测得的干、湿球温度计的温度，人为地通过调节火力、天窗、地洞开启的大小和气流上升下降的自然速度控制烤房的温湿度，存在着操作误差大、反应不灵敏、预期结果滞后等不足，影响烟叶烘烤质量。

技术实现思路

[0011]针对现有烟叶烘烤工艺寻优技术存在的问题，本专利技术提供了一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法、系统及终端，尤其涉及一种基于有向图和图算法的面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法、系统、介质、设备及终端。
[0012]本专利技术是这样实现的，一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法，所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法包括：
[0013]利用图算法的路径优化方法历史数据构建的知识图谱中筛选烟叶烘烤过程中每个阶段烘烤工艺。
[0014]进一步，所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法包括以下步骤：
[0015]步骤一，根据不同批次烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类；
[0016]步骤二，将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总到流程图中，根据流程图转换出烘烤工艺有向图；
[0017]步骤三，基于历史烘烤数据和专家终评分数，给烘烤工艺有向图中涉及到的烘烤工艺阶段赋分，并将分数转化为有向线的权重；
[0018]步骤四，依据烘烤工艺有向图，使用Dijkstra算法，按权重之和最大原则筛选最合适的烟叶烘烤工艺路径。
[0019]进一步，所述步骤一中的根据不同批次烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类包括：
[0020](1)根据烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类；
[0021](2)指标选取根据获得性进行调整，未进行烘烤的鲜烟叶由指标赋分，并根据所需的烘烤工艺进行分类；所述质量特性指标随温度变化成正相关变化；
[0022](3)所述指标在烘烤过程中由图像分析得到的指标包括烟叶颜色和失水率，烘烤中的烟叶由颜色、失水率赋分并根据所需的烘烤工艺进行分类。
[0023]其中，所述步骤(1)中的鲜烟叶的质量特性指标包括烟叶的品种、含水量、颜色、成熟度、叶片结构、油份以及叶面状况。
[0024]进一步，所述步骤二中的将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总到流程图中，根据流程图转换出烘烤工艺有向图包括：
[0025](1)将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总至一个流程图，通过所述流程图反映实际烘烤的工艺流程；
[0026](2)有向图由9个小有向图构成，分别对应烟叶烘烤过程的9种阶段；
[0027]其中，所述9种阶段包括烟叶变黄前中后期有向图、烟叶定色前中后期有向图、烟叶干筋前后期有向图；
[0028](3)将所述流程图中没有含义的有向线简化删除，转换为烘烤工艺有向图；
[0029](4)烘烤工艺有向图节点含义为温度，有向线上进行烤烟工艺的标注；
[0030](5)烘烤工艺有向图节点含义温度对应烟叶的质量指标颜色和失水率。
[0031]所述步骤(1)中的将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总至一个流程图，通过所述流程图反映实际烘烤的工艺流程包括：
[0032]1)通过所述流程图表示烘烤过程中先升温，再稳温的过程；在到达转火点后进入下一个阶段再次进行升温、稳温；
[0033]2)所述每一小阶段的流程图开始节点代表到达转火点的干球温度；由初始节点引出的有向线代表升温工艺，有向线指向小阶段的稳温开始温度节点；
[0034]3)由所述稳温开始温度节点引出的有向线代表稳温工艺，所述有向线指向稳温结束温度节点；
[0035]4)由所述稳温结束温度节点引出的有向线代表进入下一小阶段，所述有向线指向下一阶段启始节点，并在节点处标注干球温度。
[0036]所述步骤(2)中，区分所述烘烤过程的9种阶段的根据是烟叶的颜色和失水率；上干球温度区分的9种阶段包括：变黄前期：干球温度38℃；变黄中期：干球温度40℃；变黄后期第一阶段：干球温度42℃；变黄后期第二阶段：干球温度44℃；定色前期：上干球温度46℃；定色中期：干球温度48℃；定色后期：干球温度54℃；干筋前期：干球温度60℃；干筋后期：干球温度65～68℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法，其特征在于，所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法包括：利用图算法的路径优化方法历史数据构建的知识图谱中筛选烟叶烘烤过程中每个阶段烘烤工艺。2.如权利要求1所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法，其特征在于，所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法包括以下步骤：步骤一，根据不同批次烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类；步骤二，将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总到流程图中，根据流程图转换出烘烤工艺有向图；步骤三，基于历史烘烤数据和专家终评分数，给烘烤工艺有向图中涉及到的烘烤工艺阶段赋分，并将分数转化为有向线的权重；步骤四，依据烘烤工艺有向图，使用Dijkstra算法，按权重之和最大原则筛选最合适的烟叶烘烤工艺路径。3.如权利要求2所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法，其特征在于，所述步骤一中的根据不同批次烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类包括：(1)根据烟叶的质量特性指标给不同状态的烟叶赋分并分类；(2)指标选取根据获得性进行调整，未进行烘烤的鲜烟叶由指标赋分，并根据所需的烘烤工艺进行分类；所述质量特性指标随温度变化成正相关变化；(3)所述指标在烘烤过程中由图像分析得到的指标包括烟叶颜色和失水率，烘烤中的烟叶由颜色、失水率赋分并根据所需的烘烤工艺进行分类；其中，所述步骤(1)中的鲜烟叶的质量特性指标包括烟叶的品种、含水量、颜色、成熟度、叶片结构、油份以及叶面状况。4.如权利要求2所述面向质量提升的烟叶烘烤工艺寻优方法，其特征在于，所述步骤二中的将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总到流程图中，根据流程图转换出烘烤工艺有向图包括：(1)将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总至一个流程图，通过所述流程图反映实际烘烤的工艺流程；(2)有向图由9个小有向图构成，分别对应烟叶烘烤过程的9种阶段；其中，所述9种阶段包括烟叶变黄前中后期有向图、烟叶定色前中后期有向图、烟叶干筋前后期有向图；(3)将所述流程图中没有含义的有向线简化删除，转换为烘烤工艺有向图；(4)烘烤工艺有向图节点含义为温度，有向线上进行烤烟工艺的标注；(5)烘烤工艺有向图节点含义温度对应烟叶的质量指标颜色和失水率；所述步骤(1)中的将典型工艺以及工艺阶段过程控制数据汇总至一个流程图，通过所述流程图反映实际烘烤的工艺流程包括：1)通过所述流程图表示烘烤过程中先升温，再稳温的过程；在到达转火点后进入下一个阶段再次进行升温、稳温；2)所述每一小阶段的流程图开始节点代表到达转火点的干球温度；由初始节点引出的有向线代表升温工艺，有向线指向小阶段的稳温开始温度节点；3)由所述稳温开始温度节点引出的有向线代表稳温工艺，所述有向线指向稳温结束温
度节点；4)由所述稳温结束温度节点引出的有向线代表进入下一小阶段，所述有向线指向下一阶段启始节点，并在节点处标注干球温度；所述步骤(2)中，区分所述烘烤过程的9种阶段的根据是烟叶的颜色和失水率；上干球温度区分的9种阶段包括：变黄前期：干球温度38℃；变黄中期：干球温度40℃；变黄后期第一阶段：干球温度42℃；变黄后期第二阶段：干球温度44℃；定色前期：上干球温度46℃；定色中期：干球温度48℃；定色后期：干球温度54℃；干筋前期：干球温度60℃；干筋后期：干球温度65～68℃；所述步骤(4)中，稳温开始温度节点处标注稳温阶段开始时的失水率和颜色，稳温结束温度节...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小伟，邓梁鑫芸，千昊殷，刘竞，黄金国，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：