基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法、装置及存储介质，其中方法包括：获取待使用单等级烟叶的香型、常规化学成分、风格值、质量值、价格成本、库存量、生产年份、产地和等级数据；通过设置成本、投料量、烟叶生产年份约束条件进行初步筛选，形成候选烟叶集；根据烟叶的香型将候选烟叶集划分为四个子集；设置等级数量约束条件；将配方设计目标表示为规划问题；基于等级数量约束条件和规划问题，在四个子集中选择各香型烟叶等级数量，组合成配方；对配方进行配比优化，使之满足预设配方成本和预设投料量约束条件，得到最终的卷烟叶组配方。实现基于非人工经验的卷烟叶组配方设计，提高卷烟叶组配方设计效率。提高卷烟叶组配方设计效率。提高卷烟叶组配方设计效率。

【技术实现步骤摘要】
基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及卷烟及卷烟在制品质量检测
，尤其涉及一种基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]卷烟配方是烟草企业卷烟生产的基础与核心。卷烟配方是由多种不同的单等级烟叶按照一定比例配伍而成，通常情况下，成品卷烟配方是由15至30种不同的单料烟按照一定比例配伍而成。在卷烟生产过程中，卷烟配方是维持卷烟品牌质量稳定的重要内容。传统的卷烟配方维护是一项复杂的工作，需要感官评吸和测量仪器综合评定替换后的卷烟配方的感官和烟气指标是否满足要求。这通常要求评吸人员有丰富的评吸经验及长时间的培训和实践经验的积累。评吸员的健康及精神状况也对评吸结果有较大影响。这种依靠专家评吸和分析检测的方式效率低、耗时长、成本高，因此，开发卷烟配方智能化维护技术和手段显得必要且迫切。
[0003]多年来，卷烟企业积累了大量的基础数据和研发数据，这些数据非常有价值，但它们存放分散、整合度低、关联度不够、一致性差等特点。近年来，随着机器学习、数据挖掘及人工智能在各领域的广泛应用与发展，利用这些方法对数据进行挖掘处理，可以发现其蕴涵的巨大价值，从而提高对烟草生产内在规律性的认识，为卷烟叶组配方设计提供支持，实现卷烟产品设计的数字化和科学化。这对卷烟企业科学、高效地进行卷烟产品设计和生产，避免重复劳动，提高工作效率，增强卷烟生产的稳定性，从而提高市场竞争力，促进企业的可持续发展具有重要的现实意义。
[0004]本专利技术旨在通过对目标配方的常规化学成分(总糖、还原糖、总氮、总碱、氯、钾)和风格质量进行约束，推荐若干符合约束条件的叶组配方单，从而达到基于非人工经验的卷烟叶组配方设计，提高卷烟叶组配方设计效率。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法、装置及存储介质，，旨在实现基于非人工经验的卷烟叶组配方设计，提高卷烟叶组配方设计效率。
[0006]第一方面，提供了一种基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，包括：
[0007]S1：获取待使用单等级烟叶的香型、常规化学成分、风格值、质量值、价格成本、库存量、生产年份、产地和等级数据；
[0008]S2：通过预设配方成本、预设投料量、烟叶生产年份数据对所有待使用单等级烟叶设置约束条件进行初步筛选，形成候选烟叶集；
[0009]S3：根据烟叶的香型将候选烟叶集划分为四个子集：C
清
、C
浓
、C
中
、C
进
；其中，C
清
表示清香型候选烟叶集，C
浓
表示浓香型候选烟叶集，C
中
表示中间香型候选烟叶集，C
进
表示进口候选
烟叶集；
[0010]S4：设置配方中所用烟叶的总等级数量上限以及各香型烟叶所用等级数量上限的约束条件；
[0011]S5：将配方设计目标表示为规划问题：min{f(t)}＝α∑|t
i
‑
y
i
|+β∑|t
k
‑
z
k
|；其中，min{f(t)}表示目标函数，t
i
表示预设的配方常规化学成分含量设计目标，t
k
表示预设的配方风格值和质量值设计目标；y
i
表示设计配方的常规化学成分含量，z
k
表示设计配方的风格值、质量值；a表示常规化学成分含量权重，β表示风格值、质量值权重；i取(0，N]中的整数，N为常规化学成分总种类数，k取1或2，分别表示风格和质量；
[0012]S6：基于步骤S4中的约束条件和步骤S5中的规划问题，在C
清
、C
浓
、C
中
、C
进
四个子集中选择单等级烟叶常规化学成分含量和风格值、质量值与对应设计目标接近的各香型单等级烟叶分别为N
清
个、N
浓
个、N
中
个、N
进
个，组合成配方P；其中，N
清
表示配方中所用清香型烟叶等级数量，N
浓
表示配方中所用浓香型烟叶等级数量，N
中
表示配方中所用中间香型烟叶等级数量，N
进
表示配方中所用进口烟叶等级数量；
[0013]S7：基于蒙特卡洛方法，对配方P中的每个烟叶进行配比优化，使之满足预设配方成本和预设投料量约束条件，得到最终的卷烟叶组配方。
[0014]进一步地，所述步骤S1中待使用单等级烟叶的常规化学成分包括总糖、还原糖、总氮、总碱、氯、钾的含量。
[0015]进一步地，所述步骤S1中待使用单等级烟叶的风格值、质量值通过人工评价得到。
[0016]进一步地，所述步骤S1中待使用单等级烟叶的香型通过如下方法得到：
[0017]对待使用单等级烟叶进行感官评价，评价内容主要包括待使用单等级烟叶的清甜香、蜜甜香、醇甜香和焦甜香四种香韵得分，并结合烟叶生产产区地域信息，将待使用单等级烟叶按照评价结果进行如下分类：
[0018]评价结果中，清甜香评分最高的烟叶，定义为清香型烟叶；评价结果中，焦甜香评分最高的烟叶，定义为浓香型烟叶；评价结果中，蜜甜香或醇甜香评分最高的烟叶，定义为中间香型烟叶；产地为外国的烟叶，定义为进口烟叶。
[0019]进一步地，所述步骤S2中的通过预设配方成本、烟叶库存、烟叶生产年份数据对所有待使用单等级烟叶设置约束条件，该约束条件具体包括：
[0020]人工设置所需单等级烟叶x的生产年份；所需单等级烟叶x的单价
×
a＜预设配方成本；所需单等级烟叶x的库存＞预设投料量
×
b；其中，a和b均为经验参数。
[0021]进一步地，a的取值范围为[10，50]，b的取值范围为[0.01，0.2]。
[0022]进一步地，所述步骤S4中设置配方中所用烟叶的总等级数量上限以及各香型烟叶所用等级数量上限的约束条件，该约束条件具体包括：
[0023]N
清
+N
浓
+N
中
+N
进
≤N；N
清
≤人工设置清香型烟叶等级数量上限，N
浓
≤人工设置浓香型烟叶等级数量上限，N
中
≤人工设置中间香型烟叶等级数量上限，N
进
≤人工设置进口烟叶等级数量上限；其中N为预设总等级数量上限。
[0024]进一步地，所述步骤S7具体包括：
[0025]随机生成n组配比数据，赋予配方P；其中，n为预设值；
[0026]如果每一组配比数据都无法使得配方P满足预设配方成本和预设投料量约束条件，则抛弃该n组配比数据，重新随机生成n组配比数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，其特征在于，包括：S1：获取待使用单等级烟叶的香型、常规化学成分、风格值、质量值、价格成本、库存量、生产年份、产地和等级数据；S2：通过预设配方成本、预设投料量、烟叶生产年份数据对所有待使用单等级烟叶设置约束条件进行初步筛选，形成候选烟叶集；S3：根据烟叶的香型将候选烟叶集划分为四个子集：C
清
、C
浓
、C
中
、C
进
；其中，C
清
表示清香型候选烟叶集，C
浓
表示浓香型候选烟叶集，C
中
表示中间香型候选烟叶集，C
进
表示进口候选烟叶集；S4：设置配方中所用烟叶的总等级数量上限以及各香型烟叶所用等级数量上限的约束条件；S5：将配方设计目标表示为规划问题：min{f(t)}＝α∑|t
i
‑
y
i
|+β∑|t
k
‑
z
k
|；其中，min{f(t)}表示目标函数，t
i
表示预设的配方常规化学成分含量设计目标，t
k
表示预设的配方风格值和质量值设计目标；y
i
表示设计配方的常规化学成分含量，z
k
表示设计配方的风格值、质量值；α表示常规化学成分含量权重，β表示风格值、质量值权重；i取(0，N]中的整数，N为常规化学成分总种类数，k取1或2，分别表示风格和质量；S6：基于步骤S4中的约束条件和步骤S5中的规划问题，在C
清
、C
浓
、C
中
、C
进
四个子集中选择单等级烟叶常规化学成分含量和风格值、质量值与对应设计目标接近的各香型单等级烟叶分别为N
清
个、N
浓
个、N
中
个、N
进
个，组合成配方P；其中，N
清
表示配方中所用清香型烟叶等级数量，N
浓
表示配方中所用浓香型烟叶等级数量，N
中
表示配方中所用中间香型烟叶等级数量，N
进
表示配方中所用进口烟叶等级数量；S7：基于蒙特卡洛方法，对配方P中的每个烟叶进行配比优化，使之满足预设配方成本和预设投料量约束条件，得到最终的卷烟叶组配方。2.根据权利要求1所述的基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，其特征在于，所述步骤S1中待使用单等级烟叶的常规化学成分包括总糖、还原糖、总氮、总碱、氯、钾的含量。3.根据权利要求1所述的基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，其特征在于，所述步骤S1中待使用单等级烟叶的风格值、质量值通过人工评价得到。4.根据权利要求1所述的基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，其特征在于，所述步骤S1中待使用单等级烟叶的香型通过如下方法得到：对待使用单等级烟叶进行感官评价，评价内容主要包括待使用单等级烟叶的清甜香、蜜甜香、醇甜香和焦甜香四种香韵得分，并结合烟叶生产产区地域信息，将待使用单等级烟叶按照评价结果进行如下分类：评价结果中，清甜香评分最高的烟叶，定义为清香型烟叶；评价结果中，焦甜香评分最高的烟叶，定义为浓香型烟叶；评价结果中，蜜甜香或醇甜香评分最高的烟叶，定义为中间香型烟叶；产地为外国的烟叶，定义为进口烟叶。5.根据权利要求1所述的基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，其特征在于，所述步骤S2中的通过预设配方成本、烟叶库存、烟叶生产年份数据对所有待使用单等级烟叶设置约束条件，该约束条件具体包括：人工设置所需单等级烟叶x的生产年份；所需单等级烟叶x的单价
×
a<预设配方成本；
所需单等级烟叶x的库存>预设投料量
×
b；其中，a和b均为经验参数。6.根据权利要求5所述的基于主要成分和风格质量的卷烟配方设计方法，其特征在于，a的取值范围为[10，50]，b的取值范围为[...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡佳校，孔波，庹苏行，伍毅子，马畛，李燕春，卢红兵，杨华武，刘金云，钟科军，
申请(专利权)人：湖南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：