一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统技术方案

本发明专利技术应用于工业化智能控制技术领域，本发明专利技术公开了一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统，方法包括构建历史配方数据库；利用数据库生成多个配方标记对应的配方预测模型；构建配方调整模型；采集当前化验数据，利用对应的配方预测模型得到生产配方；根据配方执行混凝土生产作业，对生产成品进行质检，得到当前反馈数据，并结合配方调整模型实现生产配方调整，根据调整的配方进行下一周期的生产。本申请可根据生产需求选择对应的配方预测模型以实现自动的配方生成，通过优化调整机制实现动态循环调整生产配方，降低了用人成本并提高了生产效率，使得生产配方标准化输出，确保配方符合实际的生产需求，保障混凝土制品的生产质量。生产质量。生产质量。

【技术实现步骤摘要】
一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统


[0001]本专利技术涉及工业化智能控制
，特别涉及一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，蒸压加气混凝土制品行业的配方工艺大多由经验丰富的配方师来进行配比。首先，配方师从已需生产的产品要求出发，根据化验室的各原材料检测数据选定配方的方法。然后，配方师通过原始数据计算和分析得出生产的配方的配料比，整个过程大概花费一至两个小时，得到初步配方，此配方会递交到生产车间进行试生产。最后，根据试生产的情况，对配方进行三至四次的调整，得到最终用于连续生产的配方。由于蒸压加气混凝土制品的生产属于连续流程性的制造，为了防止料浆出现凝固，需要连续生产二十四个小时。而在生产过程中各类料浆化验数据可能是动态变化的，因此在生产过程中仍需配方师对配方进行手动调整。
[0003]现有的蒸压加气混凝土制品的配方生成和调整方法存在如下缺陷：第一，生产配方生成均由经验丰富的配方师进行手动配比，此配方生成方式耗时长，效率低，且用人成本高，并不适用于多生产需求的混凝土制品的生产。另外，配方师每次配比生产配方都需要按照材料化验数据进行配方调整，若配方师出现一次工作错误，则可能会导致一大批次的产品质量较差，严重地则导致一大批次的产品直接报废，存在生产线产品制造误差的风险，且此方式无法保证配方生成的准确率；第二，在混凝土生产时，需要配方师根据动态变化的生产数据手动调整生产配方。这种方式不仅加重了配方师的工作量，而且配方的调整依赖配方师的工作经验实现，一旦配方师在调整配方时出错，则会导致调整后的配方偏离实际的生产需求，无法保证配方调整的精度。
[0004]因此，目前迫切需要一种在混凝土生产之前根据生产需求自动生成对应的配方，且能够在生产过程中根据检测到的数据对配方进行动态调整的方法及系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0006]本专利技术解决其技术问题的解决方案是：第一方面，本申请提供了一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法，包括如下步骤：采集历史生产周期内的历史化验数据和历史配方数据并进行数据预处理，得到配方整合数据以及其对应的配方标记，构建历史配方数据库；利用所述历史配方数据库生成所述配方标记对应的初始配方预测模型；基于改进遗传算法构建配方调整模型；采集当前生产周期内的当前化验数据，所述当前化验数据携带有对应的配方标
记,利用与所述配方标记对应的初始配方预测模型对所述当前化验数据进行配方生成，得到生产配方；根据所述生产配方执行混凝土制品的生产作业，并监测所述生产作业期间的当前生产数据，得到制品成品，对所述制品成品进行质量检测，得到当前质检数据；将所述当前生产数据和所述当前质检数据输入至所述配方调整模型，输出配方反馈数据，通过所述配方反馈数据调整所述生产配方，得到新的生产配方并返回上一步骤。
[0007]第二方面，本申请提供了一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料系统，包括：数据存储介质模块，搭载有历史配方数据库，所述历史配方数据库存储有配方整合数据以及其对应的配方标记，所述配方整合数据以及其对应的配方标记通过采集历史生产周期内的历史化验数据和历史配方数据并进行数据预处理得到；数据处理模块，用于对所述历史化验数据和所述历史配方数据进行数据预处理；数据输入模块，用于采集当前生产周期内的当前化验数据，所述当前化验数据携带有对应的配方标记；智能初始配方计算模块，搭载有多个与配方标记对应的初始配方预测模型，所述初始配方预测模型利用所述历史配方数据库生成，所述智能初始配方计算模块用于利用所述配方标记对应的初始配方预测模型对所述当前化验数据进行配方生成，得到生产配方；中央控制子系统，用于根据所述生产配方执行混凝土制品的生产作业，得到制品成品；反馈数据输入模块，用于监测所述生产作业期间的当前生产数据，并对制品成品进行质量检测，得到当前质检数据；智能反馈配方计算模块，搭载有基于改进遗传算法构建的配方调整模型，用于输入所述当前生产数据和所述当前质检数据至所述配方调整模型，得到配方反馈数据，通过所述配方反馈数据调整所述生产配方，得到新的生产配方。
[0008]本专利技术的有益效果是：提供一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法及系统，利用人工智能技术分析化验数据的规律，生成与实际生产需求对应的智能初始配方预测模型，通过初始配方预测模型提供标准化的生产配方输出，同时建立优化调整机制，结合生产过程中的生产反馈数据，动态循环地调整生产配方；一方面，本申请无需采用人工配方的方式即可实现配方生成，根据生产目的和品级选择对应的配方预测模型进行多种配方生成，不仅降低了配方师的工作量和用人成本，提高了配方生成的工作效率，而且使得生产配方标准化输出，降低了人工配方失误导致批次产品质量降低的风险，能够有效地保证生产配方的准确率，适用于多生产需求的蒸压加气混凝土制品的生产；另一方面，本申请通过优化调整机制实现快速动态地循环调整生产配方，确保生产配方符合实际的生产需求，保障生产配方的准度，进而保障蒸压加气混凝土制品的生产效率和生产质量。
[0009]本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0010]图1为本申请实施例提供的智能配方配料系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的中央控制子系统的结构示意图；图3为本申请实施例提供的智能配方配料方法的流程图；图4为本申请实施例提供的构建历史配方数据库的流程图；图5为本申请实施例提供的改进遗传算法的流程图。
具体实施方式
[0011]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0012]下面结合说明书附图和具体的实施例对本申请进行进一步的说明。所描述的实施例不应视为对本申请的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0013]在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
[0014]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
[0015]目前，蒸压加气混凝土制品行业的配方工艺大多由经验丰富的配方师来进行配比。首先，配方师从已需生产的产品要求出发，根据化验室的各原材料检测数据选定配方的方法。其中，一般的产品要求按照目前的工厂生产需求可以分为四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法，其特征在于,包括如下步骤：采集历史生产周期内的历史化验数据和历史配方数据并进行数据预处理，得到配方整合数据以及其对应的配方标记，构建历史配方数据库；利用所述历史配方数据库生成所述配方标记对应的初始配方预测模型；基于改进遗传算法构建配方调整模型；采集当前生产周期内的当前化验数据，所述当前化验数据携带有对应的配方标记,利用与所述配方标记对应的初始配方预测模型对所述当前化验数据进行配方生成，得到生产配方；根据所述生产配方执行混凝土制品的生产作业，并监测所述生产作业期间的当前生产数据，得到制品成品，对所述制品成品进行质量检测，得到当前质检数据；将所述当前生产数据和所述当前质检数据输入至所述配方调整模型，输出配方反馈数据，通过所述配方反馈数据调整所述生产配方，得到新的生产配方并返回上一步骤。2.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法，其特征在于,对所述历史化验数据和所述历史配方数据进行预处理，得到配方整合数据以及其对应的配方标记的步骤包括：对所述历史化验数据和所述历史配方数据进行遍历检索，删除所述历史化验数据和所述历史配方数据中的重复数据，并通过拉格朗日插值法将所述历史化验数据和所述历史配方数据中的缺失数据插值填充；规范化所述历史化验数据和所述历史配方数据；通过基于聚类的方法检索所述历史化验数据和所述历史配方数据的离群点，将所述历史化验数据和所述历史配方数据中偏离过大的数据进行剔除；将所述历史化验数据和所述历史配方数据整合为配方整合数据，并根据所述配方整合数据的属性赋予对应的配方标记。3.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法，其特征在于,所述利用所述历史配方数据库生成所述配方标记对应的初始配方预测模型，包括：根据所述配方标记分类所述配方数据，得到若干个配方数据子集；对于每一个所述配方数据子集，均执行一次如下训练步骤：搭建生成对抗网络，初始化所述生成对抗网络的判别器的参数和生成器的参数；从分布为的所述配方数据子集中采样n个真实采样，同时从噪声先验分布数据集中采样n个噪声样本，使用所述生成器获得n个生成样本；其中，为由若干个服从任一随机分布的随机变量构成的数据集；固定所述生成器的参数，通过随机梯度上升算法循环多次训练所述判别器的参数,直到所述判别器的参数达到最优值；训练判别器的参数满足：其中，表示计算梯度，n表示在所述配方数据子集中进行采样的次数，是生成器的
生成数据，表示判别器对所述配方数据子集中的真实数据的判断，表示判别器对生成数据的真实性判断；固定所述判别器的参数，通过随机梯度下降算法训练所述生成器的参数；训练生成器的参数满足：交替执行以上训练所述判别器的参数和训练所述生成器的参数的步骤，直到所述生成对抗网络的误差值达到预期误差，求解所述生成对抗网络的全局最优解，得到如下最终的生成器中的模型，即所述初始配方预测模型：；其中，z为随机噪声，x为配方数据子集中的真实数据，G和D分别为生成器和判别器，是真实数据分布，表示随机噪声数据分布，E是对相应的分布求期望；是生成器的生成数据，表示判别器对配方数据子集中的真实数据的判断，表示判别器对生成数据的真实性判断；当所有所述配方数据子集对应的所述训练步骤均执行完毕时，输出多个由配方数据子集训练生成的初始配方预测模型，每一个所述初始配方预测模型标记有对应的所述配方标记。4.根据权利要求1所述的一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法，其特征在于,所述基于改进遗传算法构建配方调整模型，包括：采集历史生产周期的历史生产数据和历史质检数据，所述历史生产数据包括历史变化型数据和历史稳定型变化数据，构建配方调整数据库；将所述历史配方数据、所述历史质检数据和所述历史生产数据整合为历史配方调整数据，并赋予所述历史配方调整数据对应的评分标记，生成模型训练集；其中，所述评分标记为位于[0,10]内的实数，且所述评分标记的值越大，所述评分标记与所述配方标记的契合度则越高；所述评分标记的值越小，所述评分标记与所述配方标记的契合度则越低；利用所述模型训练集生成加气混凝土制品的配方性能评价模型；根据所述配方性能评价模型设置所述配方调整模型的适应度函数，利用所述配方调整数据库构建CM遗传算法模型，即所述配方调整模型。5.根据权利要求4所述的一种蒸压加气混凝土制品智能配方配料方法，其特征在于,所述利用所述模型训练集生成加气混凝土制品的配方性能评价模型，包括：构建如下回归决策树模型的切分特征j与切分点s的优化问题：，其中，是切分特征j和切分点s划分区域得到的两个子区域，为模型训练集的真实值；
求解以上优化问题，即遍历变量j，对固定的切分特征j扫描切分点s，选择使以上优化问题达到最小值的对，进而选定最优的切分特征j和切分点s；根据选定的切分特征j和切分点s划分区域，得到两个子区域，并决定所述子区域的输出值；其中，所述子区域满足：；所述子区域满足：；所述输出值为：其中，表示从模型训练集中划分到对应子区域的数据的数据量；持续对两个所述子区域循环以上步骤，直到拟合优度达到最大值；其中，所述拟合优度满足：其中，为模型训练集的大小，为模型训练集的真实值，为预测值，为的平均值；将所述模型训练集所在的输入空间划分为m个子区域，生成如下回归决策树模型，即配方性能评价模型：，；其中：，为第个子区域的输出值，I为指示...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭雪英，邓大进，张智峰，曾庆文，吴春裕，谢达锋，黎镇江，陈思锐，
申请(专利权)人：佛山市恒益环保建材有限公司，
类型：发明
国别省市：