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配方管理的重要性

【導讀】
配方類混合物在精細化工產品中占有相當比例,它們多數是由多種成分按一定比例混合起來加工而成,因此配方配比問題是工業生產及科學試驗中經常遇到的一類問題,在化工、醫藥、食
 
      配方類混合物在精細化工產品中占有相當比例,它們多數是由多種成分按一定比例混合起來加工而成,因此配方配比問題是工業生產及科學試驗中經常遇到的一類問題,在化工、醫藥、食品和飲料等領域均具有普遍性。

 
      開發配方性能預示與控制系統的目的是指導配方的設計和優化過程。在建立配方數據庫信息管理系統之后,將采用數據挖掘技術,從數據庫中有效地發現配方設計的有關規律和知識,特別是建立推進劑的性能參數(如力學性能和燃燒性能)與多個影響因素(如原材料各種組分的物理性質、各種組分的配比等)之間的非線性映射關系,利用計算機實現推進劑性能參數的精確預示。在此基礎上,利用遺傳算法等優化技術,進一步實現配方參數的快速尋優,即只要給定影響推進劑性能的部分參數,就可以快速得到其它待定配方參數的優化備選方案,使得推進劑的性能參數為最優。這樣可大大減少配方設計次數、試驗次數,提高配方設計效率,縮短配方試驗周期,降低生產成本,提高產品質量。


      配方性能預示與控制系統是一個網絡環境下的軟件系統,包括配方數據庫與信息管理系統、推進劑性能預示系統和配方優化控制系統三個主要的設計和開發內容。系統的運行平臺包括一臺數據庫服務器和若干臺客戶機,它們之間通過整廠的局域網連接在一起。為了保證數據在網絡環境下的完整性、一致性、安全性和快速實時更新,采用客戶機/服務器模式進行開發。
      系統總體架構及各模塊間關系如圖 1。

圖一 系統模塊關系圖

 
      在服務器端,創建配方數據庫并承擔對數據庫的增、刪、改等日常維護,本系統中使用Oracle開發配方數據庫。Oracle是當今世界上最大的關系型數據庫開發語言與環境,特別適合于企業級數據庫的建立和開發,其功能和穩定性都極為出色。數據庫建立以后,從數據庫中按照一定的規則提取樣本并進行選擇和提煉,以形成學習樣本,然后依據學習樣本進行配方建模,生成神經網絡模型,利用訓練好的神經網絡,在給定推進劑性能各影響參數的條件下,迅速計算出推進劑的性能參數(性能預示),利用遺傳算法并結合己訓練好的神經網絡,在給定影響推進劑性能的某些參數和期望的推進劑性能的約束條件下,確定其他影響因素的優化備選值(配方優化)。
      對于整個系統的實現,簡單來說,就是要建立配方數據庫,開發出客戶端軟件,實現預示、優化算法,并完成接口,將各部分聯成一個整體。

      客戶端設計是本系統實現的重要任務??蛻舳说淖饔檬菫橛脩籼峁┮粋€友好而功能全面的軟件界面。用戶通過界面訪問數據庫,以及進行配方性能預示或配方優化等操作。通過客戶端軟件,用戶可以連接數據庫,根據指定關鍵字查詢數據庫中數據,修改數據庫中的指定的表,進行配方性能預示、配方參數優化以及更新神經網絡等??蛻舳私缑骊P系如圖3所示,其中性能預示模塊、配方優化模塊和網絡更新模塊共享神經網絡模塊。




圖二 客戶端界面關系

結語

 
      采用Oracle建立配方數據庫,提高了配方的信息管理水平,有效地從原有的配方數據信息中發掘出有用的知識規矩,已用以指導實際的配方設計,大大提高了配方設計效率,縮短試驗周期,降低生產成本。

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摘要:采用Oracle建立配方數據庫,提高了配方的信息管理水平,有效地從原有的配方數據信息中發掘出有用的知識規矩,已用以指導實際的配方設計,大大提高了配方設計效率,縮短試驗周期

 
 
 
 
 

  • 2022-12-30 16:42
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