[發(fā)明專利]一種玻璃光纖拉絲設(shè)備優(yōu)化生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310560642.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN103613272A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王春林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C03B37/07
• 分類號(hào): C03B37/07
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息與控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及到自動(dòng)化技術(shù)，特別是涉及一種玻璃光纖拉絲設(shè)備優(yōu)化生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

玻璃光纖拉絲設(shè)備各個(gè)拉伸段玻璃光纖的拉絲速度，不同拉伸段的光纖直徑，加熱爐加熱溫度，玻璃光纖預(yù)制棒的饋送速度等生產(chǎn)操作參，對(duì)玻璃光纖的生產(chǎn)效率和品質(zhì)有直接的影響。每一套光線拉絲設(shè)備(即使型號(hào)相同)在生產(chǎn)時(shí)都有其獨(dú)特的特性，不同的生產(chǎn)操作參數(shù)都對(duì)應(yīng)了不同的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。不同的生產(chǎn)操作參數(shù)的配置，會(huì)直接導(dǎo)致光纖不同的芯包比、同心率、折射率分布、直徑比等品質(zhì)指標(biāo)。對(duì)于給定的一套玻璃光纖拉絲設(shè)備情況下，存在如何配置生產(chǎn)操作參數(shù)最優(yōu)的問題，也是如何在給定的生產(chǎn)材料和需求下，最有效率的生產(chǎn)出品質(zhì)最優(yōu)的產(chǎn)品，完成生產(chǎn)任務(wù)的問題。

要獲得較為準(zhǔn)確的玻璃光纖拉絲設(shè)備生產(chǎn)操作參數(shù)與生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)間的關(guān)系，并在一定的生產(chǎn)要求下，為配置出最好生產(chǎn)操作參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)，并不是一件容易的事情。目前，還沒有很好的解決方法。

實(shí)際生產(chǎn)中主要是靠工作人員經(jīng)驗(yàn)，其目標(biāo)也只是維持生產(chǎn)正常進(jìn)行，并沒有優(yōu)化配置的概念，因此其整體生產(chǎn)過程還有可提升空間。

通過試驗(yàn)和生產(chǎn)中采集積累生產(chǎn)數(shù)據(jù)，再利用數(shù)據(jù)挖掘的方法，挖掘出生產(chǎn)操作參數(shù)與生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)間的關(guān)系，結(jié)合優(yōu)化算法對(duì)生產(chǎn)操作參數(shù)進(jìn)行配置優(yōu)化是非常有潛力的方法。如何使該方法真正達(dá)到生產(chǎn)實(shí)際的要求，是該技術(shù)的關(guān)鍵，主要難題包括，如何提高模型的預(yù)測(cè)和泛化能力，如何實(shí)現(xiàn)有約束條件的優(yōu)化分配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目標(biāo)是針對(duì)給定的一套玻璃光纖拉絲設(shè)備情況下，提出一種優(yōu)化的生產(chǎn)操作參數(shù)配置方法，優(yōu)化內(nèi)容兼顧了玻璃光纖拉絲設(shè)備生產(chǎn)的效率與產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是通過試驗(yàn)和生產(chǎn)中采集積累的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，再利用數(shù)據(jù)挖掘的方法，挖掘出生產(chǎn)操作參數(shù)與生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)間的關(guān)系，對(duì)玻璃光纖拉絲設(shè)備的生產(chǎn)操作參數(shù)與產(chǎn)品品質(zhì)，建立基于數(shù)據(jù)的模型，并結(jié)合優(yōu)化算法等手段，建立一種玻璃光纖拉絲設(shè)備優(yōu)化配置生產(chǎn)的方法，利用該方法可有效的通過優(yōu)化生產(chǎn)操作參數(shù)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。

本發(fā)明的具體步驟是：

步驟(1)針對(duì)給定的玻璃光纖拉絲設(shè)備及光纖直徑的要求，設(shè)定分為N(N≥1)級(jí)拉伸最終達(dá)到光纖產(chǎn)品的直徑要求,每一級(jí)的拉出光纖直徑為d_i∈(d_imin,d_imax),(i=1,2…N)，其中d_imin為第i級(jí)拉出光纖直徑允許最小值,d_imax為第i級(jí)拉出光纖直徑允許最大值。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)定產(chǎn)品光纖拉絲速度允許的范圍：V∈(V_min,V_max)，其中V為光纖拉絲速度，V_min為允許光纖拉絲最小速度,V_max為允許光纖拉絲最大速度；設(shè)定加熱爐加熱溫度的允許范圍T∈(T_min,T_max)及預(yù)制棒的饋送速度允許范圍V_y∈(V_ymin,V_ymax)，其中T為加熱爐加熱溫度，T_min為允許加熱爐最低加熱溫度,T_max為允許加熱爐最高加熱溫度，V_y為光纖預(yù)制棒饋送速度，V_ymin為允許光纖預(yù)制棒最小饋送速度,V_ymax為允許光纖預(yù)制棒最大饋送速度。以上所述：光纖拉伸級(jí)數(shù)(N),每級(jí)對(duì)應(yīng)的光纖拉出直徑(di)，光纖拉絲速度(V)，加熱爐加熱溫度(T)及光纖預(yù)制棒饋送速度(Vy)為玻璃光纖生產(chǎn)操作參數(shù)。在參數(shù)允許速度范圍內(nèi)，將各參數(shù)的允許范圍均勻分為M(M≥1)個(gè)區(qū)間，各參數(shù)允許范圍內(nèi)每個(gè)區(qū)間取一個(gè)數(shù)據(jù)作為代表，做不同拉絲速度、不同加熱爐的加熱溫度和不同預(yù)制棒的饋送速度的組合試驗(yàn)，并記錄相應(yīng)參數(shù)組合下光纖產(chǎn)品品質(zhì)，所述光纖產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)包括：芯包比(α)、同心率(β)、折射率分布(γ)、直徑比(δ)，其獲得的方法為成熟技術(shù)。將以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集入試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中備用。

步驟(2)采集玻璃光纖拉絲設(shè)備生產(chǎn)操作參數(shù)及相關(guān)的表征光纖產(chǎn)品品質(zhì)的指標(biāo)，建立生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；具體的玻璃光纖拉絲設(shè)備生產(chǎn)操作參數(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)，通過玻璃光纖拉絲設(shè)備運(yùn)行數(shù)控系統(tǒng)獲取，或直接通過儀器測(cè)量采集，其獲得的方法為成熟技術(shù)，將以上生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中備用。