[發(fā)明專利]一種紙頁吸水性軟測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911330641.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN111024557B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪蒙納;滿奕;江倫;李繼庚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州博依特智能信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N13/00
• 分類號(hào): G01N13/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發(fā)明公開了一種紙頁吸水性軟測(cè)量方法，包括下列步驟：數(shù)據(jù)庫及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、對(duì)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理、應(yīng)用支持向量機(jī)算法建立纖維形態(tài)軟測(cè)量模型、應(yīng)用梯度提升決策樹算法建立紙頁吸水性軟測(cè)量模型和模型驗(yàn)證。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立紙頁吸水性軟測(cè)量模型，模型預(yù)測(cè)速度快且精度良好，可以較準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)所有紙張吸水性實(shí)時(shí)的軟測(cè)量。該技術(shù)不僅解決了生產(chǎn)上無法對(duì)所有原紙產(chǎn)品進(jìn)行吸水性的測(cè)量問題，從而降低人力檢測(cè)成本，而且能夠及時(shí)獲取成紙吸水性質(zhì)量，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)異常來調(diào)整紙機(jī)工藝，提高產(chǎn)品合格率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及造紙企業(yè)紙頁物理指標(biāo)預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于支持向量機(jī)和梯度提升決策樹組合算法的紙頁吸水性軟測(cè)量方法。

背景技術(shù)

紙張中具有親水性的纖維及纖維之間多孔性結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管，使得紙具有吸水性能。紙張的吸水性也是紙制品生產(chǎn)廠家較為關(guān)心的問題，直接關(guān)系到紙制品的質(zhì)量。對(duì)于生活用紙而言，其要求有良好的吸水性能，等級(jí)越高的生活用紙對(duì)吸水性的要求也越高。

目前，生活用紙廠紙張質(zhì)量生產(chǎn)具有產(chǎn)品不合格率高的問題，對(duì)于紙張吸水性的檢測(cè)是基于離線的質(zhì)量檢測(cè)儀器，需要耗費(fèi)高額的人力物力資源，且無法實(shí)現(xiàn)對(duì)所有產(chǎn)品的檢測(cè)。導(dǎo)致企業(yè)不僅需要耗費(fèi)大量人工和設(shè)備成本檢測(cè)紙張吸水性，而且紙廠對(duì)原紙進(jìn)行抽檢時(shí)，也會(huì)存在沒被檢測(cè)的紙張質(zhì)量不合格的問題。

因此對(duì)紙張的吸水性進(jìn)行所有產(chǎn)品實(shí)時(shí)的質(zhì)檢對(duì)紙廠來說非常重要。基于質(zhì)檢儀器的檢測(cè)存在滯后性，無法實(shí)時(shí)檢測(cè)紙張的質(zhì)量，并將有效信息反饋到生產(chǎn)，來指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)品，且保持穩(wěn)定高效。同時(shí)大波動(dòng)的產(chǎn)品質(zhì)量也造成原材料的浪費(fèi)。因此，在呼吁互聯(lián)網(wǎng)+、智能制造的同時(shí)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，對(duì)生活用紙的吸水性這一重要指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種紙頁吸水性軟測(cè)量方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種紙頁吸水性軟測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于生產(chǎn)過程中關(guān)鍵建模數(shù)據(jù)的采集，包括數(shù)據(jù)庫及現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)變量；所述變量包括漿料纖維形態(tài)測(cè)量、磨漿機(jī)的功率、通過量和紙機(jī)的卷速；

S2、對(duì)采集變量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并定性分析采集變量與吸水性的關(guān)聯(lián)，對(duì)變量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，達(dá)到纖維形態(tài)軟測(cè)量建模及紙頁吸水性軟測(cè)量建模的要求；

S3、針對(duì)滿足建模要求的數(shù)據(jù)，結(jié)合支持向量機(jī)算法，建立纖維形態(tài)軟測(cè)量模型；

S4、針對(duì)滿足建模要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征選擇，結(jié)合梯度提升決策樹算法，建立紙頁吸水性軟測(cè)量模型，然后利用現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型有效性驗(yàn)證。

進(jìn)一步地，所述S2中定性分析采集變量與吸水性的關(guān)聯(lián)具體為：紙頁吸水性的形成與纖維平均長(zhǎng)度、細(xì)小纖維含量以及纖維之間的結(jié)合力有很大關(guān)聯(lián)，纖維平均長(zhǎng)度短，細(xì)小纖維的含量增加，紙張的吸水性能下降，纖維質(zhì)檢的結(jié)合力低，成紙吸水性強(qiáng)；纖維平均長(zhǎng)度、細(xì)小纖維含量與原始漿板纖維形態(tài)、打漿過程的磨漿機(jī)功率、通過量有關(guān)，而纖維間結(jié)合力的形成與造紙階段漿料流送、成型過程中車速和真空網(wǎng)籠速度有關(guān)，因此采集了纖維平均長(zhǎng)度、纖維平均粗度、扭結(jié)纖維百分比和纖維平均寬度的形態(tài)指標(biāo)，紙機(jī)過程中關(guān)鍵參數(shù)車速和真空網(wǎng)籠速度作為紙頁吸水性模型輸入的選取變量；

所述數(shù)據(jù)分析用于檢查原始數(shù)據(jù)中是否存在臟數(shù)據(jù)以及無法直接分析的數(shù)據(jù)，所述臟數(shù)據(jù)包括缺失值、異常值以及含有特殊字符的數(shù)據(jù)；對(duì)缺失值、異常值以及特殊符號(hào)的字符進(jìn)行刪除；

S2中數(shù)據(jù)預(yù)處理來達(dá)到建模要求，是對(duì)模型的輸入變量進(jìn)行歸一化處理，便于不同單位或量級(jí)的指標(biāo)能夠進(jìn)行比較和加權(quán)，以消除不同特征量綱和數(shù)量級(jí)不同對(duì)建模造成影響；處理方式為將所選特征變量壓縮得到均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1的新數(shù)列；具體方式如下：