[發明專利]一種基于數據挖掘的生活用紙造紙機成本優化方法

有效

• 申請號: 202010870977.4
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111950166B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 洪蒙納;滿奕;胡松;李繼庚
• 申請（專利權）人: 廣州博依特智能信息科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04;G06N20/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種基于數據挖掘的生活用紙造紙機成本優化方法，包括下述步驟：S1、采集生活用紙造紙機運行過程的數據；S2、對采集到的數據進行數據探索和數據預處理，組建成歷史參數數據庫；S3、根據隨機森林算法建立成本和參數之間的擬合模型，并判斷參數對成本的重要性；S4、根據步驟S3建立的成本擬合模型，以相關指數R²為指標確定調節的參數，S5、根據步驟S4中確定調節的參數，從歷史數據中確定參數的調節邊界；S6、在步驟S5中確定參數的調節邊界內尋找成本最低時的參數值；本發明方法基于歷史生產數據組建成的數據庫，建立生活用紙造紙機成本優化模型，模型簡潔，并且泛化能力強，可以降低紙廠的生活成本。

技術領域

本發明涉及造紙領域，特別涉及一種基于數據挖掘的生活用紙造紙機成本優化方法。

背景技術

目前生活用紙企業對于紙機參數的調控多依據于人工經驗。并且對于同一紙種而言，生產的工況也存在差異。雖然在不同的生產參數下生產的紙張質量都符合企業的標準，但是不同的生產參數對于企業來說會造成企業生產成本的不一致。對于企業來說如何在保證產品質量的情況下，降低生產成本是十分重要的。

造紙過程中主要消耗的能源為電和蒸汽。除了原材料的成本，電和蒸汽在生存成本中也占據了非常大的位置。據了解，大多數造紙廠針對紙機的工況調節，全部通過一線工人手動操作肉眼觀察，導致企業生產過程成本較高。基于生產的歷史數據選取出最合適的生產工況，以達到降低企業生產成本的目的。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，本發明提出的種基于數據挖掘的生活用紙造紙機成本優化方法，可以在實際生產過程中對紙張橫向伸長率進行實時測量，為操作工人修改生產工藝參數提供可靠的參考。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種基于數據挖掘的生活用紙造紙機成本優化方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、確定生活用紙造紙機中可以調節的參數，采集數據：目標優化工藝參數在上漿濃度、車速、卷速、網籠真空度、托輥真空度、低壓蒸汽流量、高壓蒸汽流量、閃罐壓力和烘缸壓力中選取；

S2、對采集到的數據進行數據探索和數據預處理，組建成歷史參數數據庫；

S3、根據隨機森林算法建立成本和參數之間的擬合模型，并判斷參數對成本的重要性：步驟S1中確定的優化工藝參數和計算出來的實時成本利用隨機森林算法進行擬合，并且判斷參數的重要性；

S4、根據步驟S3建立的成本擬合模型，以相關指數R²為指標確定調節的參數：依次剔除重要性小的參數，再次判斷擬合模型的評價指標相關指數，確定需要優化的工藝參數；

S5、根據步驟S4中確定調節的工藝參數，從歷史數據中確定參數的調節邊界；

S6、在步驟S5中確定參數的調節邊界內，在S2中建立的數據庫中進行尋找成本最低時的參數值，作為參數調節的目標。

進一步的，步驟S1中，確定生活用紙造紙機中可以調節的參數，采集數據，組成數據庫，具體步驟如下：

生活用紙造紙機目標優化工藝參數為上漿濃度、車速、卷速、網籠真空度、托輥真空度、低壓蒸汽流量、高壓蒸汽流量、閃罐壓力和烘缸壓力，然后利用MES系統采集紙機生產過程中的生產數據。

進一步的，步驟S2中，對采集到的數據進行數據探索和數據預處理，組建成歷史參數數據庫，具體步驟如下：

檢查原始數據中是否存在臟數據以及無法進行直接分析的數據，所述臟數據包括缺失值、異常值以及含有特殊字符的數據。利用單變量的散點圖和箱形圖對異常數據的判斷。對于上述的臟數據和異常數據給予剔除。