基于数据驱动方法的生活用纸质量在线实时软测量模型的开发

发布时间：2021-11-18 13:25

　　随着生活用纸产量和质量要求的提高,如何及时、高效、稳定的生产纸产品,保证和提高质量合格率、降低管控成本是目前企业亟待解决的问题。由于企业现有质检模式（基于离线仪器的先产后检和抽检）下,工人对不合格纸产品的工艺调节存在时间上的滞后,大量纸产品的质量问题无法及时解决,造成巨大经济损失。因此,本研究以某生活用纸厂为例,建立生活用纸质量在线实时软测量模型。并采集大量外部数据验证模型有效性和应用价值后,基于企业现有MES系统（Manufacturing Execution System）,实现模型的线上开发及工业应用,为企业实现闭环式的精细化智能生产管理。针对生活用纸质量无法在线软测量,存在质检滞后的问题,本文首先对影响生活用纸质量的关键变量如磨后浆料纤维形态进行分析和软测量,精度达到应用要求。对影响原纸质量物理指标的直接因素和间接因素,进行单变量相关性分析和基于梯度增强树（Gradient Boosting Tree,GBT）的多变量特征分析,分别选取对各关键物理质量指标的重要建模变量。然后通过机器学习中的GBT算法、RF算法（Random Forest）和Ada Boost算法建立质量在线软... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

抗张强度多维度数据分布

第三章生活用纸质量在线软测量模型41柔软度，x1-x7依次为产品定量、断尾纤维百分比、卷取率、车速、平均纤维宽度、高位箱液位MV、分丝帚化率，结果表明本模型测试范围广，有效性强，具有良好通用性和应用价值。图3-16柔软度多维度数据分布3.2.4松厚度模型针对建模有效数据集1251×156，首先计算各采集变量与松厚度的相关系数值，大于0.4的变量如图3-17所示。图3-17相关性分析结果-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81产品定量纸机卷纸缸电流卷纸缸扭矩高压蒸汽吨纸耗高位箱液位MV长纤占比风罩排放机高频率二次臂压力风罩排放机频率排风机频率二次臂压力设定NO.1托辊扭矩纸机托辊电流湿部风罩供风机频率PIC1-2烘缸进口开度干部供风机频率干部供风机高速纸机网笼电流真空网笼扭矩杨克烘缸扭矩纸机烘缸电流平均纤维长度扭结纤维百分比

华南理工大学硕士学位论文46图3-21松厚度软测量模型测试结果为分析所用测试集数据对于整体建模训练集的覆盖面，即模型所有工况下进行软测量时仍然具有良好效果，绘制训练集和测试集多维度数据分布图如图3-22所示。q3为松厚度，x1-x12依次为产品定量、平均纤维长度、长纤占比、高压蒸汽吨纸耗、二次臂压力、杨克烘缸扭矩、卷纸缸扭矩、扭结纤维百分比、高位箱液位MV、真空网笼扭矩、风罩排放机频、PIC1-2烘缸进口开度。结果表明本模型测试范围广，有效性强，具有良好通用性和应用价值。图3-22松厚度多维度数据分布30507090110151101151201251ExperimentalvalueGBTpredictAdaBoostpredictSVMpredict

【参考文献】：
期刊论文
[1]Review of energy consumption research for papermaking industry based on life cycle analysis[J]. Yi Man,Yulin Han,Jigeng Li,Mengna Hong.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(07)
[2]扬克烘缸干燥能耗与干燥速率的软测量模型及应用[J]. 张维,李继庚,满奕,洪蒙纳.  中国造纸. 2019(05)
[3]中国造纸工业2018年度报告[J].   中华纸业. 2019(09)
[4]基于PSO-LSSVM算法的造纸过程短期电力负荷预测模型[J]. 胡雨沙,李继庚,洪蒙纳,满奕.  中国造纸学报. 2019(01)
[5]基于梯度增强回归树算法的磨浆过程打浆度软测量模型[J]. 孟子薇,洪蒙纳,李继庚,满奕.  造纸科学与技术. 2019(01)
[6]基于SVM的打浆度软测量建模及应用[J]. 汤伟,邱锦强,刘庆立,胡连华.  中国造纸. 2016(10)
[7]基于PSO-LSSVM的水松纸透气度软测量[J]. 张笑迪,钱斌,胡蓉.  计算机与应用化学. 2016(02)
[8]一种基于数字图像处理和最小二乘拟合的打孔水松纸透气度检测方法[J]. 张桂莲,钱斌,胡蓉,张笑迪.  计算机与应用化学. 2016(02)
[9]基于PLS和SVM的纸张抗张强度建模比较[J]. 陶劲松,杨亚帆,李远华.  华南理工大学学报(自然科学版). 2014(07)
[10]基于偏最小二乘法的纸张抗张强度预测模型[J]. 李远华,陶劲松,李继庚,刘焕彬.  化工学报. 2014(09)

硕士论文
[1]生活用纸质量异常分析与预测建模[D]. 汪涵.华南理工大学 2018



本文编号：3502980