数字化产品辅助设计系统应用烟草配方

　　为了使产品有更快速的市场应变能力和市场竞争力，不断稳步提高的产品质量，加快产品的开发进度，确保名优畅销产品的长盛不衰,广州卷烟二厂提出了“卷烟产品进行数字化设计”的思路，希望利用信息技术辅助进行卷烟产品设计。在项目开发过程中，,广州卷烟二厂信息中心、工艺计量检验科、长沙艾特科技开发有限公司共同合作，历时10个月，做了大量的基础工作，克服了设计过程中的各种困难，完成了数字化产品辅助设计系统（第一期）（以下简称“系统一期”）的设计和实施工作。实现了卷烟配方设计中最急需解决的烟叶配方辅助设计系统和辅料设计系统中的三纸一棒辅助设计部分，以及整个数字化产品辅助设计系统的平台的搭建。系统在设计实施之后，不但满足了现阶段卷烟产品设计人员的要求，而且为数字化产品辅助设计系统（第二期：是工艺设计，主要用于制丝工艺设计，它通过对工序的分析，得到工序对烟丝质量的影响关系，从而设计出烟丝生产的最佳工艺环境）奠定了基础。数字化产品辅助设计系统（第一期）的成功实施，标志着广州卷烟二厂的工艺技术迈入了计算机辅助设计和计算机辅助生产的新里程。

　　１数字化产品辅助设计系统概况１.1卷烟产品设计

　　卷烟产品设计指的卷烟企业开发卷烟产品的过程，包括名优畅销产品的设计调整与完善和新产品的开发两个方面。名优畅销产品的设计调整需要保持产品的独特风格，新产品的开发要有创新和突破。

　　在整个卷烟产品设计开发过程中需要涉及四个大的部分：烟叶配方设计、香精香料设计、辅料配方设计和工艺设计。其基本设计流程如图一所示：

　　图一

　　1.2数字化产品辅助设计系统

　　根据卷烟产品设计的思路和要求，系统由烟叶配方设计子系统、辅料配方设计子系统、工艺设计子系统、香精香料维护子系统、权限管理子系统、基础数据管理子系统、数据导入导出子系统、算法库子系统、规则库子系统等组成。

　　系统一期的设计实现了烟叶配方设计子系统、辅料配方设计子系统（三纸一棒部分）、权限管理子系统、基础数据管理子系统、数据导入导出子系统、算法库子系统、规则库子系统等。

　　系统运用了计算机辅助设计、运筹学作目标规划方法，使用智能决策技术，模糊分析技术，能够根据设计出成本最佳的烟叶组配方。根据化学成分、成本等目标，自动进行烟叶设计化学成分指定是任意的（国内其他系统只有４项左右）。

　　1.2.1烟叶配方设计子系统

　　烟叶配方是产品使用的烟叶组合，烟叶配方设计子系统根据产品设计的提出的烟叶配方控制目标，按照烟叶用量框架，由计算机辅助科研人员进行产品设计中烟叶化学成份和成本的控制，由计算机完成资料收集整理工作、并且自动进行大量的计算工作，根据目标规划模型进行烟叶辅助设计，辅助科研人员完成设计流程。

　　1.2.2辅料配方设计子系统（三纸一棒部分）

　　“三纸一棒”指卷烟纸、接装纸、成型纸和滤棒，“三纸一棒”设计，是为了在保持卷烟感观的同时，改善烟气特征。在烟气分析中，主要的烟气指标是焦油量、烟碱量和一氧化碳(CO)。

　　在卷烟“三纸一棒”设计中根据大量的实验和科研结果，对“三纸一棒”之间的相互影响关系进行数学建模，同时由系统通过算法库根据已知的数据对建立的模型进行大量的计算，并且对计算的结果进行直观的图形信息反馈，帮助科研人员在保持卷烟感观质量的同时，控制烟气特征。

　　1.2.3权限管理子系统

　　为了保证整个系统数据的安全性和灵活的扩展性，专门设计了权限管理子系统。

　　该子系统负责控制整个配方系统中每个用户、每台机器使用系统功能的权限。

　　该子系统具备了动态加载新的子系统的功能。

　　1.2.4基础数据管理子系统

　　为了解决数据不全不正确的问题，专门设计了基础数据管理子系统。

　　该子系统针对每一个数据要求都设计了专门的维护功能，并且可根据需要快速进行相应的扩展。

　　1.2.5数据导入导出子系统

　　为了解决外部数据整合到本系统的问题，专门设计了数据导入导出子系统。

　　该子系统与基础数据管理子系统配套。

　　该子系统不同于以往一般系统的设计，采用配置可动态调整的方式，以适应不断修改的外部数据源。

　　该子系统具备了其余系统变化，只需动态修改配置，不需修改程序的功能。是一个灵活通用的数据接口。

　　1.2.6算法库子系统

　　为了进行配方设计中的多种计算，专门统一设计了算法库子系统。

　　该子系统是完全独立的系统，与业务无关。

　　该子系统包含了多种算法，这些算法都有效地应用于配方设计当中。由于进行数字化计算的工作刚刚开始，需要一段长时间的、大量的数据分析，对系统参数进行修正和完善，因此算法的系数都是可配置调整的。

　　该子系统中的算法是可以动态加载扩充和更新的。

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