本發(fā)明涉及一種煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，屬于煙葉烘烤領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
1、煙葉定制化生產(chǎn)指的是結(jié)合煙葉產(chǎn)區(qū)特點(diǎn)和卷煙工業(yè)企業(yè)個(gè)性化需求進(jìn)行煙葉生產(chǎn)技術(shù)方案制定、生產(chǎn)過(guò)程管理和煙葉產(chǎn)品交付的過(guò)程。煙葉烘烤是影響煙葉質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定了煙葉由不具備商品價(jià)值的農(nóng)產(chǎn)品向卷煙工業(yè)原料產(chǎn)品的屬性轉(zhuǎn)變。烘烤工藝是決定煙葉烘烤質(zhì)量的主要因素，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了諸如三段式、五段五對(duì)應(yīng)式、8點(diǎn)式等烘烤工藝，即為將煙葉烘烤過(guò)程劃分為若干個(gè)階段或穩(wěn)溫點(diǎn)，并給出每個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的濕球溫度和煙葉變黃干燥狀態(tài)目標(biāo)要求?？傮w而言，目前的烘烤工藝多為基于傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)或基本干燥原理的共性烘烤工藝，但不同煙葉產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境和品種差異、不同卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)煙葉質(zhì)量需求不一致等因素造成目前煙葉烘烤工藝的針對(duì)性不強(qiáng)，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義難以充分發(fā)揮。關(guān)于煙葉烘烤定制化的報(bào)道有限，缺乏針對(duì)不同卷煙品牌需求的動(dòng)態(tài)烘烤參數(shù)模型研究、智能化調(diào)控技術(shù)與生產(chǎn)場(chǎng)景的深度融合不足、烘烤過(guò)程多維度數(shù)據(jù)(如溫濕度、煙葉理化指標(biāo))實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋機(jī)制尚未系統(tǒng)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的正是針對(duì)目前煙葉定制化生產(chǎn)技術(shù)方案制定的針對(duì)性不強(qiáng)、落實(shí)難度大等問(wèn)題，而提供了一種煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基于特定產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境和品種特點(diǎn)、面向卷煙工業(yè)企業(yè)需求的烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控，提高煙葉烘烤質(zhì)量和工業(yè)可用性。
2、本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
3、一種煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，包括：烘烤數(shù)據(jù)采集、烘烤工藝畫像構(gòu)建、烘烤工藝模型定制、煙葉狀態(tài)監(jiān)測(cè)與烘烤工藝模型比對(duì)、工藝調(diào)整指令形成與自動(dòng)控制。
4、烘烤數(shù)據(jù)采集，所述烘烤數(shù)據(jù)采集為針對(duì)某個(gè)特定煙葉產(chǎn)區(qū)和品種，采集不少于10爐次的烘烤過(guò)程數(shù)據(jù)；采集數(shù)據(jù)包括烤房?jī)?nèi)環(huán)境溫度、濕球溫度和煙葉圖像3類數(shù)據(jù)。
5、進(jìn)一步的，烤房?jī)?nèi)環(huán)境溫度和濕球溫度為實(shí)際烘烤控制棚次的數(shù)據(jù)(氣流上升式烤房為下棚或中棚，氣流下降式烤房為上棚或中棚)，煙葉圖像為中棚數(shù)據(jù)。
6、烘烤工藝畫像構(gòu)建，所述烘烤工藝畫像包括“一點(diǎn)、三幅、一速率”，具體為利用烘烤過(guò)程采集的數(shù)據(jù)，從環(huán)境溫度36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃、54℃、60℃、65或68℃共10個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)中選取若干個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)，匯總每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間、濕球溫度、煙葉圖像數(shù)據(jù)和某個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)向下一個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的升溫速度數(shù)據(jù)；統(tǒng)計(jì)每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)(“一點(diǎn)”)的持續(xù)時(shí)間變幅、濕球溫度變幅和煙葉狀態(tài)變幅(“三幅”)并確定不同穩(wěn)溫點(diǎn)之間的升溫速率(“一速率”)。
7、進(jìn)一步的，每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的煙葉狀態(tài)變幅，可以為根據(jù)顏色量化模型提取的煙葉rgb或lab或hsv或yul等數(shù)值的范圍，也可以為根據(jù)人工智能方法建立的圖像識(shí)別模型提取的煙葉變黃程度、干燥程度等煙葉外觀狀態(tài)變化范圍，還可以為根據(jù)人工智能方法建立的煙葉淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖、游離氨基酸等化學(xué)成分范圍。
8、烘烤工藝基礎(chǔ)模型，所述烘烤工藝基礎(chǔ)模型定制為在烘烤工藝畫像基礎(chǔ)上，結(jié)合卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)煙葉質(zhì)量的需求特征，對(duì)若干個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間變幅、濕球溫度變幅進(jìn)行個(gè)性化定制。
9、進(jìn)一步的，結(jié)合卷煙工業(yè)企業(yè)煙葉質(zhì)量需求的工藝定制方法包括但不限于以下幾種情況：(1)提高烘烤后熟程度，在穩(wěn)溫點(diǎn)38℃、54℃延長(zhǎng)上限和下限時(shí)間各4h～8h，提高濕球溫度0.5～1.5℃；(2)提高烤后煙葉顏色鮮亮程度，在穩(wěn)溫點(diǎn)50℃、54℃縮短上限和下限時(shí)間各4h～8h，降低濕球溫度0.5～1.5℃。
10、所述煙葉監(jiān)測(cè)和模型對(duì)比為前述所定制的烘烤工藝模型，在烤房?jī)?nèi)安裝攝像頭監(jiān)測(cè)煙葉狀態(tài)變化，在每個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間達(dá)到穩(wěn)溫時(shí)間變幅的下限時(shí)，比對(duì)煙葉狀態(tài)是否達(dá)到前述確定的煙葉狀態(tài)(即每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的煙葉狀態(tài)變幅，可以為根據(jù)顏色量化模型提取的煙葉rgb或lab或hsv或yul等數(shù)值的范圍，也可以為根據(jù)人工智能方法建立的圖像識(shí)別模型提取的煙葉變黃程度、干燥程度等煙葉外觀狀態(tài)變化范圍，還可以為根據(jù)人工智能方法建立的煙葉淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖、游離氨基酸等化學(xué)成分范圍)，如達(dá)到，則產(chǎn)生升溫至下一個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的工藝調(diào)整指令，如未達(dá)到，則持續(xù)穩(wěn)溫并持續(xù)比對(duì)煙葉狀態(tài)，如至穩(wěn)溫時(shí)間變幅上限仍未達(dá)到前述所確定的煙葉狀態(tài)，則自動(dòng)升溫至下一個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)。
11、工藝自動(dòng)控制，所述工藝自動(dòng)控制為根據(jù)煙葉狀態(tài)監(jiān)測(cè)和模型比對(duì)形成的工藝調(diào)整命令，由烤房控制儀聯(lián)動(dòng)烤房加熱裝置和排濕裝置完成。
12、進(jìn)一步的，工藝調(diào)整命令可由具備算力、部署算法的外置式調(diào)控裝置通過(guò)485接口連接控制儀傳輸，或者算力、算法集成至烤房控制儀由烤房控制儀獨(dú)立完成，或者算力、算法部署至云平臺(tái)通過(guò)4g/5g網(wǎng)絡(luò)下發(fā)至烤房控制儀完成。
13、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：通過(guò)特定區(qū)域和品種烘烤過(guò)程環(huán)境和煙葉狀態(tài)數(shù)據(jù)采集分析，構(gòu)建符合煙葉產(chǎn)區(qū)特點(diǎn)的烘烤工藝畫像(“一點(diǎn)、三變幅、一速率”)；針對(duì)卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)于該區(qū)域和品種煙葉質(zhì)量的需求，在烘烤工藝畫像基礎(chǔ)上，對(duì)關(guān)鍵穩(wěn)溫點(diǎn)的工藝參數(shù)(穩(wěn)溫時(shí)間變幅、濕球溫度變幅)進(jìn)行個(gè)性化定制，建立定制化烘烤工藝模型；通過(guò)在烤房安裝攝像頭的方式，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙葉狀態(tài)并比對(duì)定制化烘烤工藝模型要求，自動(dòng)形成工藝調(diào)整指令并通過(guò)烤房控制儀自動(dòng)執(zhí)行，從而完成煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控過(guò)程。本發(fā)明提供的方法，可有效解決定制化生產(chǎn)技術(shù)方案的針對(duì)性不強(qiáng)和落實(shí)難度大問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)煙葉烘烤的定制化和智能化調(diào)控。能夠?qū)崿F(xiàn)基于特定產(chǎn)區(qū)生態(tài)環(huán)境和品種特點(diǎn)、面向卷煙工業(yè)企業(yè)需求的烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控，提高煙葉烘烤質(zhì)量和工業(yè)可用性。
1.一種煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，包括：烘烤數(shù)據(jù)采集、烘烤工藝畫像構(gòu)建、烘烤工藝模型定制、煙葉狀態(tài)監(jiān)測(cè)與烘烤工藝模型比對(duì)、工藝調(diào)整指令形成與自動(dòng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，所述烘烤數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)為針對(duì)烤房?jī)?nèi)環(huán)境溫度、濕球溫度、煙葉圖像3類數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，所述烘烤工藝畫像構(gòu)建環(huán)節(jié)為根據(jù)烘烤數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)獲取的環(huán)境溫度、濕球溫度和煙葉圖像數(shù)據(jù)，從環(huán)境溫度36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃、54℃、60℃、65或68℃共10個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)中選取該區(qū)域/品種的烘烤過(guò)程的若干個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)，匯總每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間、濕球溫度、煙葉圖像數(shù)據(jù)和某個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)向下一個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的升溫速度數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間變幅、濕球溫度變幅和煙葉狀態(tài)變幅并確定不同穩(wěn)溫點(diǎn)之間的升溫速率，以上即為包含若干個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)稱“一點(diǎn)”，和每個(gè)溫度點(diǎn)持續(xù)時(shí)間變幅、濕球溫度變幅、煙葉狀態(tài)變幅稱“三幅”，和不同穩(wěn)溫點(diǎn)之間升溫速率稱“一速率”的烘烤工藝畫像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，每個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的煙葉狀態(tài)變幅，可以為根據(jù)顏色量化模型提取的煙葉rgb或lab或hsv或yul數(shù)值的范圍，也可以為根據(jù)人工智能方法建立的圖像識(shí)別模型提取的煙葉變黃程度、干燥程度煙葉外觀狀態(tài)變化范圍，還可以為根據(jù)人工智能方法建立的煙葉淀粉、蛋白質(zhì)、還原糖、游離氨基酸化學(xué)成分范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，所述的烘烤工藝模型定制為在烘烤工藝畫像基礎(chǔ)上，結(jié)合卷煙工業(yè)企業(yè)對(duì)煙葉質(zhì)量的需求特征，對(duì)若干個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間變幅、濕球溫度變幅進(jìn)行個(gè)性化定制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，對(duì)若干個(gè)實(shí)際穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間變幅、濕球溫度變幅個(gè)性化定制，具體方法包括但不限于以下幾種情況：(1)提高烘烤后熟程度，在穩(wěn)溫點(diǎn)38℃、54℃延長(zhǎng)上限和下限時(shí)間各4h～8h，提高濕球溫度0.5～1.0℃；(2)提高烤后煙葉顏色鮮亮程度，在穩(wěn)溫點(diǎn)50℃、54℃縮短上限和下限時(shí)間各4h～8h，降低濕球溫度0.5～1.0℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，所述的煙葉狀態(tài)監(jiān)測(cè)和模型比對(duì)為根據(jù)權(quán)利要求5確定的烘烤工藝模型，在烤房?jī)?nèi)安裝攝像頭監(jiān)測(cè)煙葉圖像變化，在每個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的持續(xù)時(shí)間達(dá)到穩(wěn)溫時(shí)間變幅的下限時(shí)，比對(duì)煙葉狀態(tài)是否達(dá)到權(quán)利要求4確定的煙葉狀態(tài)，如達(dá)到，則產(chǎn)生升溫至下一個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)的工藝調(diào)整指令，如未達(dá)到，則持續(xù)穩(wěn)溫并持續(xù)比對(duì)煙葉狀態(tài)，如至穩(wěn)溫時(shí)間變幅上限仍未達(dá)到權(quán)利要求4確定的煙葉狀態(tài)，則自動(dòng)升溫至下一個(gè)穩(wěn)溫點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，所述的工藝調(diào)整指令是由烤房控制儀聯(lián)動(dòng)烤房加熱裝置和排濕裝置自動(dòng)完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煙葉烘烤工藝定制化和智能化調(diào)控方法，其特征在于，工藝調(diào)整指令由烤房控制儀聯(lián)動(dòng)烤房加熱裝置和排濕裝置自動(dòng)完成，工藝調(diào)整命令可由具備算力、部署算法的外置式調(diào)控裝置通過(guò)485接口連接烤房控制儀傳輸，或者算力、算法集成至烤房控制儀由烤房控制儀獨(dú)立完成，或者算力、算法部署至云平臺(tái)通過(guò)4g/5g網(wǎng)絡(luò)下發(fā)至烤房控制儀完成。