基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统设计_谢远飞.pdf

，技术交流微型电脑应用 年第 卷第期作者简介：谢远飞（），男，土家族，大专，助理工程师，研究方向为卷烟生产；张奎（），男，土家族，本科，工程师，研究方向为卷烟生产；陈悦立（），男，土家族，本科，助理工程师，研究方向为卷烟生产。文章编号：（）基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统设计谢远飞，张奎，陈悦立（湖北中烟恩施卷烟厂，湖北，恩施 ）摘要：以制定烟草生产线最优排产计划为目标，设计了基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统。通过数据层采集存储烟草生产线数据，利用 协议为逻辑处理层和表现层提供实时数据，通过逻辑处理层连接数据层与表现层，且以基于项目的协同过滤算法为基础，通过矩阵计算用户相似度数据，根据推荐列表集，结合用户相似度与资源内容相似度的计算结果得出最优排产计划，最终在表现层的网站前端界面呈现出最终结果。实验结果表明：该系统能够直接、高效地安排订单产品的生产，降低生产调度的复杂度，提高烟草生产线的生产效率、节约生产成本。关键词：多源数据协同；烟草生产线；智能排产系统；协同过滤算法；资源相似度中图分类号：文献标志码：，（，）：，：；引言在透明烟草生产线智能生产过程中，影响合理生产排产调度的因素较多，严重影响透明烟草生产线生产中的产品加工完成时间、设备使用率以及产品工序工艺约束。优化透明烟草生产线智能生产排产调度问题，是提高整个透明烟草生产线智能生产过程产品加工效率的关键点。为此，张贵军等对柔性车间生产排产调度进行优化，范颖晖等研究面向装配的多 排产模型，在一定程度上提高了烟草生产线生产的各项性能，利用较少的生产资源于短周期内满足了产品要求，令烟草生产线生产能力得到提高。但前者在订单生产过程中的控制力不足，信息查找、存档困难，后者排产速度慢、出错率大，在紧急事件发生时响应不及时。为此，本文设计基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统。基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统 系统总体设计基于架构设计基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统。系统总体结构如图所示。数据层的主要功能是对数据进行采集与存储。数据层中应用 标准，对透明烟草生产线生产过程数据、生产设备属性数据以及运行过程的实时数据进行采集。通过 数据库存储和管理数据，并通过 协议实时传输数据，保障排产调度的实时性和准确性。，技术交流微型电脑应用 年第 卷第期图系统总体结构图逻辑处理层的主要作用为连接数据层和表现层，它的功能实现主要依靠基于 平台的 框架，结合了 与 技术，通过 服务器采集透明烟草生产线的现场数据，利用网站服务器在网站前端页面显示分析处理的数据。表现层的主要作用为显示网站前端界面，它结合了、以及 等技术。通过 组件共同实现网站前端界面的视图展示。系统功能模块设计系统功能模块的关系如图所示。功能结构见图。图系统模块关系图图系统功能结构图生产计划模块中包含所有关于透明烟草生产线生产过程的信息，其功能结构见图。图生产计划各模块功能结构图在烟丝生产计划模块的排产调度中，利用卷烟产品信息在创建订单时对需要加工的卷烟产品进行确认，了解并熟悉其相关信息和烟叶加工工艺后确定其烟丝加工工序以及所需的烟叶原料。基于协同过滤算法的烟草项目排产卷烟资源排产主要分为以下三步。）构建卷烟产品用户卷烟项目评分矩阵基于卷烟产品用户评价建立的评价矩阵：（）其中，卷烟产品用户表示为，烟草项目描述为，卷烟产品用户对项目的评价通过 描述。）计算烟草资源相似度，产生邻居集合通过评价矩阵计算资源相似度并对其进行烟草资源的排序，资源邻居集合的计算式为，（）其中，烟草目标资源邻居通过描述。常用相似度计算方法如下。（）余弦相似性将个烟草资源设为空间中的个向量?、?，对其余弦夹角值 （?，?）进行计算可得出个烟草资源间的相似性为 （，）（?，?）（）（）相关相似性设烟草资源与烟草资源的评分资源集合为，其相似性表示为 （，），（，）（，），（，），（，）（）其中，卷烟产品用户为，烟草资源为，用户对烟草资源的评分表示为，烟草资源评分均值表示为，烟草资源的评分均值表示为。）烟草资源排产预测烟草资源评价得出排产列表集，为目标用户推荐前项烟草资源，烟草资源排产评分预测的计算式为 ，技术交流微型电脑应用 年第 卷第期，（，）（，）（，）（）其中，用户评价均值为，目标用户对烟草资源的评分表示为，排产烟草资源集合通过表示。实验分析以某烟草公司生产线为实验对象，将本文系统投入其中运行一段时间，验证本文系统的有效性。透明烟草生产线中共有 条数据，其中包括用户数据 条、设备数据 条、生产数据 条。实验过程中的测试集为某天部分数据，其中包括 条生产过程数据、条生产设备属性数据与 条运行过程的实时数据，实验中选取 名工作人员作为生产线工作人员。为了测试本文系统的数据处理效率，利用本文系统与柔性车间生产排产系统（文献 系统）、多 排产系统（文献 系统）处理生产线内所采集的数据，个系统的数据处理时间如图所示。图数据处理时间根 据 图可 知，本 文 系 统 的 平 均 数 据 处 理 时 间 为 ，低于其他个系统，且提升幅度较小，说明本文系统具有较好的数据处理功能，系统响应时间短、数据处理效率高。为了测试本文系统的排产效果优劣，以准确度、召回率、值为实验测试的评价指标。设系统的测试集合为，名工作人员的用户集合为，用户感兴趣的资源集合表示为（），系统将要推荐给用户一个长度为的生产数据列，记为（），其通过数据集内的用户行为记录获取。准确度为推荐结果中被用户采纳的个数与推荐总个数的比值，其计算式如下：（）（）（）（）其中，推荐结果中 被 用 户 选 取 的个数 集 合 表 示 为（）（）。召回率为搜索到的有关资源数量和数据库里全部有关资源数量的比率，其计算式如下：（）（）（）（）值用来表示推荐方法的可行性，值越高，代表推荐方法的可行性越高，表示系统的排产安排越好，其计算式如下：（）在不同值的情况下测试个系统的生产排产最优安排性能，值表示与用户兴趣相近的资源数量。表为不同值情况下文献 系统的准确度、召回率与值的参数结果。表 文献 系统性能测试结果准确度召回率 表为不同值情况下文献 系统的准确度、召回率与值的参数结果。表 文献 系统性能测试参数结果准确度召回率 表为不同值情况下本文系统的准确度、召回率与值的参数结果。表 本文系统性能测试参数结果准确度召回率 结合表、表、表 可知，本文系统的平均召回率为 ，平均值为 。实验证明，本文系统的准确度、召回率与值均高于其余种系统，本文系统的生产排产安排最优。，技术交流微型电脑应用 年第 卷第期 总结在透明烟草生产线产品生产现场，受资源、生产条件等因素的干扰，透明烟草生产线生产排产调度优化过于复杂。本文研究的基于多源数据协同的透明烟草生产线智能排产系统能够有效优化生产排产调度。参考文献龙明锦，陈尧，李振华，等基于 控制的烟草种子丸化生产线的设计种子，（）：邹清林，唐健，张元胜，等多源数据融合的调度操作风险评估与辅助决策系统 设 计电 网 与清洁 能 源，（）：李丹，周延辉，周明，等基于遗传算法的卷烟换牌排产与优化设计烟草科技，（）：童小英，滕瑞飞，孙丽仿真环境下基于遗传算法的混流装配线排产优化研究制造技术与机床，（）：包安竹，白晓霞，王小丽，等手术智能排程系统的设计及临 床 应 用 中 华 护 理 杂 志，（）：张贵军，丁情，王柳静，等柔性车间生产排产调度优化方法计算机科学，（）：范颖晖，张兴伟，王亚会面向装配的多 排产模型研究控制与决策，（）：邱荣洲，赵健，陈宏，等基于 手机的烟叶生产科技服务系统的设计与实现中国烟草学报，（）：吴立活，王智杰安全生产隐患排查系统设计与实现中国矿业，（）：陈浩，唐佳某 构件厂生产排产系统研究工程建设，（）：（收稿日期：）（上接第 页）分析图得知，本文方法在不同谐波分布和调制下分配台区综合电力系统电能质量，输出功率曲线没有波动，随输入功率的增加而平稳增加，说明本文方法的输出功率均衡性较好，拟合度较高。总结研究台区综合电力系统电能质量均衡分配方法，本文提出基于负载均衡控制的台区综合电力系统电能质量均衡分配算法。建立基于能量感知的台区综合电力系统电能质量均衡分配的信息输出模型，采用交叉负荷参数检测得到台区综合电力系统电能质量分布特征提取结果，采用寻优控制和自适应参数配置方法，实现台区综合电力系统电能质量均衡分配。实验得知，本文方法对台区综合电力系统电能质量分配，电压、功率等参数的配置均衡性较好，有利于提高台区综合电力系统电能质量均衡分配和调度能力，保障电力系统的可靠稳定运行。参考文献朱添益，戴逢哲，康文，等直流换流站运维监控系统智能 机 器 人 设 计 方 法 电 气 技 术，（）：刘永亮，牟磊，陈先凯，等基于三维可视化的变电站运检技术研究及应用 科 技经 济 导 刊，（）：荆朝霞，陈达鹏，谭慧娟，等城市输电网最大供电能力改进 算法中国电机工程学报，（）：王铮澄，周艳真，郭庆来，等考虑电力系统拓扑变化的消息传递图神经网络暂态稳定评估 中国电机工程学报，（）：屈志坚，王子潇，池瑞，等 配电网准实时数据的倒排二级索引集群均衡处理技术中国电机工程学报，（）：史文龙，秦文萍，姚宏民，等计及电动汽车需求差异的智 能 电 网 调 度 策 略 现 代 电 力，（）：何烨勇，赵明以构建宏观场景和系统联系为目标的换流站可视化管理通信电源技术，（）：杨兴，裴慧坤，张有佳基于 技术的输电线路风荷载响应在线监测设计现代电子技术，（）：赵立英，王敏珍输电线路杆塔接地状态在线监测技术研究现代电子技术，（）：王渝红，陈阳，曾琦，等水电机组超低频振荡贡献度排序及抑制方法研究电测与仪表，（）：张建新，陈刚，周剑，等采用调速器附加阻尼控制抑制异步后云南电网超低频振荡 南方电网技术，（）：满九方，谢小荣，唐健，等适用于柔直系统高频谐振分析 的 输 电 线 路 模 型 电 网 技 术，（）：，（）：，（）：（收稿日期：）