向着太阳大步往前走60299-基于人工智能技术的白酒勾调网络控制系统设计-正文--半稿.doc

基于人工智能技术的白酒勾调网络控制系统设计 摘要：传统的白酒企业生产管理中对成品酒的勾调采用感官分析与经验范围内进行组合的方法，但是靠人来品评容易受到主观和客观环境因素的影响，波动性较大，每批产品不可避免地存在差异，这种状况导致产品质量不稳定，生产效率低，并且无法使产品成本最优化而且企业内行业专家的宝贵经验也无法形成知识长期为企业生产服务 近年来，神经网络由于其大规模并行处理、容错性、自组织和自适应能力和联想功能张特关键词：神经网络，线形规划，目标规划，计算机辅助白酒勾调Based on the artificial intelligence technology of liquor blending network control system design Abstract：Traditional liquor enterprise production and management of product wine blending with sensory analysis and experience within the scope of the method of combination, but rely on people to evaluate easily affected by subjective and objective environmental factors, volatile, every batch of products differences inevitably, which leads to unstable product quality, production efficiency is low, and can't make the product oal programming； computer aided liquor blending 目录引言 51 白酒勾调技术现状分析 51.1 白酒的构成 51.2 白酒的微量成分 71.2.1 现代仪器分析在白酒成分研究中的应用简介 71.2.2 白酒微量成分再分类 71.2.3 白酒勾调的意义与现状分析 8第1章 白酒自动化勾调控制系统设计 101.1 白酒勾调工艺流程简介 101.2 人机结合的智能勾调 101.2.1 白酒检测数据分析与数据挖掘 102.2 设计与实现 16第3章 课题的提出 18第4章 结束语 20第5章 结论与展望 22致谢 23参考文献 24引言1 白酒勾调技术现状分析1.1 白酒的构成 白酒是我国的一项古老产品，具有悠久的历史和文化，深受广大消费者的真爱。

酿制白酒必有粮，我国固态酿酒用粮主要是高粱、大米、小麦、玉米、糯米等粮食的主要成分是淀粉、蛋白质、脂肪、维生素和其它许多类物质.粮食从入窖发酵到白酒成品出J一的牛产过程中，粮食经历了生物的、化学的和生物化学的反应过程.变化相当大，香气成分不可能原封不动，也不可能破坏殆尽，总有那么一些香气成分被保留下米，被携带入产品之中，虽然其浓度大大地稀释了既然粮食的香气成分或多或少地进入了白酒之中，那么也就增加了白酒成分的复杂发酵是异常复杂的体系进行了异常复杂的多种反应.发酵后的酒糟是一个极为复杂的混合物，为了从中获取白酒，下一个工艺过程就是蒸(馏)酒，通过蒸馏把酒精中的固液两相分开，馏出的(液相)是酒，甄中余下的固相主要是糟酒糟中各种复杂成分，由于蒸气压和其它物理化学性质，或多或少地与水和乙醇一道被蒸馏出来，成为酒的骨架成分和微量成分正是由于酒糟中发酵产物的高度复杂性及物性上的差异，蒸出的各个馏分(分级接酒)的微量成分、其它成分的含量和组成情况也不相同 事实上，完全可以把酒厂的窖池看作一个个大的反应器，既是微生物的生长地综上所述，我们知道含有其它呈香味物质的乙醉水溶液才能叫做白酒，因此，白酒的全部组分大体可以分成三部分：水、乙醇和构成香味物质的微量成分。

实验表明，乙醇和水约占白酒总重量的98%-99%，其余的1%-2%就是“微量成分”所占的比例范围微量成分”由有机酸、酚、杂醉(不包括乙醉)、醛、酮、酚、含硫化合物、含氮化合物和其它化合物组成不同品牌的白酒，“微量成分”的构成品种和数量不同国内多年来的分析研究结果表明，不论何种白酒，其“微量成分”的总数应当不少于100种，国外有报道称己分析到400余种化合物白酒中的“微量成分”是多种物质的单一性“集合”，用单一语言“微量成分”来描述和概括众多物质显得过于笼统，过于模糊，而且有不准确和不科学之1.2 白酒的微量成分1.2.1 现代仪器分析在白酒成分研究中的应用简介现代仪器分析是分析化学的重要组成部分20世纪40年代英国科学家提出气相色谱概念；奥地利和捷克科学家研制成第一代气相色谱仪1952年英国科学家因气相色谱的研究成就获诺贝尔化学奖1955年美国仪器厂商推出气相色谱商.兄仪器20世纪50年代后期美国工程师发明玻璃毛细管气相色谱，提高了分离能力20世纪70年代末美国仪器厂商发明熔融石英毛细管柱，克服了毛细管易断裂的缺点20世纪80年代起计算机在气相色谱中的应用、仪器自动化程度高、与其它检测方法的仪器联机使气相色谱仪有了极大的发展。

1.2.2 白酒微量成分再分类 多年来，我国酿酒业界和科技工作者利用气相色谱法对占自酒总重量的1%-2%的成分进行了认真、广泛而深入的研究，认为把这1%-2%的成分分成两部分较为合适:1.含量大于1mg/l00m1的二十几个左右的成分叫色谱骨架成分;2、余下的凡含量小于1mg/100ml的所有成分，定义为‘微量成分’ 色谱骨架成分是中国白酒中占优势的成分，是中国白酒的主干成分，是常规色谱定量分析的主要对象，是观察白酒各种成分的不同含量对酒质影响的土要依据之一1.2.3 白酒勾调的意义与现状分析 勾调作为一门科学技术，既古老，又年轻，既是我国古代酿酒的传统技艺，又是一门新兴的跨学科的高新技术勾调，就是将不同质最档次和风格水平的原度酒，通过巧妙的配比，组成某种质量标准的成品酒通过勾调，可以使不同类型的酒取长补短，达到统一标准，统一酒质，使出厂的同一品种的成品酒长期保持相对稳定的质量，以赢得消费者的青睐 勾调的过程，其实质就是优化组合的过程，其一个完整的组合过程应包括如卜内容:色潜骨架成分的组合，非色谱骨架成分(‘微量成分’)的组合，前者主要依赖于仪器，后者主要由感官指标来掌握。

自20世纪70年代始，勾调技术引起全国白酒行业的普遍重视20世纪80年代以来，勾调技术进入现代化，在验收基础酒的方法上，改变了过去只凭感官逐坛鉴定的方法，采用感官、色谱分析基础酒的数据来综合验收，从而提高了产品的优质率20世纪第1章 白酒自动化勾调控制系统设计1.1 白酒勾调工艺流程简介 以某清香型白酒厂为例，勾调工艺在流程上主要分为3个阶段，即原酒入库贮存、勾兑调味、匀化老熟 原酒入库指将发酵蒸馏出的原酒(或称基础酒)经化验、品尝、称重等操作后对其进行分级，然后泵入原酒罐进行匀化和贮存各原酒罐设置液位检测传感器和匀化装置，其入口、出口处设置有电磁阀和人工取样的手动阀在贮存期间，根据需要进行理化和感官的检验和匀化操作 1.2.1 白酒检测数据分析与数据挖掘白酒的各种酒样经理化色谱成分分析后，得到大量的理化成分信息同时评酒人员对相同的酒样进行感官指标评价，获得感官特性的描述经过定量的数据分析及数据挖掘，获取一些特征信息以及与感官特性指标的关系，形成复杂成分与感官特性的对应关系图I说明了白酒检测数据分析和数据挖掘的来源1.2.2 计算机辅助勾兑计算白酒勾调过程中经常涉及到查表和单位换算。

主要包括:(1)工程单位换算:如重量、长度、体积、面积、流量、压力、密度的公制与英制及其他制式之间的相互换算2)常用数粥表格的自动查表:如酒精溶液与温度、质量浓度的关系表，酒精浓度与温度、质量浓度的关系表，质量浓度与温度、酒精度的关系表，标准酒度与测量1.2.3 人机结合的智能勾调流程 在满足理化指标的情况下.根据人工勾调知识规则，以及通过人机交互，构成人机结合的智能勾调品尝专家系统系统流程结构见下图 目标酒模型库：存放各类成品酒的模型，包括理化指标与感官指标等选酒知识库:包含为勾兑各种成品酒的选酒方法、知识、规则和经验等根据要勾兑的目标酒，由选酒知识库获得选酒方法，从酒库中选择适当的原酒，进行勾兑勾兑算法：根据常规或数学规划的方法，计算满足理化指标的掺入勾兑的各原酒的数量，形成配方基于勾调知识的方法:是根据勾调人员的知识、经验和规则等，建立的基于感官指标的专家勾调系统在通过勾兑算法得到的配方满足理化指标时，但若不满足感官指标要求，可通过该基于勾调知识的方法修正配方基于人机结合的方法:直接由勾调人员根据感官品尝结果，通过人机对话界面，修正配方1.3.1 计量仪表的选型 在实现白酒自动勾调的过程中，计量仪表的选型是非常重要的。

由于白酒生产属于食品饮料行业，对于仪表的选型应首先符合该行业的安全要求，不能产生二在对白酒的各种计量参数中，最重要的参数之一是重量目前计量精度较高的测量方法是质量流量计法和称重法，二者的特点比较见下表 控制器控制逻辑的编程采用SFC编程工具，操作站采用WinCC组态软件基于勾调过程的安全考虑，根据勾调生产过程中不同岗位的职能，操作站的组态编程实现了操作权限控制，使各岗位的操作员只能完成相应的功能操作，并且实现所有控制操作的第2章 勾调生产管理系统设计 勾调生产管理系统主要面向勾调生产管理和决策人员，为其提供储酒状况、勾调成本、勾调质最和安全等方而的实时和历史信息，实现生产过程的追溯管理，为管理决策提供科学依据2.1 勾调生产管理系统的功能 勾调生产管理系统包括：勾调管理、酒库管理、成本管理、质量管理、安全管理、勾调数据接口等部分 勾调管理，也即勾调生产调度管理，主要实现勾调生产计划的制定、下达实施和实施结果反馈等内容，包括调度指令的管理维护等 酒库管理主要包括酒罐当前储酒状态的实时监视、盘库操作、酒罐储酒历史查询、统计分析和图文显示、生产报表等功能 成本管理主要包括当前各类原酒、调味酒、半成品和成品酒等的成本信9的实时监视、勾调成本的分摊计算、盘库操作、勾调成本历史查询、统计分析和勾调生产管理系统功能结构图2.2 设计与实现 勾调生产管理系统采用Net开发平台，基于B/S的软件架构。

由于勾调生产数据具有随时间变化的特性，采用实时数据库和关系数据库相结合的存储模式具有时间特性的自动检测实时数据(如酒罐当前贮酒的液位、温度、重量等)，可基于OPC数据访问规范，通过以太网从勾调操作站(WinCC)获取，存储在实时数据库中，并根据其变化进行归档保存；具有时间特性的人工获得的数据(如酒罐当前储酒的理化指标、成本等)，可通过人工录入方式存储在实时数据库中，第3章 课题的提出 传统的白酒企业生产管理中对原度酒的分级入库贮存及质量分析和验收停留在靠人的感官和色谱分析上，存在人工测评波动性较大的不足，不利于提。