硅谷杂志：数学建模在烟草制丝生产中的应用 |
| 2012-07-10 11:27 作者：马静 王光义 朱东华 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月10日消息 （原文载于《硅谷》杂志6月刊）以二贮后烟梗水分为因变量，以室内温度、室内湿度、刮板回潮出口温度值、刮板回潮出口水分值为自变量，应用多元回归分析，较为准确地估测烟梗在平衡过程后的水分值。
在卷烟生产中，制梗丝是制丝工艺的重要环节[1，2]，加工良好的梗丝不仅能增加烟丝的填充值，降低单箱消耗，提高卷烟的燃烧性，降低烟气焦油量，而且能提高卷烟的色香味质量。因此，烟草企业要提高经济效益和提高卷烟的内在质量，就必须重视烟梗的加工处理[3]。
烟梗经过刮板回潮进入二次贮梗平衡水分，随后切丝并经梗丝膨化工序成成品梗丝。按照卷烟工艺标准要求，为了保证切梗丝质量，梗丝回潮后水分要控制在标准上线（34-36%）。但平衡过程中烟梗水分受贮梗环境和贮梗时间的影响会发生一定的变化，此时只能检测，不能控制。水分的大小只能在下一批次中根据经验值再次调节，水分调节存在严重的滞后性。因此，本文试图研究并建立一种数学模型，以估测梗丝在平衡过程后的水分值。
1材料与方法
1.1材料与设备仪器
1）烟梗：汉中卷烟厂A牌号烟梗。
2）WQ58A型号刮板烟梗回潮机（秦皇岛烟草机械有限责任公司），GDT15C型号贮梗柜（秦皇岛烟草机械有限责任公司），TM710型号水分温度在线测量仪（NDC红外技术公司）。
1.2试验方法
采集室内温度（A）、室内湿度（B）、刮板回潮出口温度值（C）、刮板回潮出口水分值（D）、二贮后烟梗水分（Y）数据，应用SPSS软件，以Y为因变量，A、B、C、D为自变量进行多元回归分析，并建立数学模型。
2结果与讨论
2.1多元回归分析
通过现场调查，随机采集6月份20批次A牌号梗线室内温度（A）、室内湿度（B）、刮板回潮出口温度值（C）、刮板回潮出口水分值（D）、二贮后烟梗水分（Y）数据5个方面的数据，如下表：
表1A牌号采样数据
室内温度（℃） 室内湿度（℃） 刮板回潮出口温度值（℃） 刮板回潮出口水分值（%） 二贮后烟梗水分（%）
27.6 48.2 64.6 35.3 35.1
28.6 49.2 65 34.3 34
28.6 50.3 65.2 35.7 35.2
26.6 49.5 65.3 34.9 34.4
28.4 50.5 65.4 35.3 34.9
28.3 51.3 65.4 35.2 34.7
26.6 50.3 67.4 35 34.1
26.8 50.4 67.3 35.2 34.2
27.3 50.5 66 35.1 34.4
27.3 50.2 65.3 35.8 35.3
27.4 50.6 65.4 35.9 35.3
29.5 51.3 65.6 35.6 35
29.5 49.8 65.2 35.5 35
28.5 49.5 65.2 35.5 35.2
28 52.3 65 35.5 35.1
28.4 50.1 65.9 35.2 34.6
28.3 50.4 65.3 35.3 34.7
28.6 50.2 65.3 35.7 35.2
28.8 50.3 65.4 35.1 34.5
29.4 51.3 66 35.6 35.5
平均值（%） 35.3 34.8
平均散失水分（%） 0.5
根据数据统计分析的结果可知：刮板回潮出口水分平均散失为0.5%，以二贮后烟梗水分值为因变量（Y），进行多元回归分析：
二贮后烟梗水分的数据模型：
方程式 相关系数 R检验
Y=0.063A-0.018B-0.184C+0.984D+11.24 0.95 强相关
二贮后烟梗水分影响因子主次分析：
条件 1A 2B 3C 4D 因子排序
P值（95%置信度） 0.1976 0.7144 0.0100 0.0001 ④③①②
P值判别 显著 显著
偏相关系数 0.0465 0.0485 0.0618 0.1086
2.2效果验证
数据模型建立后，为验证其准确性，抽取了A牌号7月份连续40个批次的数据，针对数据模型进行对比试验：
表2A牌号写实数据表
室内温度（℃） 室内湿度（℃） 刮板回潮出口温度（℃） 刮板回潮出口水分值（%） 二贮后烟梗水分实际值（%） 二贮后烟梗水分估计值（%）
28.4 50.6 65.8 35.1 34.5 34.5
29.9 48.4 65.3 35.5 35.2 35.2
27.5 50.2 65.3 35.8 35.3 35.3
28.6 50.3 65.2 35.6 35.2 35.2
29.5 52.8 65.8 35.6 35.1 35.1
28.3 51.3 65.4 35.2 34.7 34.7
27.9 50.3 67.4 35 34.1 34.1
26.8 50.4 67.3 35.2 34.2 34.3
27.3 50.5 66 35.1 34.4 34.4
28.4 50.1 65.9 35.2 34.6 34.6
27.4 50.6 65.4 35.9 35.3 35.3
29.5 49.8 65.2 35.5 35.1 35.1
28.5 49.6 65.2 35.5 35 35.1
28.7 50.8 66.3 35.3 34.7 34.7
28.8 52.3 65 35.5 35.1 35.1
28.3 50.4 65.4 35 34.5 34.5
28.3 50.8 65.8 35.3 34.7 34.7
28.6 50.2 65.5 35.7 35.2 35.2
29.4 51.3 66 35.6 35 35.1
28.4 51.3 66 35.6 35 35.0
28.6 47.2 64.1 35.3 35.1 35.1
28.6 49.2 65 34.3 34 33.9
29.3 50.2 66.3 35.7 35.1 35.1
26.6 49.5 65.3 34.9 34.4 34.4
28.4 53.8 64.4 35.3 34.9 34.9
28.3 51.3 65.4 35.2 34.7 34.7
28.6 48.2 65 34.3 34 34.0
28.6 50.3 65.2 35.7 35.3 35.3
26.6 49.5 65.3 34.9 34.4 34.4
28.4 50.5 65.4 35.3 34.8 34.8
28.3 51.3 65.4 35.2 34.7 34.7
26.6 50.3 67.4 35 34 34.0
26.8 50.4 67.3 35.2 34.3 34.3
27.3 50.5 66 35.1 34.4 34.4
27.3 50.2 65.3 35.8 35.3 35.3
27.4 50.6 65.4 35.9 35.3 35.3
29.5 51.3 65.6 35.6 35.1 35.1
28 52.3 65 35.5 35 35.0
28.5 49.5 65.2 35.5 35.1 35.1
28.4 50.1 65.9 35.2 34.6 34.6
统计 测试总批数40批，其中4批次错误，准确率达到90%
从上表可以看出通过已知的室内温度、室内湿度、刮板回潮出口温度值、刮板回潮出口水分值，我们可以较为准确地预测二贮后烟梗水分，准确率达到90%。
3小结
本文应用多元回归分析的方法建立数学模型，较为准确地估测了烟梗在平衡过程后的水分值，为后段的切梗丝及梗丝膨化工序应对二贮后烟梗水分变化采取措施，及时可靠地提供了信息保障，是一种经济便捷的方法。
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