您好,欢迎来到中国测试科技资讯平台!

首页> 《中国测试》期刊 >本期导读>基于维纳退化过程的烟草水分仪核查周期确定方法

基于维纳退化过程的烟草水分仪核查周期确定方法

936    2023-05-26

免费

全文售价

作者:刘颖1, 管子怡2, 杨林超1, 刘磊1, 刘穗君1, 曾九孙2, 蔡晋辉2

作者单位:1. 河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂, 河南 南阳 473007;
2. 中国计量大学计量测试工程学院, 浙江 杭州 310018


关键词:核查周期;烟草红外水分仪;Wiener退化过程;卡尔曼滤波


摘要:

为解决烟草红外水分仪核查周期难以确定的问题,提出一种基于维纳(Wiener)退化过程的水分仪核查周期确定方法。在对烟草生产过程中采集到的大量水分仪历史退化数据和在线测量数据进行分析的基础上,采用带自适应漂移项的Wiener过程模型对历史退化数据进行建模,以获取水分仪未来退化状况的信息,从而确定水分仪的核查周期。在新的数据到来之后,引入卡尔曼滤波对自适应漂移参数进行更新,对红外水分仪剩余寿命进行重新估计,以实现红外水分仪核查周期的动态调整。研究结果表明,与传统方法相比,该方法更符合实际情况且能够实现在线预测,在该案例下的烟草红外水分仪的核查周期应当设置在6~7 d之间。


Method for determining the verification period of tobacco moisture meter based on Wiener degradation process
LIU Ying1, GUAN Ziyi2, YANG Linchao1, LIU Lei1, LIU Suijun1, ZENG Jiusun2, CAI Jinhui2
1. Nanyang Cigarette Factory, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Nanyang 473007, China;
2. College of Metrology and Measurement Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
Abstract: In order to solve the problem that the verification cycle of tobacco infrared moisture meter is difficult to determine, a method of determining the verification cycle of moisture meter based on Wiener degradation process is proposed. On the basis of the analysis of a large number of historical degradation data and online measurement data collected during tobacco production, the historical degradation data is modeled using the Wiener process model with adaptive drift terms to obtain information on the future degradation of the moisture meter, thereby determining the verification cycle of the moisture meter. After the arrival of new data, Kalman filters are introduced to update the adaptive drift parameters and re-estimate the remaining life of the infrared moisture meter to achieve dynamic adjustment of the infrared moisture meter verification cycle. The results show that the method is more realistic and can achieve online prediction than the traditional method, and the verification period of the tobacco infrared moisture meter in this case should be set between 6-7 days.
Keywords: verification period;tobacco infrared moisture meter;Wiener degradation process;Kalman filter
2023, 49(5):16-22  收稿日期: 2022-03-07;收到修改稿日期: 2022-04-12
基金项目: 国家自然科学基金(61673358);河南中烟工业有限责任公司科技项目(A202053,RH202005)
作者简介: 刘颖(1991-),女,河南南阳市人,工程师,主要从事烟草计量测试研究
参考文献
[1] 李达, 李晓科, 许仁杰, 等. 烟丝含水率对成品烟丝致香成分影响的研究[J]. 中国测试, 2019, 45(7): 74-79
[2] 邢蕾. 烟草制丝过程中含水率在线监测及控制改进[D]. 长沙: 湖南农业大学, 2016.
[3] 莫仁鹏, 司小胜, 李天梅, 等. 基于多粗粒度与注意力网络的轴承剩余寿命预测[J]. 中国测试, 2021, 47(10): 1-6
[4] 国家烟草专卖局. 卷烟工艺规范[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2016.
[5] 罗志雪, 周文滨, 林水艇, 等. 外部因素对TM710e水分仪检测结果的影响[J]. 烟草科技, 2017, 50(5): 87-93
[6] 王中山, 赵静宜, 杨正军. 在线红外水分仪检测准确性监控机制的建立[J]. 河南科技, 2021, 40(5): 54-56
[7] 游文欣. 制丝加工过程水分检测系统的分析与研究[D]. 厦门: 厦门大学, 2015.
[8] 卢贵龙. 制丝线水分仪测量过程的监测[J]. 现代工业经济和信息化, 2020, 10(5): 75-76+92
[9] CARR M, WANG W. An approximate algorithm for prognostic modelling using condition monitoring information[J]. European Journal of Operational Research, 2011, 211(1): 90-6
[10] WANG W, WANG H. Preventive replacement for systems with condition monitoring and additional manual inspections[J]. European Journal of Operational Research, 2015, 247(2): 459-71
[11] HU C, YOUN B, KIM T, et al. A co-training-based approach for prediction of remaining useful life utilizing both failure and suspension data[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2015, 62-63: 75-90
[12] 魏婉梦. 基于Wiener退化过程的剩余寿命估计[D]. 南京: 东南大学, 2018.
[13] 毕傲睿, 骆正山, 张新生. 基于维纳退化过程的海底腐蚀管道可靠性分析[J]. 表面技术, 2019, 48(11): 188-193+218
[14] 徐敬勃, 谭学谦, 吴珍, 等. 基于维纳过程退化模型的动量轮寿命预测与分析[J]. 空间科学学报, 2019, 39(3): 388-398
[15] 王伟, 赵春晖, 楼卫东, 等. 基于相对变化分析的多模态卷烟制叶丝段故障监测[J]. 烟草科技, 2015, 48(12): 78-86
[16] 苏东涛. 红外水分仪在烟草制丝环节的应用[J]. 科学中国人, 2017(6): 29
[17] 刘广, 陈春俊, 昝健华, 等. 高速列车接触器非线性退化模型建立及寿命预测[J]. 中国测试, 2022, 48(3): 1-8
[18] 杨守臣. 卷烟厂红外水分仪测量误差分析及改进方法探讨[J]. 科技风, 2018(21): 1
[19] 李学斌, 赵号. 基于维纳随机过程的风电场储能配置方法[J/OL]. 电网技术: 1-10[2022-04-12]. https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2021.1447.
[20] 高旭东, 胡昌华, 杜党波. 线性FBM过程随机退化设备剩余寿命自适应预测[J]. 中国测试, 2021, 47(1): 111-119
[21] COX D, MILLER H. The theory of stochastic processes[M]. London: Chapman and Hall, 1965.
[22] 鲁照明, 习可, 杨军宏. 一种基于卡尔曼滤波预测的混凝土布料重量测量方法[J]. 建设机械技术与管理, 2021, 34(5): 111-112
[23] ZHANG H, HU C, FAN H, et al. A new remaining useful life prediction approach based on Wiener process with an adaptive drift[C]// 2015 Chinese Automation Congress (CAC). IEEE, 2016.