专利名称：一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法
技术领域：
本发明涉及橡胶轮胎制造领域的质量实时监控方法，特别涉及一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法。
背景技术：
随着国际国内橡胶产量的急剧增加，橡胶产品制造技术的不断创新，多种配方的胶料进行混合生产也已经得到普及推广。为了保证橡胶产品质量，增加市场竞争力，必须对橡胶产品生产的过程进行严格的控制。而混炼过程是橡胶生产的第一个阶段，直接影响后面的每一个工序，所以要对该过程实施实时自动控制，以保证它的质量要求。然而衡量混炼胶质量的最重要参数之一就是门尼粘度，对它的准确测量至关重要。混炼胶主要分为母炼胶和终炼胶，这里的混炼胶是指终炼胶，下文亦如此。橡胶混炼过程是典型的间歇工业生产过程，即具有显著的非线性和时变等工艺特性，对其产品质量起着至关重要的作用，而对混炼胶质量检测的及时和准确是保证产品质量控制的有效手段。作为衡量混炼胶综合性能的门尼粘度一直是提高混炼胶质量检测自动化水平、检测精度的关键质量指标。目前国内外橡胶制造领域对于门尼粘度的检测主要分为以下几个步骤1、橡胶通过密炼、挤出、压延和开炼等工序后，经过隔离剂，然后再进行风机冷却， 最后将带状的混炼胶叠放在一起；2、将叠好的混炼胶在厂房停放一定时间(一般在四小时以上)，以保证其各种物性趋于稳定；3、由工作人员对满足停放时间的混炼胶取样并记录其车次等制造工艺信息；4、取样后送至快检室手动将样品制备成形状规则的试样，便于测量；5、采用门尼检测设备进行门尼粘度的测量并记录。经过上述五个步骤之后，才能测得该车次胶料的门尼粘度值，既费时又费力、同时还存在着如下技术不足与测量缺陷A、测量具有较明显的滞后性，数据不能及时地反映给现场生产操作。混炼胶料一般至少需要停放4个小时以上，才可进行检验和后续加工，而每混炼一车胶料仅需2-3分钟左右的时间，而加上停放、取样、冲样和检测等程序，基本上要滞后四个小时以上，即相当于滞后混炼80车胶料左右的时间。如此明显的滞后效应严重地制约着各种先进控制策略的应用和产品质量的进一步提高，使制造厂商面临巨大的经济损失风险。B、测量具有不确定性，测量前的所有取样、裁片等工作均由人工手动完成，通过目测方法来确定大概的车次信息，出现数据混淆的可能性较大。而且，取样部位的不同、检测和记录人员出现的人为错误，都将进一步影响着橡胶混炼加工质量。C、需现场配置专门的取样和检测人员，从而增加了生产成本、降低了生产效率。因此，门尼粘度值检测的滞后性和不确定性，是制约现有橡胶混炼生产质量跟踪与工艺改进的瓶颈问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法，该方法可以实现实时的测量门尼粘度，测量结果准确和成产成本低等优点，详见下文描述一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法，所述方法包括以下步骤(1)将混炼胶生产线上的上辅机、自动采样系统、质检系统以及门尼粘度在线自动测量模型自动关联起来；(2)所述自动采样系统对当前生产车次进行质检样本采集，并送给所述质检系统获取所需的流变参数，记测得的当前流变参数为Xmw ；(3)将所述当前流变参数Xnew传输给所述门尼粘度在线测量模型，根据f :X — y， 自动输出门尼粘度值ynOT，其中，自变量X表示流变参数，而因变量ι表示门尼粘度值；(4)读取所述门尼粘度值yMW，并将所述门尼粘度值y細传输给所述质检系统，当所述质检系统得到所述门尼粘度值7_后，根据与门尼粘度预设范围值的对比，对后面车次的混炼过程进行相应的工艺调整；自动检测生产线是否有新的生产任务，如果是，执行步骤 (5)；如果否，执行步骤(6)；(5)重新执行步骤O)；(6)流程结束。所述门尼粘度在线预测模型具体为1)首先采集终炼胶质量指标原始样本，建立数据库，所述原始样本包括流变参数和门尼粘度值，且规定流变参数对应的自变量X = {Xl，X2,..., XnI，门尼粘度值对应的因变量Y = Iy1, y2，...，yj，η为建模所需样本数，Xi, Ii分别对应每个样本的流变参数和门尼粘度值，i = 1，2，...，η;2)先对所述原始样本(X，Y)进行归一化，得到(X。，Y0)；3)通过折息部分最小二乘回归的方法进行潜变量u和t的提取，同时也对所述原始样本中包含的噪声信息进行剔除；4)通过高斯过程对所述潜变量u和t进行非线性回归，获取中间模型u = fGP(t)；5)根据所述中间模型u = feP(t)，获取所述门尼粘度在线自动测量模型。当有一组新的数据( , Yl)可用时，其中L = 1，2，3...，对新的数据( , Yl)进行归一化处理，即DRPLS > (Tl,Ul,Wl,Pl,Ql,BlJ ；将归一化处理后的数据添加到原始样本中，获取更新后的原始样本；
权利要求
1.一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤(1)将混炼胶生产线上的上辅机、自动采样系统、质检系统以及门尼粘度在线自动测量模型自动关联起来；(2)所述自动采样系统对当前生产车次进行质检样本采集，并送给所述质检系统获取所需的流变参数，记测得的当前流变参数为xnOT ；(3)将所述当前流变参数XnOT传输给所述门尼粘度在线测量模型，根据f:x— y，自动输出门尼粘度值，其中，自变量χ表示流变参数，而因变量ι表示门尼粘度值；(4)读取所述门尼粘度值ynOT，并将所述门尼粘度值ι細传输给所述质检系统，当所述质检系统得到所述门尼粘度值后，根据与门尼粘度预设范围值的对比，对后面车次的混炼过程进行相应的工艺调整；自动检测生产线是否有新的生产任务，如果是，执行步骤 (5)；如果否，执行步骤(6)；(5)重新执行步骤(2)；(6)流程结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法，其特征在于，所述门尼粘度在线预测模型具体为1)首先采集终炼胶质量指标原始样本，建立数据库，所述原始样本包括流变参数和门尼粘度值，且规定流变参数对应的自变量X = Ix1, χ2,... , χη}，门尼粘度值对应的因变量Y =Iy1, y2，...，yj，η为建模所需样本数，Xi, ii分别对应每个样本的流变参数和门尼粘度值，i = 1, 2, . . . , η ；2)先对所述原始样本(X，Y)进行归一化，得到(X0,Y0)；3)通过折息部分最小二乘回归的方法进行潜变量u和t的提取，同时也对所述原始样本中包含的噪声信息进行剔除；4)通过高斯过程对所述潜变量u和t进行非线性回归，获取中间模型u= fGP(t)；5)根据所述中间模型u= feP(t)，获取所述门尼粘度在线自动测量模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法，其特征在于，当有一组新的数据0(l，YL)可用时，其中L = 1，2，3...，对新的数据0(l，YL)进行归一化处31，即
全文摘要
本发明公开了一种基于橡胶混炼过程的质量监控软测量方法，将混炼胶生产线上的上辅机、自动采样系统、质检系统以及门尼粘度在线自动测量模型自动关联起来；自动采样系统对当前生产车次进行质检样本采集，并送给质检系统获取所需的流变参数；将当前流变参数传输给门尼粘度在线测量模型，根据fx→y，自动输出门尼粘度值ynew；读取门尼粘度值ynew，并将门尼粘度值ynew传输给质检系统，当质检系统得到门尼粘度值ynew后，根据与门尼粘度预设范围值的对比，对后面车次的混炼过程进行相应的工艺调整；自动检测生产线是否有新的生产任务。本发明节省了购买和维护门尼仪的大量费用；避免了传统测量门尼仪方法所需的大量人力物力。
文档编号B29B7/28GK102357934SQ20111025111
公开日2012年2月22日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者宋凯, 张泽 申请人:天津大学