一种数字化烟支材料设计系统及方法与流程

1.本发明涉及烟支材料设计技术领域，更具体地说，涉及一种数字化烟支材料设计系统及方法。


背景技术：

2.香烟，是烟草制品的一种。制法是把烟草烤干后切丝，然后以纸卷成长约120mm，直径10mm的圆桶形条状。吸食时把其中一端点燃，然后在另一端用嘴吸咄产生的烟雾，现有的烟支的设计推出，大多是需要人工进行配备多种烟草进行实地试验，但是其确存在以下问题：
3.一、实际进行设计受限于配备的烟支材料的种类与数据，无法大量进行试验提供数据进行烟支的设计，设计的范围受到局限；
4.二、实验所产生的烟支材料的损耗与人员的投入较大，导致烟支材料的设计成本高，影响烟支的推新推出；
5.三、设计的重复率高，容易导致烟支材料设计时与现有烟支材料的设计方案产生重复，造成设计的浪费；
6.故而提出了一种数字化烟支材料设计系统及方法来解决此类问题。


技术实现要素：

7.针对背景技术中提到的相关问题，本发明的目的在于提供一种数字化烟支材料设计系统及方法。
8.为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。
9.一种数字化烟支材料设计系统，包括：
10.烟支大数据库，用于存储制造烟支的各类材料数据，包括但不局限于烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据；
11.录入模块，用于录入制造烟支的各项参数，供烟支大数据库进行更新以及烟支设计设定参数；
12.烟支建模处理模块，用于处理模拟烟支的组合与燃烧情况，并输入参数进行建模实验；
13.分析模块，其分为燃烧前分析单元与燃烧后分析单元，用于对应烟支烟丝燃烧前后尺寸与含量数据以及烟气含量数据；
14.筛选模块，用于筛选出符合设计数值的烟支组合；
15.对比模块，用于对比设计参数与模拟参数，判断烟支搭配是否合格；
16.适配性检测模块，检测各类材料的适配性；
17.烟支数据生成模块，用于生成数字化设计的烟支各类数据报告。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述烟支大数据库包含有烟丝数据存储单元、烟纸数据存储单元、滤嘴数据存储
单元与其他数据存储单元；
20.烟丝数据存储单元用于存储各种烟丝数据，包括烟丝焦油含量、烟丝燃烧烟气含量、烟丝燃烧速率与烟丝性状；
21.烟纸数据存储单元用于存储各种烟纸数据，包括但烟纸的各项物理数据以及烟纸燃烧反应烟气含量；
22.滤嘴数据存储单元用于存储各种滤嘴数据，包括滤嘴吸阻、滤嘴过滤率与滤嘴的耐高温度；
23.其他数据存储单元用于存储现有烟支数据与已设计烟支数据，其中已设计烟支数据分为可制造烟支数据与失败烟支数据。
24.作为上述技术方案的进一步描述：
25.所述录入模块录入的制造烟支的各项参数包含有用于设置烟支各项数据范围，包括烟支尺寸、烟支吸阻、烟支抽吸状态燃烧速率、烟支烟气量、烟支焦油含量、烟支烟气烟碱量、烟气一氧化碳量与材料成本。
26.作为上述技术方案的进一步描述：
27.所述燃烧前分析单元分析烟丝、烟纸与滤嘴组合后烟丝的填充量、卷纸尺寸、与吸阻是否符合设定数值判别烟支是否达标；燃烧后分析单元分析烟支燃烧时烟气成分与含量、自然燃烧与抽吸燃烧速率与滤嘴各个燃烧阶段变化与过滤值变化。
28.作为上述技术方案的进一步描述：
29.还包括市场分析模块，用于根据烟支大数据库中的烟丝数据判别烟丝口感以及设计后烟支抽吸口味，比对市场现有的各种烟支的口感区别，判断设计烟支的受欢迎度。
30.本发明还提供：
31.一种数字化烟支材料设计系统的设计方法，包括以下步骤：
32.步骤一、通过录入模块录入所需设计烟支的各项数据，包括烟支尺寸、烟支吸阻、烟支抽吸状态燃烧速率、烟支烟气量、烟支焦油含量、烟支烟气烟碱量、烟气一氧化碳量与材料成本；
33.步骤二、调取烟支大数据库中的烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据，同时可通过录入模块录入新的烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据作为可选项并更新烟支大数据库；
34.步骤三、烟支建模处理模块选择符合录入设计烟支数值的烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据并进行组合，然后通过适配性检测模块与燃烧前分析单元检测各个组合中烟丝、烟纸与滤嘴之间适配性，并通过筛选模块第一次筛选出合格的烟支组合；
35.步骤四、通过烟支建模处理模块将筛选出的各种烟支组合在同环境下进行模拟燃烧，通过燃烧后分析单元对燃烧时烟气成分与含量、自然燃烧与抽吸燃烧速率与滤嘴各个燃烧阶段变化与过滤值变化进行分析记录；
36.步骤五、通过对比模块设计参数与模拟参数，利用筛选模块筛选出模拟参数符合设计参数范围的烟支组合；
37.步骤六、烟支数据生成模块生成各项烟支组合的数值报告。
38.作为上述技术方案的进一步描述：
39.所述步骤四中模拟燃烧的环境氛围三种情景：
40.情景一、自然状态下烟支的模拟燃烧，模拟生成烟支的燃烧速率与烟气成分；
41.情景二、持续抽吸状态烟支的模拟燃烧，模拟生成烟支的燃烧速率与烟气成分；
42.情景三、自然状态与抽吸状态间隔进行燃烧，模拟生成烟支的燃烧速率与烟气成分，其中自然状态为常态，每隔五到十秒抽吸状态进行两秒。
43.作为上述技术方案的进一步描述：
44.所述步骤五完成后通过市场分析模块对符合条件的组合烟支进行分析判断，并在步骤六中的数值报告显示出分析结果。相比于现有技术，本发明的优点在于：
45.(1)本方案，基于烟支大数据库得到卷烟产品烟支材料技术参数，烟支建模处理模块、分析模块与适配性检测模块智能分析并构建影响卷烟烟气(焦油、烟气烟碱量、烟气一氧化碳量)释放的因素集，利用烟支常规烟气指标的检测和智能数据分析相结合，得到各影响因素与卷烟烟气指标的关联性，达到烟支材料的数字化设计，提高烟支材料设计的效率，降低设计时的人工投入成本，扩大设计范围。
46.(2)本方案，由于设计系统可能设计出多种符合标准的烟支组合，市场分析模块能够针对市场的各个人群口味欢迎度对设计烟支材料的成品进行对比分析，通过市场分析模块的分析结果，能够为设计员的选择提供参考，并以此进行改进设计，减少设计弯路，提高设计效率。
附图说明
47.图1为本发明的原理示意图；
48.图2为本发明烟支大数据库的原理示意图；
49.图3为本发明分析模块的原理示意图；
50.图4为本发明的设计流程示意图。
51.图中标号说明：
52.1、烟支大数据库；11、烟丝数据存储单元；12、烟纸数据存储单元；13、滤嘴数据存储单元；14、其他数据存储单元；2、录入模块；3、烟支建模处理模块；4、分析模块；41、燃烧前分析单元；42、燃烧后分析单元；5、对比模块；6、适配性检测模块；7、烟支数据生成模块；8、筛选模块；9、市场分析模。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；
54.请参阅图1～4，本发明中，一种数字化烟支材料设计系统，包括：
55.烟支大数据库1，用于存储制造烟支的各类材料数据，包括但不局限于烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据；
56.录入模块2，用于录入制造烟支的各项参数，供烟支大数据库1进行更新以及烟支设计设定参数；
57.烟支建模处理模块3，用于处理模拟烟支的组合与燃烧情况，并输入参数进行建模实验；
58.分析模块4，其分为燃烧前分析单元41与燃烧后分析单元42，用于对应烟支烟丝燃烧前后尺寸与含量数据以及烟气含量数据；
59.筛选模块8，用于筛选出符合设计数值的烟支组合；
60.对比模块5，用于对比设计参数与模拟参数，判断烟支搭配是否合格；
61.适配性检测模块6，检测各类材料的适配性；
62.烟支数据生成模块7，用于生成数字化设计的烟支各类数据报告。
63.本发明中，基于烟支大数据库1得到卷烟产品烟支材料技术参数，烟支建模处理模块3、分析模块4与适配性检测模块6智能分析并构建影响卷烟烟气(焦油、烟气烟碱量、烟气一氧化碳量)释放的因素集，利用烟支常规烟气指标的检测和智能数据分析相结合，得到各影响因素与卷烟烟气指标的关联性，达到烟支材料的数字化设计，提高烟支材料设计的效率，降低设计时的人工投入成本，扩大设计范围。
64.请参阅图2，其中：烟支大数据库1包含有烟丝数据存储单元11、烟纸数据存储单元12、滤嘴数据存储单元13与其他数据存储单元14；
65.烟丝数据存储单元11用于存储各种烟丝数据，包括烟丝焦油含量、烟丝燃烧烟气含量、烟丝燃烧速率与烟丝性状；
66.烟纸数据存储单元12用于存储各种烟纸数据，包括但烟纸的各项物理数据以及烟纸燃烧反应烟气含量；
67.滤嘴数据存储单元13用于存储各种滤嘴数据，包括滤嘴吸阻、滤嘴过滤率与滤嘴的耐高温度；
68.其他数据存储单元14用于存储现有烟支数据与已设计烟支数据，其中已设计烟支数据分为可制造烟支数据与失败烟支数据。
69.本发明中，通过烟丝数据存储单元11、烟纸数据存储单元12、滤嘴数据存储单元13对现有的烟支组成材料进行分类存储，而其他数据存储单元14对现有的烟支成品或失败品数据进行存储，在此基础上进行创新设计出新品，降低了烟支材料的设计难度，竞可能避免设计过程出现弯路，提高设计效率，降低设计成本。
70.请参阅图1，其中：录入模块2录入的制造烟支的各项参数包含有用于设置烟支各项数据范围，包括烟支尺寸、烟支吸阻、烟支抽吸状态燃烧速率、烟支烟气量、烟支焦油含量、烟支烟气烟碱量、烟气一氧化碳量与材料成本。
71.本发明中，通过录入模块2对所需设计烟支材料的规定参数进行录入，也可进行录入新品烟支材料信息，用于更新烟支大数据库1。
72.请参阅图3，其中：燃烧前分析单元41分析烟丝、烟纸与滤嘴组合后烟丝的填充量、卷纸尺寸、与吸阻是否符合设定数值判别烟支是否达标；燃烧后分析单元42分析烟支燃烧时烟气成分与含量、自然燃烧与抽吸燃烧速率与滤嘴各个燃烧阶段变化与过滤值变化。
73.本发明中，通过燃烧前分析单元41与燃烧后分析单元42分别对烟支前后的状态进行分析，提高烟支的模拟分析准确性，以保证设计的烟支材料组合符合设定标准。
74.请参阅图1，其中：还包括市场分析模块9，用于根据烟支大数据库1中的烟丝数据判别烟丝口感以及设计后烟支抽吸口味，比对市场现有的各种烟支的口感区别，判断设计烟支的受欢迎度。
75.本发明中，能够针对市场的各个人群口味欢迎度对设计烟支材料的成品进行对比分析，为设计员提供选择与改进思路。
76.请参阅图1～4，本发明还提供，一种数字化烟支材料设计系统的设计方法，包括以
下步骤：
77.步骤一、通过录入模块2录入所需设计烟支的各项数据，包括烟支尺寸、烟支吸阻、烟支抽吸状态燃烧速率、烟支烟气量、烟支焦油含量、烟支烟气烟碱量、烟气一氧化碳量与材料成本；
78.步骤二、调取烟支大数据库1中的烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据，同时可通过录入模块2录入新的烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据作为可选项并更新烟支大数据库1；
79.步骤三、烟支建模处理模块3选择符合录入设计烟支数值的烟丝数据、卷烟纸张数据与滤嘴数据并进行组合，然后通过适配性检测模块6与燃烧前分析单元41检测各个组合中烟丝、烟纸与滤嘴之间适配性，并通过筛选模块8第一次筛选出合格的烟支组合；
80.步骤四、通过烟支建模处理模块3将筛选出的各种烟支组合在同环境下进行模拟燃烧，通过燃烧后分析单元42对燃烧时烟气成分与含量、自然燃烧与抽吸燃烧速率与滤嘴各个燃烧阶段变化与过滤值变化进行分析记录；
81.步骤五、通过对比模块5设计参数与模拟参数，利用筛选模块8筛选出模拟参数符合设计参数范围的烟支组合；
82.步骤六、烟支数据生成模块7生成各项烟支组合的数值报告。
83.本发明中，利用设计系统对烟支大数据库1进行组合设计出符合设计标准的组合信息，供设计员进行使用或者参考，提高烟支材料的设计效率。
84.请参阅图4，其中：步骤四中模拟燃烧的环境氛围三种情景：
85.情景一、自然状态下烟支的模拟燃烧，模拟生成烟支的燃烧速率与烟气成分；
86.情景二、持续抽吸状态烟支的模拟燃烧，模拟生成烟支的燃烧速率与烟气成分；
87.情景三、自然状态与抽吸状态间隔进行燃烧，模拟生成烟支的燃烧速率与烟气成分，其中自然状态为常态，每隔五到十秒抽吸状态进行两秒。
88.本发明中，模拟不同环境下的组合烟支的燃烧数据，更贴近与现实，以保证设计出的烟支能够符合烟支标准。
89.请参阅图1与图4，其中：步骤五完成后通过市场分析模块9对符合条件的组合烟支进行分析判断，并在步骤六中的数值报告显示出分析结果。
90.本发明中，由于设计系统可能设计出多种符合标准的烟支组合，通过市场分析模块9的分析结果，能够为设计员的选择提供参考，并以此进行改进设计，减少设计弯路，提高设计效率。
91.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。