一种陶瓷浆料配方智能优化方法与流程

本发明涉及智能优化领域，具体涉及一种陶瓷浆料配方智能优化方法。

背景技术：

1、浆料在陶瓷生产中具有重要地位，陶瓷浆料的好坏直接影响陶瓷成品的质量。目前，国内外陶瓷生产车间的浆料粘度系数管理，严重依赖于经验和人工调节，自动化、信息化程度低，浆料品质无法保证，浆料管理单元与后期成型以及企业经营管理断层，现场浆料数据无法灵活上传，无法为实验室研究人员进行浆料性状研究及配方优化、研发提供大量可靠数据，无法为决策提供支撑，一定程度上阻碍了陶瓷电子材料的生产行业的快速发展和创新，也为陶瓷电子材料产品质量的一致性埋下了隐患；赋能陶瓷浆料制备系统根据配方和环境实现智能智能调控，是建设智能化车间、智能化工厂的现实需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种陶瓷浆料配方智能优化方法。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种陶瓷浆料配方智能优化方法，该方法所采用的装置包括浆料制备系统、在线传感器系统、在线给料控制系统以及人工智能优化算法系统；所述人工智能优化算法系统通过所述在线传感器系统进行数据采集；所述人工智能优化算法系统内包括指标计算模块m1、智能建模m2和模拟配方制造m3；并根据设定的目标控制在线给料系统和浆料制备系统生产符合特定含固率、粘度等特征要求的浆料。

3、较佳的，所述浆料制备系统包括砂磨机、搅拌罐、砂磨供料子系统r1以及搅拌供料子系统r2；所述砂磨供料子系统r1内又包括陶瓷粉体供料子系统s1、烧结助剂粉体供料子系统s2、液态分散剂供料子系统l1以及液态溶剂供料子系统l2；所述搅拌供料子系统r2内又包括粘结剂颗粒供料子系统s3、液态增塑剂供料子系统l3以及液态增稠剂供料子系统l4。

4、较佳的，所述在线传感器系统还包括在线温度监测传感器、溶剂气体浓度传感器和溶剂蒸发量检测器；所述在线温度监测传感器、溶剂气体浓度传感器和溶剂蒸发量检测器分别布设在所述砂磨供料子系统r1以及搅拌供料子系统r2中。

5、较佳的，所述在线给料控制系统包括电控称重器和定量给料装置。

6、较佳的，所述一种陶瓷浆料配方智能优化方法步骤如下：

7、步骤1：按配方要求和含固率要求获得初始数据，确定加入至砂磨供料子系统r1以及搅拌供料子系统r2内的添加量。

8、步骤2：在砂磨造成部分溶剂蒸发的条件下，通过电控称重器分别测得砂磨供料子系统r1与搅拌供料子系统r2的添加量；所述添加量包括陶瓷粉体添加量ms1、烧结助剂添加量ms2、粘结剂添加量ms3、液态分散剂添加量ml1、液态溶剂添加量ml2、液态增塑剂添加量ml3、液态增稠剂添加量ml4；

9、通过在线监测传感器得到砂磨供料子系统r1中的砂磨检测数据，包括砂磨温度t1、砂磨排气量v1以及砂磨排出气体中溶剂浓度c1；把砂磨供料子系统r1的添加物加入至搅拌供料子系统r2内，通过在线监测传感器得到搅拌供料子系统r2中的搅拌检测数据，包括搅拌温度t2、搅拌排气量v2、搅拌排出气体中溶剂浓度c2。

10、步骤3：计算步骤2中的添加量的质量比，并上传至计算单元内；质量比包括陶瓷粉体所占质量比x1、烧结助剂占固体的比x2、分散剂占有机质的质量比x3、溶剂占有机质的质量比x4、粘结剂占有机质的质量比x5、增塑剂占有机质的质量比x6、增稠剂占有机质的质量比x7、以及1#塑稠比x8、2#塑稠比x9、3#塑稠比x10以及4#塑稠比x11，并分别记t1、v1、c1、t2、v2、c2为x12～x17；统一记为：

11、x＝{xj，j＝1，2，...，m；m≥17}

12、步骤4：以±10％的波动幅度随机改变初始配方，并按照根据步骤1～步骤3的数据，计算得到多次实验的实测数据及其与u的映射关系：

13、

14、步骤5：建立径向基网络模型：

15、步骤5-1：计算中心矢量：

16、

17、和每次实验与中心矢量欧几里得距离偏差：

18、

19、步骤5-2：以gauss型函数：

20、

21、作为径向基函数并设输入层与rbf层的连接矩阵：

22、w＝(wkj＝1,k＝1,2,…,l；j＝1,2,…m；l＝xj)；

23、rbf层与目标粘度系数u之间的连接矩阵

24、v＝{vi,i＝1,2,…,n}。

25、步骤5-3：计算：

26、

27、步骤5-4：解线性方程组v*a=u得到连接矩阵v，从而得到径向基人工神经网络的全部参数。

28、步骤6：依据陶瓷浆料的目标粘度系数和各参数在±10%的波动幅度范围内作蒙特卡洛模拟，即可获得最优化配方，计算机自动调整供料子系统内的添加量。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）通过本发明所述的智能优化方法，可获得陶瓷浆料的最优化配方后，在计算机自动调整供料子系统内的添加量，实现浆料管理主自动化、信息化，同时还能有效保证浆料的高品质。

30、（2）通过本发明所述的智能优化方法，浆料管理单元与企业经营管理实现数据共享，现场浆料数据做到灵活上传并为实验室研究人员进行浆料性状研究及配方优化、研发提供大量可靠数据，为决策提供支撑，促进陶瓷行业的快速发展和创新。

技术特征：

1.一种陶瓷浆料配方智能优化方法，其特征在于：该方法所采用的装置包括浆料制备系统、在线传感器系统、在线给料控制系统和人工智能优化算法系统；所述人工智能优化算法系统通过所述在线传感器系统进行数据采集；所述人工智能优化算法系统内包括指标计算模块m1、智能建模m2和模拟配方制造m3；并根据设定的目标控制在线给料系统和浆料制备系统生产符合特定含固率、粘度等特征要求的浆料。

2.如权利要求1所述的一种陶瓷浆料配方智能优化方法，其特征在于：所述浆料制备系统包括砂磨机、搅拌罐、砂磨供料子系统r1以及搅拌供料子系统r2；所述砂磨供料子系统r1内又包括陶瓷粉体供料子系统s1、烧结助剂粉体供料子系统s2、液态分散剂供料子系统l1以及液态溶剂供料子系统l2；所述搅拌供料子系统r2内又包括粘结剂颗粒供料子系统s3、液态增塑剂供料子系统l3以及液态增稠剂供料子系统l4。

3.如权利要求2所述的一种陶瓷浆料配方智能优化方法，其特征在于：所述在线传感器系统还包括在线温度监测传感器、溶剂气体浓度传感器和溶剂蒸发量检测器；所述在线温度监测传感器、溶剂气体浓度传感器和溶剂蒸发量检测器分别布设在所述砂磨供料子系统r1以及搅拌供料子系统r2中。

4.如权利要求3所述的一种陶瓷浆料配方智能优化方法，其特征在于：所述在线给料控制系统包括电控称重器和定量给料装置。

5.如权利要求4所述的一种陶瓷浆料配方智能优化方法，其特征在于：所述一种陶瓷浆料配方智能优化方法步骤如下：

技术总结
本发明提供一种陶瓷浆料配方智能优化方法，S1：按经验配方要求和含固率要求获得初始数据，确定添加量；S2：通过电控称重器分别测得添加量的质量以及通过在线监测传感器得到检测数据；S3：计算添加量的质量比，并上传至计算单元内；S4：构建实验的实测数据及其与U的映射关系；S5：建立径向基网络模型；S6：作蒙特卡洛模拟，获得最优化配方，并自动调整供料子系统内的添加量。通过本发明所述的智能优化方法，可获得特定粘度系数陶瓷浆料的最优化配方后，在计算机自动调整供料子系统内的添加量，实现浆料生产管理自动化、信息化，同时还能有效保证浆料的高品质。

技术研发人员：陈明,陈玉衡
受保护的技术使用者：江苏方达正塬电子材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12