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《浙江大学》 2008年
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啤酒生产过程优化和综合自动化若干关键技术研究

郑松  
【摘要】: 啤酒生产是我国的一个传统产业,随着国民经济的发展和人民生活质量的改善,我国啤酒工业得到空前的发展,为国民经济建设发挥了非常重要的作用。尽管如此,由于啤酒企业竞争的日益激烈和市场的逐渐开放,对啤酒生产过程的控制和优化研究更显得具有重大的现实意义。但是,啤酒生产过程是一个复杂的工业系统,虽然传统控制与优化理论比较成熟,但在复杂工业系统中的应用还存在局限性。随着智能方法的发展,出现了许多独立于问题的智能算法,如蚁群算法,遗传算法,专家系统等等,适合于复杂工业系统中控制与优化问题,为解决复杂问题提供了新的思路和方法。 本文以啤酒生产过程为工程背景,从智能优化算法到对啤酒原料配方优化设计、啤酒生产调度优化问题进行了研究,还对啤酒生产过程的综合自动化及其应用技术进行了研究。 论文的主要工作和创新点如下: (1)针对现有蚁群算法在优化迭代过程中存在的不足,受人类社会活动某些特征的启发,提出了两种改进算子,分别是仿效人类创新思维的好奇因子和效仿人类社会税收功效的征税算子。两种改进算子修正了蚁群算法中选择策略与信息素更新规则。另外,本文还对改进算子的参数设置以及收敛性问题进行研究讨论。大量仿真结果表明,添加改进算子的蚁群优化算法非常有效,两者能有效地提高蚁群算法全局优化能力,并且对以往改进的蚁群算法普遍有效。另外,两种改进算子也被应用于后续的应用研究中,同样表现出了优异的全局优化能力。 (2)建立了啤酒风味与原料组分的关系模型,研究啤酒原料配方优化设计方法,并在此基础上提出了一种适合连续域优化的变尺度蚁群算法。目前啤酒企业生产配方仍然依靠人工经验结合试验的方法来确定,具有一定的盲目性,各种指标参数很难令人满意。因此论文开展了对啤酒配方智能优化设计方法的研究,首次对啤酒风味指标进行量化研究,利用模糊综合评判和神经网络方法建立原料组分与啤酒风味之间的关系模型。另外,原料配方优化属于连续域优化问题,为了提高蚁群算法求解此类连续域优化问题的能力,本文提出了一种变尺度蚁群算法,并将改进蚁群算法成功应用于啤酒原料配方设计中。研究结果表明,啤酒原料配方蚁群优化设计方法的设计效率明显优于传统配方设计方法,具有良好的工业应用价值。此外,与传统蚁群算法相比,改进蚁群算法能有效地降低计算量,缩短计算时间,更适合于解决连续域优化问题。 (3)分析啤酒生产工艺和生产流程,建立了啤酒企业的生产调度模型,并应用蚁群算法进行了啤酒生产优化调度研究。由于啤酒生产半连续的特点以及迅速响应市场变化的需求,使得啤酒全部生产活动和经济效益极大地依赖于生产计划和调度。于是,本文研究了啤酒生产过程中的调度问题。为了降低问题的规模与复杂性,考虑到啤酒生产过程和工艺特点,本文将啤酒生产调度划分为生产计划和生产调度两部分并单独进行机理建模,分别建立了适合于中长期的生产计划数学规划模型以及适合短期的生产调度数学规划模型。然后,应用蚁群优化算法求解此类生产优化调度问题。仿真结果表明,蚁群算法能优于遗传算法等其它智能算法获得更佳的解决方案,而且提出的啤酒生产优化调度方法能够很好保证生产库存稳定,减少市场波动给企业带来的负面影响。 (4)针对啤酒生产过程中存在的几个传统控制难点:发酵罐的温度控制、烛式过滤机的滤层监控等,通过研究分析,分别提出了有效的智能控制策略,其应用结果表明控制策略的有效性。另外对啤酒生产过程,在系统地分析了其工艺对象特征及控制特点后,讨论分析了实现大型啤酒生产计算机控制系统的新型网络结构以及实现综合自动化控制系统的高效软件设计方法。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP278

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 张宇锋;;用运筹学方法建模优化麦汁生产工艺配方[J];啤酒科技;2012年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 蔡文;水果动态称重与自动分选控制系统研究与开发[D];浙江大学;2011年
2 裴育朴;基于ANSYS的弹药引信盒封接过程的优化[D];西安工业大学;2011年
3 肖金红;连续蚁群算法的改进及其在原料配方优化中的应用[D];中南大学;2010年
4 毕竞锴;智能温度控制系统在啤酒发酵中的应用研究[D];郑州大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李洁;沈士团;孙宝江;齐怡;;航电设备故障诊断中的决策算法[J];北京航空航天大学学报;2007年06期
2 吴峰华;岳恒;柴天佑;;竖炉焙烧过程生产质量监控系统[J];东北大学学报(自然科学版);2007年07期
3 宋晔,朱绪飞,邱万里;单纯形法在电解液配方优化中的应用[J];电子元件与材料;2005年09期
4 彭先才;烛式过滤器在啤酒生产中的应用[J];广州食品工业科技;1996年04期
5 黄兆奇;啤酒企业精益生产方式研究[J];广州食品工业科技;2002年04期
6 段海滨,王道波,于秀芬,朱家强;基于云模型理论的蚁群算法改进研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年01期
7 孙京诰,李秋艳,杨欣斌,黄道;基于蚁群算法的故障识别[J];华东理工大学学报;2004年02期
8 阳范文,赵耀明;材料性能预测和配方优化的人工神经网络研究方法[J];合成材料老化与应用;2001年01期
9 王万良,吴启迪,赵燕伟,陈志强,杨旭东;流程工业CIMS中生产调度研究进展[J];机电工程;1999年05期
10 吴庆洪,张纪会,徐心和;具有变异特征的蚁群算法[J];计算机研究与发展;1999年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张光新;啤酒生产过程的全自动化控制及其应用研究[D];浙江大学;2002年
2 侯迪波;间歇生产过程中的知识发现方法研究[D];浙江大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 魏丽萍,林景雪,马月琴;烧蚀复合材料的热分析检测[J];工程塑料应用;1991年01期
2 魏莉萍,林景雪,马月琴;用热分析技术定量检测复合材料烧蚀性能[J];工程塑料应用;1994年06期
3 王侠;程乃伟;;蚁群算法在动态疏散路径优化过程中的应用[J];安防科技;2009年10期
4 田晓艳;;计算智能主要算法研究[J];安防科技;2009年12期
5 梁学斌;;离散Hopfield神经网络的统一描述[J];安徽大学学报(自然科学版);1993年02期
6 王伟平;;酿造酒工艺学课程的教学改革探讨[J];安徽农学通报;2007年20期
7 郭建华;赵长新;李林勇;王培忠;;盐胁迫对大麦发芽时淀粉酶·蛋白酶活力及溶解度的影响[J];安徽农业科学;2005年12期
8 张强;姜绍通;;全麦芽黑啤酒的研制[J];安徽农业科学;2006年19期
9 单军;李红;郭玉蓉;;啤酒有机酸代谢过程的研究[J];安徽农业科学;2008年15期
10 蒋军;吴天祥;李运华;;耐酸性清酒酵母A发酵工艺研究[J];安徽农业科学;2009年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 严传魁;王如彬;;基于汉密尔顿原理的神经元模型[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 郑筱梅;李自林;苏苹;;全光亮化学镀镍工艺研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
4 郑筱梅;杨玲;刘光兵;;镍-纳米Al_2O_3复合电镀的工艺研究[A];2003年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2003年
5 吴明;;对水泥基渗透结晶涂料的几点思考[A];新防水堵漏工程标准宣贯与技术研讨会论文集[C];2011年
6 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 潘松;魏民祥;;某型航空无人飞行器用发动机模型辨识的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 严彬;熊伟清;程美英;叶青;;基于拥塞控制的多种群二元蚁群算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 曹浪财;罗键;;一种改进求解TSP问题智能蚂蚁算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李桃迎;交通领域中的聚类分析方法研究[D];大连海事大学;2010年
7 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
8 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
10 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
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1 李颖;用蚁群算法求解最小极大流问题[D];河南理工大学;2010年
2 李连昌;新安煤田二_1煤层煤与瓦斯突出危险程度预测[D];河南理工大学;2010年
3 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
4 罗婷婷;飞机钣金叠板数控套裁下料软件系统的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 岳广飞;基于二次搜索的搜索引擎技术研究[D];山东科技大学;2010年
6 李秋;恶劣天气下高速公路车流稳健控制方式[D];山东科技大学;2010年
7 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
8 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
9 杜珊珊;非光滑方程组的半光滑牛顿算法[D];哈尔滨师范大学;2010年
10 张丽霞;求解不等式约束优化问题的一个非线性Lagrange函数[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高廷如,傅孝忠,赵明;外军弹药包装特点及发展趋势[J];包装工程;2000年04期
2 倪正顺;ANSYS及其在包装机械设计中的应用[J];包装工程;2002年04期
3 蔡伟,李晓春;商品运输包装的功能效用[J];包装工程;2003年05期
4 肖冰,黄晓霞,彭天秀;国外弹药包装的现状与发展趋势研究[J];包装工程;2005年05期
5 王连杰;蔡建;黎明;;现代武器装备对军品包装的要求及质量控制[J];包装工程;2005年06期
6 马武彪;朱霞;汪春晖;陈晓峰;;多目标规划在军用物资包装优化中的应用[J];包装工程;2007年02期
7 赵美宁;王闯;王佳;;塑料盒封口机自动控制系统设计[J];包装工程;2007年10期
8 王茹;许文才;李东立;;SiO_2对低密度聚乙烯摩擦性能与力学性能影响的研究[J];包装工程;2008年10期
9 苟进胜;郭婷婷;常建民;;包装废塑料热解特性实验研究[J];包装工程;2008年12期
10 赵美宁;袁艳;;弹药引信包装机械的设计研究[J];包装工程;2008年12期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 李庆中;苹果自动分级中计算机视觉信息快速获取与处理技术的研究[D];中国农业大学;2000年
2 冯斌;计算机视觉信息处理方法与水果分级检测技术研究[D];中国农业大学;2002年
3 张光新;啤酒生产过程的全自动化控制及其应用研究[D];浙江大学;2002年
4 谷源涛;LMS算法收敛性能研究及应用[D];清华大学;2003年
5 侯迪波;间歇生产过程中的知识发现方法研究[D];浙江大学;2004年
6 饶秀勤;基于机器视觉的水果品质实时检测与分级生产线的关键技术研究[D];浙江大学;2007年
7 张红梅;基于气体传感器阵列的几种农产品品质检测研究[D];浙江大学;2007年
8 桂江生;二维水果形状检测与分类算法研究[D];浙江大学;2007年
9 李宁;LMS自适应滤波算法的收敛性能研究与应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩盼盼;模糊自整定PID控制器的研究与设计[D];河北工业大学;2011年
2 王新亭;电子称重式水果分选机微机测控系统的研究[D];中国农业大学;2003年
3 厉燕新;ARMA模型在两相流检测中的应用研究[D];浙江大学;2004年
4 曾军;神经网络PID控制器的研究及仿真[D];湖南大学;2004年
5 熊瑞昌;发酵罐的温度监控系统与模糊控制应用研究[D];浙江大学;2005年
6 王忠福;高精度称重变送器设计[D];大连理工大学;2005年
7 王锦芳;动态称重系统的研究与开发[D];浙江大学;2006年
8 谢元峰;基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究[D];武汉理工大学;2006年
9 区志励;啤酒发酵生产过程综合自动化系统网络集成研究[D];浙江大学;2006年
10 姜映红;基于PROFIBUS现场总线技术的啤酒发酵过程PLC自动控制系统[D];兰州理工大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王志新,韩力群;神经网络在催化剂配方优化中的应用[J];北京轻工业学院学报;1997年01期
2 阮沈勇,黄润秋;基于GIS的信息量法模型在地质灾害危险性区划中的应用[J];成都理工学院学报;2001年01期
3 吴彩虹,陈常青;区间数多属性决策的一种ELECTRE方法[J];长沙大学学报;2005年05期
4 严爱军,柴天佑;竖炉焙烧磁选管回收率智能预报模型[J];东北大学学报;2005年09期
5 彭立,张建洲,王少华;自适应温度控制系统的研制[J];东北师大学报(自然科学版);1994年01期
6 孙炳达,曾光,范昕炜,黄定华;大滞后时变对象的一种自适应预估最优控制[J];电工技术学报;1999年06期
7 张永波,时红;斜坡稳定性两级模糊综合评判[J];工程地质学报;2000年01期
8 周萃英;岩体边坡滑裂面随机搜索机理与工程应用——以黄河小浪底水库进口高边坡泻洪、发电、引水建筑物进口高边坡为例[J];工程地质学报;2000年02期
9 李祚泳;邓新民;张辉军;;湖泊富营养化程度的多目标Fuzzy-Grey决策评价[J];系统工程;1990年03期
10 赵学峰;基于蚁群算法的一类扩展型TSP研究[J];系统工程;2003年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵建军;金沙江下游(向家坝—溪落渡段)河段岸坡稳定性量化评价[D];成都理工大学;2004年
【相似文献】
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1 王化祥,王艳儒,孙金刚,陈磊;一种模糊神经网络自适应预测控制方案的研究[J];自动化与仪器仪表;1999年06期
2 朱娟萍;侯忠生;;神经网络模糊非参数模型自适应控制及仿真[J];系统仿真学报;2006年06期
3 戴文战;基于神经网络的模糊控制[J];黑龙江商学院学报(自然科学版);1997年02期
4 王鑫国;陆金桂;;智能算法在堆垛机优化控制中的应用研究[J];自动化应用;2010年11期
5 金爱娟,徐松源,孙华;模糊神经网络在机器人控制中的应用[J];哈尔滨理工大学学报;1998年05期
6 李丙才;叶碧成;姜映红;;基于T-S模型的智能PID控制[J];甘肃科学学报;2007年01期
7 罗钧;钱强;;基于模糊神经网络的炉温控制系统的研究[J];现代电子技术;2007年15期
8 吴元翠;童国华;;模糊神经网络技术在火灾探测信号处理中的应用[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年15期
9 陈亚娜;石磊;;PID控制算法在加热炉温度控制中的应用研究[J];机电产品开发与创新;2007年05期
10 邓广福;刘光达;周志坚;;半导体激光器多环控制策略研究[J];半导体光电;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 戴文战;陈杰;朱金刚;;一种基于神经网络的新型前馈控制[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
2 绪梅;冯地清;;利用多层神经网络实现核爆/非核爆的模糊综合评判方法[A];第7届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(三)[C];1994年
3 叶萍;韩如成;;直接转矩控制系统智能开关状态选择器的应用与发展[A];2005中国电机工程学会电力系统自动化专委会全国供用电管理自动化学术交流暨供用电管理自动化学科组第二届年会论文集[C];2005年
4 廖俊;朱世强;林建亚;;自适应神经模糊控制器[A];1995年中国控制会议论文集(下)[C];1995年
5 薛雪;孙伟;;模糊神经网络预测模型及其在电解铝生产中的应用[A];2005年全国金属矿山采矿学术研讨与技术交流会论文集[C];2005年
6 叶萍;韩如成;;直接转矩控制系统智能开关状态选择器的应用与发展[A];第十届全国电工数学学术年会论文集[C];2005年
7 戴文战;陈杰;朱金刚;;一种基于神经网络的模糊控制[A];1997中国控制与决策学术年会论文集[C];1997年
8 曹红英;赵国材;张新权;;神经模糊PID电梯控制技术[A];第十一届全国自动化应用技术学术交流会论文集[C];2006年
9 张学金;陈星;;智能控制在时滞系统中的应用研究[A];冶金轧制过程自动化技术交流会论文集[C];2005年
10 张莲;邓力;李昌春;;模糊神经网络在汉字识别系统中的应用[A];电工理论与新技术2004年学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张华;为百姓生产优质普通啤酒[N];中国质量报;2005年
2 记者 辰雨;青岛啤酒实施华南新布局[N];中国证券报;2004年
3 范松璐;竞购雪津啤酒英博战胜喜力、AB[N];第一财经日报;2005年
4 记者 邢 梅;青岛啤酒华南战略布局再出重拳[N];证券时报;2004年
5 余从文;云南澜沧江啤酒企业集团楚雄10万吨 啤酒生产线技改扩建项目建设稳步推进[N];楚雄日报(汉);2006年
6 苏玉新连鹏;莫把“纯啤”当“纯生”[N];中国质量报;2007年
7 伍静妍;生力啤酒香港停产主攻华南市场[N];第一财经日报;2007年
8 李萧;代理科罗娜 AB向高端啤酒发力[N];经理日报;2006年
9 本报记者 郝玲 付佐明;北绿集团5万吨特种啤酒生产线投产[N];铁岭日报;2007年
10 林喆;重庆啤酒二股东“血统”面临变化[N];中国证券报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑松;啤酒生产过程优化和综合自动化若干关键技术研究[D];浙江大学;2008年
2 石永华;基于视觉传感的药芯焊丝水下焊接焊缝自动跟踪系统[D];华南理工大学;2001年
3 张敏;复杂非线性系统的智能自适应控制研究[D];南京航空航天大学;2008年
4 许瑞;基于蚁群优化算法的批调度问题研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 文敦伟;面向多智能体和神经网络的智能控制研究[D];中南大学;2001年
6 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
7 杜文斌;基于神经网络的冠心病证候诊断标准与药效评价模型研究[D];辽宁中医学院;2004年
8 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
9 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
10 王承;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 辛志斌;基于聚类分析的神经网络—模糊控制[D];太原理工大学;2003年
2 丁守和;韶冶电热前床集成智能控制系统的研制[D];中南大学;2004年
3 贾永峰;塔式起重机多源信息监控系统研究[D];西安建筑科技大学;2005年
4 陈东劲;硬质合金炉模糊控制算法研究[D];中南大学;2005年
5 徐洪国;协同项目风险管理智能决策支持系统[D];哈尔滨理工大学;2009年
6 王冬雪;神经模糊控制器在锅炉控制中的应用与研究[D];大连海事大学;2004年
7 陈丽;模糊神经网络及其在板形控制中的应用[D];北京工业大学;2005年
8 张华磊;神经网络—模糊控制在协调控制系统中的应用[D];华北电力大学(河北);2005年
9 彭金柱;机器人轨迹跟踪的智能控制方法研究[D];湖南大学;2005年
10 周强;仓储式制粉系统球磨机控制策略和方法研究[D];浙江大学;2005年
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