中药滴丸生产过程建模和仿真研究

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滴丸是中药的一个重要品种,在中药企业中占有很重要的地位。在滴丸企业的实际生产中,为了判断生产工艺是否合格和稳定,同时为了进一步改进生产工艺,往往需要对滴丸生产的全过程的数据进行分析和研究,以得到某个特定的生产工艺情况下的质量指标。但是企业往往一年只生产200批左右的滴丸,由此得到的数据很少,这些数据不足以分析滴丸的质量。基于这种情况,本文提出了基于蒙特卡洛的仿真方法,对滴丸的成品率和含水量进行仿真分析,这对企业有着较大的实际意义和价值,对算法的应用研究也有较大的理论价值。   首先对滴丸生产过程中最为重要的化料工序和滴制工序进行了介绍和分析,得到了可能对滴丸成品率和含水量有影响的因素,并对其中的关键工艺点建立了模型。然后在对数据进行预处理的基础上,利用粗糙集的属性约简分别对影响滴丸成品率和含水量的因素进行了约简,去掉了影响较小或者没有影响的因素,不仅简化了对成品率和含水量的影响因素分析,而且还为下一步的建模奠定了基础。根据样本数据较小的特点,我们采用了支持向量机(SVM)作为成品率和含水量建模的工具建立起了相应的模型。最后我们对滴丸的成品率和含水量进行了蒙特卡洛仿真。首先通过BestFit分别分析了影响滴丸成品率和含水量的因素的概率分布和具体参数,然后通过Matlab的随机数生成函数根据各个因素的概率分布和具体参数生成足够的随机变量,根据之前建立的成品率和含水量的模型,进行蒙特卡洛仿真。   仿真得到了滴丸成品率和含水量在现有生产工艺下的均值和方差。通过对影响滴丸成品率的因素进行仿真分析,得出了对滴制罐的温度进行控制使之变化较小可以使得成品率有1.2%的提高,同时使得产品的成品率的稳定性更高。同时分析得到了滴制速度对滴丸成品率的影响。浸膏含水量对滴丸含水量的仿真显示,如果通过减少浸膏含水量的方差,可以有效地减少滴丸含水量的方差,从而达到稳定滴丸含水量的目的。
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