详情

原文传递一种混凝土生产配合比的智能设计方法

专利名称：	一种混凝土生产配合比的智能设计方法
摘要：	本发明为一种混凝土生产配合比的智能设计方法，属于大数据人工智能领域。该方法包含以下步骤：S1：建立混凝土生产配合比数据库，录入混凝土的历史生产配合比数据；S2：根据用户输入的混凝土的部分生产配合比要求，通过专家系统分析，初筛出评分最高的混凝土生产配合比；S3：建立带约束条件的混凝土生产成本优化模型；S4：通过带约束条件的混凝土生产成本优化模型，对初筛评分最高的混凝土生产配合比进行微调，并输出最优的混凝土生产配合比。本发明结合历史生产数据对约束条件进行了改善，筛选了生产配合比基准，能够有效减少计算迭代次数，实时、高效的给用户智能的设计混凝土生产配合比，节约生产成本。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	中国科学院重庆绿色智能技术研究院
发明人：	史晓雨;尚明生;吕元鑫;冉龙玉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-15T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910664792.5
公开号：	CN110435009A
分类号：	B28C7/04(2006.01);B;B28;B28C;B28C7
申请人地址：	400714重庆市北碚区水土镇水土高新园方正大道266号
主权项：	1.一种混凝土生产配合比的智能设计方法，其特征在于，该方法包含以下步骤： S1：建立混凝土生产配合比数据库，录入混凝土的历史生产配合比数据； S2：根据用户输入的混凝土的部分生产配合比要求，通过专家系统分析，初筛出评分最高的混凝土生产配合比； S3：建立带约束条件的混凝土生产成本优化模型； S4：通过带约束条件的混凝土生产成本优化模型，对初筛评分最高的混凝土生产配合比进行微调，并输出最优的混凝土生产配合比。 2.根据权利要求1所述的一种混凝土配合比的智能设计方法，其特征在于，步骤S1中所述的混凝土生产配合比数据库包括必要生产配合比参数、可选择生产配合比参数、系统生成生产配合比参数这三类参数；其中，必要生产配合比参数为在设计过程中不可调整的参数，可选择生产配合比参数为在设计过程中可以根据性能、成本等因素进行调整的参数，系统生成生产配合比参数为生产过程中根据生产实际自动获取的参数。 3.根据权利要求1所述的一种混凝土配合比的智能设计方法，其特征在于，步骤S2所述用户输入的混凝土的部分生产配合比要求为：用户结合自己的需求和经验，设定的混凝土生产配合比参数中的生产配合比参数和一部分可选择生产配合比参数作为输入以及自动将系统生成生产配合比参数作为输入，其中，可选择生产配合比参数中仅凝胶材料参数和外加剂参数的部分生产配合比参数不作为强制输入要求，其他参数要求强制输入。 4.根据权利要求1所述的一种混凝土配合比的智能设计方法，其特征在于，步骤S2具体为：结合用户输入的混凝土的部分生产配合比要求，从混凝土生产配合比数据库中筛选出必要生产配合比参数完全相符合以及系统生成生产配合比参数范围相近的混凝土生产配合比数据，并采用专家系统对其进行评分，选择其中评分最高的一条混凝土生产配合比数据作为基准。 5.根据权利要求4所述的专家系统，其特征在于，所述的专家系统具体为：通过工程经验，分析混凝土生产配合比参数在实际的混凝土生产中的重要性，并按其重要性以及与用户输入要求的匹配程度对混凝土生产配合比参数构建评分机制，建立评分的专家系统。 6.根据权利要求1所述的一种混凝土配合比的智能设计方法，其特征在于，步骤S3所述的带约束条件的混凝土生产成本优化模型包含目标函数和约束条件函数，所述的目标函数为混凝土生产配合比数据库参数相关的原材料的成本函数；所述的约束条件函数为满足混凝土生产配合比数据库中与可选择生产配合比参数相关的各种材料用量的要求，同时还要满足用户的必要生产配合比参数要求等。 7.根据权利要求6所述的混凝土生产配合比数据库中与可选择生产配合比参数相关的各种材料用量的要求，其特征在于，所述的各种材料用量的要求为各种材料用量和相同类别材料用量的最小值和最大值以及这些材料之间的用量比例最大值、最小值以及混凝土配比组分间的比例的国家标准作为约束条件，通过数据库中混凝土配合比中的各种材料用量历史数据构建箱型图，并把箱型图箱体大小的一半作为各种材料微调的浮动范围。 8.根据权利要求1所述的一种混凝土配合比的智能设计方法，其特征在于，所述的步骤S4具体包含以下步骤：(1)将步骤S2生成的评分最高的混凝土生产配合比作为基准；(2)对基准中可选择生产配合比参数相关的各种材料用量进行随机微调，并采用混凝土抗压强度预测模型，预测判断是否在约束条件函数范围内；(3)如果满足，计算目标函数得出新的混凝土生产成本，否则返回步骤(2)；(4)对比新的混凝土生产成本与基准的混凝土生产成本，如果新的混凝土生产成本低，则以新生成的混凝土配合比数据作为基准，否则基准保持不变；(5)判断迭代次数是否达到设定上限，达到则输出基准的混凝土配合比作为给用户推荐的混凝土配合比，否则迭代次数加1，并返回步骤(2)。 9.根据权利要求9所述的混凝土抗压强度预测模型，其特征在于，所述的混凝土抗压强度预测模型为神经网络搭建的预测模型，输入参数为混凝土生产配合比参数，通过混凝土生产配合比数据库对模型进行训练并调整超参数，并采用均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差等评价指标评估模型，选出最优模型及其权重。
所属类别：	发明专利