中密度纖維板熱壓參數管理系統的製作方法
2023-09-21 08:43:35 1
專利名稱：中密度纖維板熱壓參數管理系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於ー種應用在中密度纖維板生產中的軟體，特別涉及到中密度纖維板、人造板或混合板的熱壓等木材熱壓領域。
背景技術：
中密度纖維板熱壓過程是進行中密度纖維板生產加工製作時重要的生產過程,根據加エ不同材料和加工參數和加工成產品性能的要求,需要設計特殊的軟體管理系統以滿足生產與實踐的要求。目前，專門針對中密度纖維板熱壓的軟體還未出現，這種狀況大大降低了中密度纖維板熱壓參數管理及エ藝設計的信息化程度，阻礙了中密度纖維板生產和科學研究的發展。為了促進中密度纖維板生產的發展進步，建立基於BP神經網絡訓練模型的中密度纖維板熱壓エ藝參數資料庫系統是非常重要和及時的。該資料庫的建立將會在產品設計、性能分析、生產過程能耗分析及エ藝預測中得到廣泛的應用，產生深遠的影響。發明內容本發明所要解決的技術問題是克服現有技術上的上述缺陷而提供一個專門管理和優化中密度纖維板熱壓過程參數的系統，用於實際的生產和實踐中，為工作 人員提供方便快捷高效的數據源。針對中密度纖維板熱壓過程建立一個仿真模型，利用實驗測得的大量熱壓參數和成板性能參數數據，來建立ー個參數資料庫查詢管理系統，並利用BP神經網絡訓練模型建立動態連結庫，資料庫系統調用此動態連結庫實現系統優化，豐富參數的資料庫。在Windows平臺下開發資料庫,並選擇了 SQL Server資料庫以及Visual C++程式語言(以下簡稱VC)來設計資料庫，仿真工具使用MATLAB。在廣泛收集和整理中密度纖維板熱壓エ藝各類數據的基礎上，對所收集的相關熱壓參數和成品參數資料庫信息經過科學的分析整理，利用資料庫技術，建立了ー個熱壓エ藝參數資料庫系統，對國內外中密度纖維板生產的研究開發提供及時、準確而高效的數據服務。該系統可以管理以前人工無法管理的大量的參數，使資料庫中的數據更加規範、合理。用戶只需在客戶端的計算機上安裝客戶端就可以通過伺服器方便快捷地實現對該資料庫中的數據進行查詢和檢索。此系統完成的功能是I.中密度纖維板熱壓エ藝參數管理系統中的熱壓參數與成品性能參數匹配資料庫的建立，可以方便用戶對參數進行直接的管理和查詢；2.利用大量熱壓過程的エ藝參數和成品性能匹配數據建立仿真模型訓練資料庫，為熱壓エ藝參數管理系統中的數據挖掘模塊(即BP神經網絡模型)的訓練提供數據源；3.基於BP神經網絡算法的數據挖掘功能的實現，方便工作人員對新エ藝的掌握 和使用，選擇最優的熱壓エ藝參數進行生產；4.批量數據導入和導出，方便生產實踐數據的查詢和優化數據的更新；5.程序還可以防止測量誤差較大的數據被導入到資料庫，對後續優化計算造成不利影響；6.用戶管理系統，程序將其用戶分為三個級別的權限來防止資料庫中的數據被錯誤操作而損壞。
該系統按照功能劃分為兩大塊基本功能模塊、管理功能模塊。基本功能包括I. MDF熱壓エ藝參數查詢查詢每種加工材料(包括不同的施膠比例和原料)所使用的加工解決方案和加工參數，其中包括對應的成品性能參數和耗電量，可以逐步改進加工中使用的加工解決方案和加工參數；2.設備資源信息瀏覽查詢生產加工中的材料、施膠膠種等詳細信息；3.個人用戶管理添加、修改、查詢個人用戶信息。管理功能包括I.用戶管理添加、修改、刪除、查詢MDF熱壓管理系統註冊過的用戶信息；
2. MDF熱壓エ藝參數管理添加、修改、刪除MDF熱壓エ藝參數實例庫中的實例；3.權限管理添加、修改和刪除用戶的權限；4.數據挖掘BP神經網絡模型的權值的設置、MDF熱壓參數的批量導入和導出。本發明解決上述問題所採用的技術方案為以中密度纖維板熱壓過程為研究對象提出BP神經網絡中密度纖維板熱壓エ藝模型，對每種加工材料採用動量BP算法訓練神經網絡，得到神經網絡的參數和結構並保存到文件中，用戶使用時，可以根據加工材料編號選擇根據不同輸入、輸出參數訓練得到的保存在不同文件中的結構和參數進行加工成本的計算。對於新的加工材料可以根據用戶需要選擇參數，並將根據不同參數訓練得到的結構和參數分別保存以備後續使用。利用BP神經網絡算法對中密度纖維板熱壓資料庫進行挖掘，豐富熱壓エ藝參數和成品性能參數和耗電量的對應關係。系統用戶可以在主應用程式界面調用MATLAB動態連結庫，動態的仿真預測出可靠的非試驗數據。與現有技術相比，本創新型的優點在於I.利用資料庫技術來管理數據，具有數據共享性好，數據與程序的獨立性高，便於對數據實行集中統ー的控制如數據的安全性控制，數據的完整性控制以及數據的並發控制等優點，使之在數據管理領域獲得了廣泛地應用。2.利用BP神經網絡建立仿真模型，用大量的實驗數據對此模型進行訓練，使此模型仿真結果控制在一定的誤差範圍內，實現中密度纖維板熱壓過程參數的動態查詢和更新，不但可以縮短研發周期，而且可以減少科研人員的工作量和勞動成本，對中密度纖維板熱壓技術的發展十分必要，這將極大地提升中密度纖維板的研究開發與生產應用水平。
圖I是本發明實施例提供的參數管理系統的實現功能圖。圖2是本發明實施例提供的參數管理系統的用戶功能模塊圖。圖3是本發明實施例提供的參數管理系統的神經網絡調用流程圖。圖4是本發明實施例提供的參數管理系統的參數查詢圖。圖5是本發明實施例提供的參數管理系統的參數優化圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限制本發明。圖I示出了本發明實施例提供的參數管理系統的實現功能結構，詳述如下用戶使用熱壓系統參數管理系統軟體時首先要進行I用戶身份驗證，驗證通過以後進入到2應用程式界面主頁，主頁有三個主要功能模塊。3是用戶人員管理模塊，此模塊完成的功能是對使用此軟體的用戶信息查詢和維護，進行權限管理，4用戶權限是針對不同權限的用戶提供不同級別的功能，管理員用戶可以查詢、修改、參數和用戶信息資料庫，普通用戶只能查詢參數信息和維護本人的用戶信知、O5是神經網絡建模模塊，此模塊是具有管理員權限的用戶可用的，普通用戶不能使用。進入到此模塊後可以針對熱壓過程設計仿真模型，7設計模型主要對神經網絡的輸入層、輸出層、隱層設計，6樣本訓練是對設計的模型進行訓練，並對模型進行修改和驗證模型 性能。8是中密度纖維板熱壓參數查詢維護模塊，針對不同的用戶權限具有不同的使用權限，管理員進入到此模塊後具有9數據預測(根據輸入參數調用神經網絡模塊預測輸出結果)、10刪除數據和添加數據、11數據查詢功能，普通用戶進入的此模塊後具有的功能是11數據查詢，對資料庫中的參數數據進行檢索。圖2示出了本發明實施例提供的參數管理系統的用戶功能模塊圖，普通用戶的功能是:MDF熱壓エ藝參數查詢、設備資源信息瀏覽、個人用戶管理；管理員的功能是用戶管理、MDF熱壓エ藝參數管理、權限管理、數據挖掘。圖3示出了本發明實施例提供的參數管理系統的神經網絡調用流程圖，利用神經網絡可通過有限的試驗數據來聯想推測非試驗數據，井根據人機互動輸入條件下的子神經網絡泛函數的自行產生，達到任意輸入條件下的仿真結果的連續輸出。Matlab神經網絡程式語言及VC界面程式語言的接ロ程序，實現Matlab的後臺計算與計算結果的VC實時可視化輸出的無縫集成。實現基於神經網絡的熱壓參數試驗資料庫多輸入多輸出複雜條件下的實時查詢，這是用其它數學的方法所不可能達到的。圖4示出了本發明實施例提供的參數管理系統的參數直接查詢圖，用戶根據加工材料輸入熱壓過程的熱壓參數，系統查詢在此熱壓參數下加工後的MDF成板性能的參數和耗電量信息。圖5示出了本發明實施例提供的參數管理系統的參數優化圖，用戶首先根據加工材料及其加工類型選擇合理的加工條件，然後選擇加工出來成板的性能參數和耗電量，確定優化目標(耗電量高低或者熱壓成品性能高低)，系統就會輸出可供用戶選擇的ー組熱壓參數，如果符合要求就輸出，否則進行重新查詢。
權利要求
1.中密度纖維板熱壓參數管理系統的特徵在於該系統包括參數維護模塊、BP神經網絡模型模塊、參數優化模塊，開發工具SQL Server2000中包括用戶信息資料庫、熱壓參數與成品性能參數資料庫和訓練樣本資料庫，開發語言VC設計界面和接ロ調用MATLAB仿真BP神經網絡模型，返回仿真數據更新資料庫數據，參數維護模塊包括試驗數據和參考資料數據，BP神經網絡模塊中熱壓曲線、熱壓條件作為輸入參數，輸出參數為成品的性能彈性模量、吸水膨脹率、內結合強度、靜曲強度、熱壓過程耗電量，參數優化模塊根據優化指標彈性模量、吸水膨脹率、內結合強度、靜曲強度、熱壓過程耗電量篩選熱壓參數範圍。
全文摘要
本發明提供了一種應用於管理和優化中密度纖維板熱壓過程參數的軟體系統，包括用戶管理系統、熱壓參數管理系統和神經網絡仿真系統，用戶管理系統包括用戶註冊、用戶登錄、用戶信息修改、用戶信息刪除模塊，熱壓參數管理系統包括熱壓參數查詢模塊、熱壓預測模塊、熱壓參數優化分析模塊、熱壓參數導入導出模塊，神經網絡仿真系統包括神經網絡的樣本選取、參數設置、樣本訓練。其中用戶管理系統用於對軟體系統中用戶的信息進行維護和管理；熱壓參數管理系統中查詢模塊用於實現此軟體的用戶對熱壓參數的查詢，參數預測模塊用於調用神經網絡模型對數據進行預測得到穩定的參數預測模型，優化分析模塊用於針對模擬數據和產品性能參數選擇分析最優的加工參數，導入導出模塊用於更新參數資料庫和導出選定的加工參數；神經網絡仿真系統用於建立熱壓過程仿真模型。
文檔編號G06Q50/04GK102693454SQ201110079440
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者劉振生, 姜雪松, 徐凱宏, 田豔青, 谷志新 申請人:東北林業大學