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专利号: 2024105392188
申请人: 安徽燕之坊食品有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:包括数据采集模块、产线分析模块、碎屑预测模块和调节控制模块,所述数据采集模块用于系统收集生产设备的相关信息;所述产线分析模块用于对传输产品的生产线进行分析;所述碎屑预测模块用于对产品破碎的概率进行评估;所述调节控制模块用于对生产线进行调整;

所述产线分析模块包括传送带分析模块,对生产设备传输管道传送带上目标产品的碰撞力进行分析;

所述碎屑预测模块包括:压迫受力分析模块和碰撞受力分析模块,所述压迫受力分析模块用于预估目标产品压迫受力导致预估目标产品破碎概率;所述碰撞受力分析模块用于分析目标产品相互之间碰撞是否可能导致目标产品破碎;

所述压迫受力分析模块包括:堆叠分析子模块和挤压分析子模块,所述堆叠分析子模块预估多个目标产品堆叠导致预估目标产品破碎的概率;所述挤压分析子模块预估目标产品相互之间挤压导致目标产品破碎的概率。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述数据采集模块包括产品数据收集模块和设备数据收集模块,所述产品数据收集模块用于获取目标产品的脆弱程度;所述设备数据收集模块用于获取生产设备的相关参数,所述设备数据收集模块包括传输数据子模块和管道数据子模块,所述传输数据子模块用于获取该生产线传送带的相关信息;所述管道数据子模块用于获取该生产设备管道的参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述产线分析模块还包括停顿时间分析模块和摄像模块,所述停顿时间分析模块用于对传输流程中目标产品的流量进行分析;所述摄像模块用于对生产设备传输管道进行拍摄。

4.根据权利要求3所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述调节控制模块包括生产线调节模块和产品传输量控制模块,所述生产线图调整模块用于对生产线的传输速度进行实时调节;所述产品传输量控制模块用于对输出管道传输的目标产品数量进行控制。

5.根据权利要求4所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述生产线实时监控管理系统的运行方法主要包括以下步骤:步骤S1:数据采集模块获取食品生产线的相关信息,产品数据收集模块获取当天生产的产品信息,目标产品相互间碰撞不产生破碎的极限值为M;设备数据收集模块通过传送数据子模块获取该生产设备的传送带速度为V、传送带的安全速度为E,并通过管道数据子模块获取该生产设备管道的参数;

步骤S2:产线分析模块通过数据采集模块储存的生产线相关信息,摄像模块拍摄传输流程中目标产品运输的场景,并获取生产设备传输流程管道与平面的夹角为X°;停顿时间分析模块通过运输画面分析在间隔时间内从传送带入口输入的目标产品数量;

步骤S3:传送带分析模块获取生产设备传输流程管道的传送带信息,分析传输管道内目标产品的受传送带速度影响产生的碰撞力;

步骤S4:碎屑预测模块提取产线分析模块中生产设备的参数信息,对目标产品在传送带运输时间内可能产生破碎的可能性进行分析;

步骤S5:压迫受力分析模块预估目标产品压迫受力导致预估目标产品破碎概率,并将破碎比率信息传输到调节控制模块;

步骤S6:碰撞受力分析模块预估目标产品相互之间碰撞导致目标产品破碎的概率,并将破碎比率信息传输到调节控制模块;

步骤S7:调节控制模块接收到问题信息,通过生产线调节模块调节生产线的运行速率;

同时产品传输量控制模块向系统输出减少产品通过管道的运输量的信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述步骤S2中,停顿时间分析子模块得出管道的传送带传送A秒的目标产品后,系统控制传送带停止推进B秒,其中A>B,目标产品在A秒内处于正常传输阶段,在挡板立起后的B秒内出现堆叠和挤压情况发生;同时通过摄像模块分析得出从传送带入口每秒传出的目标产品量为K,每秒跟随传送带传出的目标产品量为Z1。

7.根据权利要求6所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述步骤S3中,传送带产生的额外碰撞力 其中m为单个目标产品的质量,g为重力加速度。

8.根据权利要求7所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述步骤S5中,若设备传送带速度V低于传送带安全速度E,后方传送带目标产品对挡板处目标产品的压力可以忽略不计,故只考虑堆积下目标产品受到的压力;堆叠分析子模块计算堆积下最下层目标产品时受到的压力,当传送带上目标产品有堆叠情况发生时,目标产品在传送带末端单位面积中堆叠的片数为 其中μ为目标产品堆叠指数、δ为单位转化参数,将Z的计算结果取整,则在堆叠的目标产品中从上往下第n层目标产品被挤压导致破碎的概率 其中n为正整数且n≤Z,λ1为叠加参数,数值根据目标产品的柔韧性决定,0<λ1<1,处于第n层目标产品破碎的概率η(n)=L(n),若结果小于或等于(1‑目标产品完整性合格率Ω),则判定该生产线速度合格;若结果大于(1‑目标产品完整性合格率Ω),则判定该生产线速度不合格,将信息传输到调节控制模块;

若设备传送带速度V高于传送带安全速度E,还应额外考虑后方传送带目标产品对挡板处目标产品的压力,挤压分析子模块计算后方传送带目标产品对挡板处目标产品的压力,当挡板立起,后方传送带目标产品挤压挡板处目标产品,通过数据分析统计得目标产品在挡板单位面积中的片数为Q,Q为正整数,则在受挤压的目标产品中从传送带入口到传送带末端第i片目标产品被挤压导致破碎的概率 其中i为正整数且i≤Q,λ2为挤压参数,数值根据目标产品的柔韧性决定,0<λ2<0.2,处于第n层、第i片的目标产品破碎的概率具体为 若结果小于或等于(1‑目标产品完整性合格率Ω),则判定该生产线速度合格;若结果大于(1‑目标产品完整性合格率Ω),则判定该生产线速度不合格,将信息传输到调节控制模块。

9.根据权利要求8所述的一种基于大数据的膨化食品生产线实时监控管理系统,其特征在于:所述步骤S6中,碰撞受力分析模块计算目标产品受碰撞导致破碎的概率,由于跟随传送带传出的目标产品传输速度与飞出的目标产品实际速度不同,飞出的目标产品会对跟随传送带传出的目标产品施加一个碰撞力为f1,则一个目标产品受到的单碰撞力fu=fe+f1,所有目标产品收到的总碰撞力 若总碰撞力F>M,则判定目标产品受到的碰撞力过大;若总碰撞力F≤M,则判定目标产品受到的碰撞力正常。