计算机白酒勾兑与调味辅助系统

计算机白酒勾兑与调味辅助系统在对白酒企业生产过程做了大量调查、研究分析的基础上，着眼于具体应用需求 和生产实际情况，提出了一套利用计算机技术辅助实现白酒勾兑与调味的生产系统方 案。该方案主要采用一组高效优化算法和智能信息处理方法 ,，对白酒理化指标进行精 确计算和最优控制，提高生产过程自动化程度，同时也提高成品酒质量的稳定性，有 利于降低生产成本，提高生产效率该方案已应用在泸州老窖白酒微机勾兑调味辅助系 统中，应用实践表明该方案是有效的，并适用于大多数白酒类企业的生产。引言 白酒生产是我国的传统产业，历史悠久、底蕴厚重，具有独特的传统工艺流程， 但是这种工艺流程中由于主要以人工品尝的方法来进行勾兑调味。而口感具有个体差 异，并受很多主，客观因素影响，且理化指标根本不能通过品尝准确控制，因此明显 存在白酒品质不稳定，难以控制指标，难以降低生产成本的致命弱点。随着科技的发展，特别是近一二十年，工业现代化的浪潮也影响到白酒行业，白 酒生产的传统工艺流程也采用了一些现代工业的的技术，主要是一些机械，电气自动 化设备的采用，如基酒生产车间采用行车来进行车间内部物料运送，勾兑车间采用色 谱分析仪来检测理化指标以及自动化的包装车间等等，这些手段主要是通过部分生产 过程自动化，减轻劳动强度，提高生产效率但如何使白酒生产更科学化地解决传统工 艺中的一些固有问题，如理化指标非标准化，质量不稳定，勾兑量不容易控制，难以 从根本上降低成本和消耗等仍是目前白酒生产行业最关心的问题。而要解决这些问题，主要应该在勾兑调味环节，构建起能产生有效组合方案的优 化控制体系使得能针对具体目标，如理化指标范围，成本，口感等要求，进行组合优 化，达到控制生产的目的，由于调味过程中影响口感的因素比较复杂，导致调味过程 难以数字化，所以在调味部分应该采用更智能的，具有动态适应能力的处理机制来实 现根据现在白酒企业发展思想和市场经济形式，迫切需要提高生产效率，降低生产成 本，减少浪费，控制产品质量指标以提高市场竞争力，这就需要一套能在高效性，适 用性上满足白酒企业生产要求的勾兑调味计算机辅助系统，泸州老窖白酒微机勾兑调 味辅助系统，简称， GTS 系统。正是基于这种目标要求开发出来的软件系统。1 微机白酒勾兑调味辅助系统分析与设计目前白酒生产上主要考虑两类指标，理化指标和感观指标，其中理化指标主要在 勾兑组合中使用，在大多企业中都采用色谱分析仪测试提取酒样的理化指标值，为数 字勾兑提供了精确计算控制的数据，而感官指标主要包括口感与气味指标，可以通过 人工品尝打分的方法评定样酒的分类感官值或综合口感等级，还可结合电子鼻来测定 感官指标值，论文工作得，泸州老窖白酒微机勾兑调味辅助系统，项目基金资助。1.1 数字勾兑数字化勾兑实质上是确定各种基酒的合理用量，即各基酒在混合酒中所占比例， 以达到勾兑成本最低，从而达到更科学，更高效的利用基酒，提高勾兑效率，稳定和 提高酒质等目的，简单说来，勾兑实际上就是对几种基酒按照适当比例进行混合，使 得混合后的酒在理化指标上达到要求，由于勾兑组合过程要使用基酒的理化指标，并 参考其口感，因此各基酒的主要理化指标必须测定，如果要优化口感，则口感值也需 测定，另外基酒库存可用量，对应成品酒标准，组合生产量也是必须确定的，在此系 统中，r, ,r是组合可用的基础酒，成品酒，Pi为组合对应的目标酒标准，包含1，, n,理化指标，口感风格，单价等企业生产标准，用量限制是指组合人员根据具体情况， 如库存情况等，指定的某些基酒的用量范围。 在勾兑过程的实现中主要考虑理化指标， 因此可以建立一个理化指标的数学模型，把勾兑过程看成这样一个优化过程，在满足 理化指标范围要求以及用量限制的前提下， 使勾兑的半成品酒的成本最低， 口感最好， 由于在通常条件下，酒的混合不发生化学反应，因此混合酒的理化指标是输入基酒的 理化指标的加权和，即x， =， rx， ，(i=1,n)(1)其中， x 为混合酒的理化指标， r 为第， i 种基酒的比例， x 为第， i 种基酒的理 化指标勾兑的目的就是要使混合酒的理化指标满足一定要求， 即假设有， n 种理化指标， 要求j=1,n (2)x 为混合酒的理化指标， x,x 分别是标准酒的理化指标下，上限，我们可以把勾兑 看成这样一个优化问题， 在满足理化指标的条件下， 使勾兑后的半成品酒的造价最低， 由此我们得到下面的线性规划问题目标函数 min(s)=xs+xs+ ， +xs (3)约束条件 c ， ax+ax+ ，+ax，c (4)酒的单价，a,表示第，j种基酒的第，i个理化指标值，c表示标准酒的第，i 个理化指标， cc 分ij ， i， I， I 别表示其上，下限，另外由于每种基酒的重量是有限度的，也可能 由组合人员确定用量限制，因此还应加上以下约束条件Axb 或， Ax ， b (5)A 为要勾兑的酒的重量， b 为第， j 种基酒的库存量，该数学模型可用多种线性优 化方法实现。1.2 数字化调味 数字化调味是让计算机选取适当的调味酒，并确定其用量，来弥补勾兑组合出的 半成品酒在口感上的缺陷，这需要首先将调味酒的口感值或口感缺陷值量化，以及成 品酒口感标准量化，在每次调味组合时还需将待调味酒的口感值或口感缺陷值量化， 由于影响口感的因素比较复杂，既有个体差异 .又有自身主，客观因数的影响，况且口 感之间一般不严格满足线性关系，即不能简单地加减，因此导致调味过程难以准确数 字化，基于这种情况，提出动态适应策略，即采用跟踪人工调味过程来动态维护一组 工作参数的方法，以模仿，学习调味专家的知识经验，即试图建立一个简单高效的能 不断学习调整的专家调味知识系统，用以指导计算机调味过程，因此这个子系统包括 学习过程及工作过程，为了跟踪各种酒的口感风格和模拟人工调味过程，需要输入人 工调味的经验数据，程序会根据这个来比较分析，调整辅助调味模块的工作参数，工 作过程则基于这组工作参数，以及待调味半成品酒的口感数据，成品酒标准中的的口 感数据，通过优化计算得到符合成品酒口感风格的调味方案，包括选用哪几种调味酒 及分别的用量。2 计算机白酒勾兑与调味应用系统 利用上述计算机白酒勾兑与调味系统工作原理，四川轻化工学院与泸州老窖股份 有限公司于 1999 年合作开发了计算机技术对白酒生产企业的生产过程进行优化辅助 的软件系统， GTS 该系统已经投入运行，效果良好，正准备在白酒行业内部推广。该系统主要是基于以上的分析结果， 系统模型，着重面向实际生产应用来开发的， 其主要功能除了能对勾兑及调味过程进行组合计算，优化控制，还能跟踪处理酒源放样过程，以及有效管理部分生产数据和生产标准，管理，生成生产数据的单据在勾兑 组合子系统，提供了按储存日期粗选基酒，然后以全选，按组名，按等级，任意选的4 种方式细选基酒，可对基酒指定用量限制，可动态指定组合时所要考虑的理化 指标，最多可达 18 种，组合目标为在满足用户指定基酒用量限制，符合理化指标要求 下，使生产成本大大降低，口感更好，并尽量使基酒用量适合企业生产实际，提供对 勾兑组合的结果的指标分析，包括理化指标和口感指标，提供在确认可行后再进行方 案的实施采用勾兑子系统，勾兑记录与放样系统。该系统提供了对勾兑记录的管理，能浏览，查询，打印近， 1 年内的勾兑组合及 放样数据，能对勾兑组合结果的放样情况进行记录和处理，这个处理主要是与勾兑结 果进行比较，然后根据情况更新数据库中基酒库存量，基于这个勾兑记录，能提取出 有用的决策信息。该系统能对放样情况进行跟踪处理，修正基酒库存量。在调味子系统中，提供对各种酒的口感风格的动态学习，动态参数调整，并能基 于这组参数进行工作，模拟人工品尝法进行调味酒用量计算，这种方法可以代替购买 价格昂贵的电子测量仪器如电子鼻等，有利于口感风格的变化和新产品的开发。3 结束语白酒生产的数字化与优化控制，是采用计算机技术和信息处理技术相结合实现的 白酒生产，其中勾兑与调味子系统计算出的组合数据与分析数据具有较高的精度与准 确度，可以达到控制理化指标，提高产品质量，降低成本，降低生产消耗的目的，从 而可以提高白酒企业的生产效率和市场竞争力，应用系统， GTS ，的实践表明，能够找 到切实可行的白酒生产数字化和优化控制的方案，而且随着一些指标测定设备的发展 和采用，计算机白酒勾兑与调味系统还将显示它更强大的生命力和功能。