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人工智能+粮食检测

AI & GRAIN TEST

"在线工艺检测诊判水稻加工企业水准"之五 规律篇

发布时间:2019-9-21

  • 一、用数据说话

    这是南方某加工企业实物样本(品种未知)的检测数据,检测工具为荣业软件“在线工艺检测系统”之人工智能检测机器人。

    之所以用这份数据为案例进行描述,是因为这份样本是荣业软件本次活动所收到的众多实物样本中,体现碾米机控制水平最高的一份样本,尤其终碾不同设备之间的均衡性,前所未见。

    样本

    留胚

    留皮

    小碎

    碎米

    不足

    达标

    过碾

    碾减率

    米-1

    0.2%

    9.36%

    12%

    24%

    33%

    8.9%

    米-2

    0.21%

    12.4%

    8.8%

    12.3%

    46.1%

    10.7%

    米-3

    0.19%

    12.2%

    4.3%

    6.6%

    66.2%

    11.3%

    米-1、米-2、米-3为一碾同组的三机

    米-4

    14.5%

    0.24%

    15.7%

    5.5%

    85.3%

    2.4%

    14.4%

    米-5

    13.2%

    0.10%

    10.6%

    4.8%

    85.4%

    2.5%

    12%

    米-6

    9.7%

    0.05%

    12%

    4.3%

    83.6%

    6.7%

    13%

    米-4、米-5、米-6为二碾同组的三机

    米-7

    6.5%

    3.0%

    0.14%

    16.9%

    3.1%

    87.1%

    15.2%

    米-8

    6.3%

    3.3%

    0.10%

    13.7%

    3.2%

    87.9%

    13.2%

    三台二碾转换为两台三碾;米-7、米-8为三碾同组的两机

    二、数据中的规律

    (1)规律之一:达标率与精度同步

    见上表,二碾米-4、米-5达标率分别为85.3%与85.4%,因而其精度相近,留胚率分别为14.5%与13.2%(两者留胚率略有差异是因为二碾中留胚与留皮的大量存在,既是留胚,同时还是留皮时,只计入留胚),米-6的过碾率(过碾6.7%)多于米-4(过碾2.4%)与米-5(过碾2.5%),因而其留胚率为9.7%,明显比同组的另外两台碾米机留胚率要低。三碾的米-7、米-8也同样印证了这一点:米-7、米-8达标率与碾米不足率几乎相等,因而其留胚率与留皮率也同步相当。

    显而易见,多机轻碾的规律之一是:达标率与加工精度同步。

    达标率与加工精度的对应关系,在智能工厂的实现中,具有很实际的应用,尤其在碾米工序的第一道、二道碾米,因为样本的复杂性不便以留胚、留皮评判时,定义达标率,作为多机轻碾流程中每一道碾米的“分目标”,具有非同寻常的价值:确定每一道碾米的达标率(即,该道碾米在整个多机轻碾流程中应该、以及最适合承担的“分目标”),然后通过智能控制精准地实现这个目标。

    “达标率”的应用,使水稻加工各道工序的工艺效果得以量化。

    (2)规律之二:过碾率与碾减同步

    观察表格中一碾三台米机的加工工艺效果,其过碾率是米-3的66.2% > 米-2的46.1% > 米-1的33%,因此其碾减率同步对应为米-3的11.3% > 米-2的10.7% > 米-1的8.9%;这个关系可以沿着碾米的工序推进(由一碾而二碾再三碾......)而相应延伸。

    过碾的比例越高,过碾的程度越深,碾减率也随之增加,这是碾米(不论是单台米机还是多机轻碾构架)的规律之二:过碾率与碾减同步。

    碾减与得米成反比碾减越大,得米越少。

    (3)规律之三:碾减率与增碎同步

    从表格中一碾、二碾、三碾的多台碾米机加工的工艺检测数据上,清晰可见:一碾米-2的碾减率10.7%,明显大于米-1的碾减率8.9%,对应地,米-2的碎米率12.4%,也明显的大于米-1的碎米率9.36%;二碾也同样如此,碾减率依次为米-4的14.4% > 米-6的13% > 米-5的12%,与之相对应的碎米率,米-4的15.7% > 米-6的12% > 米-5的10.6%;三碾也不例外,米-7的碾减率15.2% > 米-8的13.2%,相应地,米-7的碎米率16.9% > 米-8的13.7%。

    无一例外,碾减率越大,则增碎越多。碾减率与增碎同步,这是碾米的规律之三。

    碾减越大,带来的必然结果是得米减少;加工增碎与碾减的同步效应,则进一步扩大因碎米增加而导致的成品米得率降低。

    不必要的碾减,直接带来经济效益上不应有的损失。

    (4)规律之四:相同的终碾精度,也会有不同的碾减率

    一直以来,粮食加工行业与学界认为终碾精度(留皮率或留胚率)相同,则碾减率相同;精度不同,碾减率也随之不同。现在,这个论断需要重新定义,无数的事实已经证明:

    终碾精度相同,碾减率不一定相同,有时还有很大的差异。

    列表中的工艺检测数据同样充分地说明了这一点:米-7与米-8留胚率分别是6.5%与6.3%,留皮率分别为3.0%与3.3%,留胚率+留皮率则分别为9.5%与9.6%(荣业软件的在线工艺检测系统中,既是留皮,同时又是留胚的颗粒,不重复统计),可见,米-7、米-8作为三道碾米的终碾,其加工精度完全一致,但碾减率却相差整整2个百分点。

    多机轻碾的设备配置,相同的加工精度,碾减率可以相差2%,这就意味着,相同精度下,得米率相差一定会大于2%——因为碾减与增碎同步,碾减增大,碎米也增多,在碾米过程中被碾成糠粉的碎米也会随之增多。

    多机轻碾工艺中,加工精度相同而得米率不同,源于多道碾米之间的不同配合。配合合理,则相同精度下碾减最少。

    如何才能形成多道碾米设备之间的配合?

    ——定义好每道碾米工艺的“分目标”,即达标率,然后精准地控制好设备,使之刚刚达标,既无不足,也不冗余。

    (5)规律之五:精度相同,碾米设备间的配合不同,得米率一定不同

    碾米规律之四的延伸:多机轻碾工艺中,每道碾米设备之间的配合不同,即使终碾得到的加工精度相同,得米率一定不同——

    在本案例中

    一组的一碾(米-1)-二碾(米-5)-三碾(米-8),其达标+过碾依次为57%-88%-88%,至终碾,留皮率3.3%、留胚率6.3%与终碾达标率87.9%,总碾减13.2%。

    另一组的一碾(米-2+米-3)-二碾(米-4+米-6)-三碾(米-7),其达标+过碾依次为69%-89%-87%,至终碾,留皮率3.0%、留胚率6.5%与终碾达标率87.1%,总碾减15.2%。

    如果将本案例中两组米机三道碾米的“分目标”(达标,含过碾)都分别定义为:一碾57%,二碾88%,三碾88%,则在保证当前终碾目标精度的条件下,整条碾米线的碾减率都将降低为13.2%。

    事实上,就当前加工品种而言,一、二、三碾“分目标”的确定,还存在较大的优化空间;也就是说,保证当前精度不变,还可以再使碾减率降低。

    以白度值或者透明度来作为终碾目标精度也与此相同。

    碾减率的降低,就是得米率的提高,也就是企业效益的提升

    以上五条规律,在碾米实践中,应该成为“定律”,并以之来指导生产操作ƒ

    【注】

    ①精度,通常指留皮率或者留胚率,也可以是留皮度。

    在传统评方式中,留皮率是指,按取样规则从被检试样中随机抽取100颗完整米粒,其中粒面留皮的颗粒数即为当前式样的留皮率,因而以百分率表示,如留皮率6%。

    同样,留胚率是从被检式样中随机抽取100颗完整米粒,其中,胚部仍有残留的颗粒数即为当前式样的留胚率,也以百分率表示。

    在智能工厂中,在线工艺检测系统中的留皮率是对所有检测对象进行留皮检测,然后统计其留皮颗粒占总颗粒数的百分比,所以,在智能工厂的“在线工艺检测”中的留皮率会出现小数点,比如留皮率为6.2%,这一点与传统方式不同。

    留胚率亦与留皮率意同。

    ②得米,也就是“出米”。得米率也就是“出米率”,有的称“出白率”、“标米得率”或“白米得率”。

    荣业软件“水稻加工智能工厂”就是基于这些定律的实践,这也正是智能工厂能够在保证目标精度的前提下大幅度提高得米率的原因。



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