Введение
ГЛАВА 1. Методологические основы анализа подготовленности технологических процессов (тп) производства пищевой продукции к внедрению интегрированных экспертных систем. постановка задач исследования 22
1.1. Особенности и закономерности ТП производства пищевой продукции, выбор наиболее типичных ТП 23
1.2. Исследование и анализ ТП кондитерского, мукомольного, молочного, и пивобезалкогольного производства производства как объектов автоматизации
1.2.1. Анализ ТП производства помадных конфет, муки, сливочного масла и кваса 27
1.2.2. Классификация основных операций ТП производства пищевой продукции и выбор факторов, определяющих эффективность этих операций.. 51
1.2.3. Функционально-структурные схемы влияния показателей исходного сырья, промежуточных операций на качество готовой продукции в процессе производства конфет, муки, сливочного масла и кваса 54
1.2.4. Функционально-структурные схемы технологических процессов производства пищевой продукции с указанием необходимых точек контроля и регулирования 71
1.3. Обзор существующих современных методов и средств автоматизации контроля качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий пищевой промышленности 93
1.3.1. Вкус 95
1.3.2. Цвет сырья, полуфабрикатов и готовой пищевой продукции
1 1.4. Роль интеллектуальных технологий 103
1.5. Выводы по 1 главе 103
1.6. Задачи исследования 105
ГЛАВА 2. Интеллектуальные информационные системы (иис). анализ возможности их использования для автоматизации контроля качества пищевой продукции 106
2.1. Классификация ИИС 106
2.1.1. Задачи, решаемые ИИС 106
2.1.2. Классификация ИИС по назначению 110
2.2. Обзор и анализ научно-технической информации о развитии экспертных систем, нейросетевых технологий и систем компьютерного зрения как важнейших направлений искусственного интеллекта 111
2.2.1. Экспертные системы 111
2.2.2. Нейросетевые технологии 114
2.2.3. Системы компьютерного зрения 116
2.3. Выводы по 2 главе 126
ГЛАВА 3. Структурно- параметрический анализ ТП производства пищевой продукции и их ситуационное моделирование для создания ИЭС 127
3.1. Методика выбора количественного и качественного состава экспертов. Принцип формирования рабочей группы экспертов для проведения тестового опроса 127
3.2. Структурно-параметрический анализ ТП производства пищевой продукции 1 3.2.1. Структурно-параметрический анализ ТП производства ПГК 141
3.2.2. Структурно-параметрический анализ ТП производства муки 146
3.2.3. Структурно-параметрический анализ ТП производства сливочного масла 149
3.2.4. Структурно-параметрический анализ ТП производства хлебного кваса. 152 3.3. Разработка структурно – параметрических и математических моделей основных стадий производства пищевой продукции 156
3.3.1. Методология построения структурно – параметрических моделей (СПМ) основных стадий производства пищевой продукции 156
3.3.2. Разработка структурно – параметрических и математических моделей основных стадий производства ПГК 158
3.3.3. Разработка структурно – параметрических и математических моделей основных стадий производства муки 171
3.3.4. Разработка структурно – параметрических и математических моделей основных стадий производства сливочного масла 177
3.3.5. Разработка структурно – параметрических и математических моделей основных стадий производства хлебного кваса 188
3.4. Ситуационное моделирование ТП производства пищевой продукции 201
3.4.1. Ситуационное моделирование ТП производства ПГК 202
3.4.2. Ситуационное моделирование ТП производства муки 203
3.4.3. Ситуационное моделирование ТП производства масла 204
3.4.4. Ситуационное моделирование ТП производства хлебного кваса 205
3.5. Выводы по 3 главе 207
ГЛАВА 4. Автоматизация контроля органолептических показателей качества пищевой продукции 209
4.1. Методология создания модуля (программно-аппаратного комплекса)
автоматического контроля вкуса пищевых масс с использованием НСТ (на
примере линии производства ПГК) 210
4.1.1 Автоматизация контроля величины вкуса конфетных масс 210
4.1.2. Математическая постановка задачи контроля вкуса пищевых масс (на примере контроля величины кристаллов сахара в конфетных массах).
Основные этапы ее решения 212
4.1.3. Нейросетевая модель виртуального датчика контроля величины вкуса пищевых масс (на примере кристаллов сахара в конфетных массах) 215
4.1.4. Алгоритмы работы модуля (программно-аппаратного комплекса) автоматического контроля и регулирования величины вкуса в процессе приготовления конфетных масс 224
4.2. Методология создания модуля (программно-аппаратного комплекса) автоматического контроля цвета пищевых масс с использованием СКЗ (на примере линии производства муки) 226
4.2.1. Вопросы цифровой обработки и распознавания изображений в задачах автоматизации контроля цвета пищевых масс (на примере линии производства муки) 228
4.2.2. Модуль обеспечения автоматического контроля цвета пищевых масс на базе систем компьютерного зрения 235
4.2.3. Методика разработки алгоритма объективной оценки качества изображений в СКЗ оценки цвета пищевых масс 236
4.2.4. Блок - схема алгоритма принятия решения на соответствие цвета муки эталонному значению 241
4.2.5. Модель системы обработки визуальной информации 243
4.2.6.Техническое обеспечение системы компьютерного зрения 245
4.3. Выводы по 4 главе 249
ГЛАВА 5. Исследование и модернизация асутп поточных линий производства пищевой продукции 251
5.1. Исследование и модернизация схем автоматизации основных ТП производства ПГК 251
5.1.1 Схема автоматизации подготовки сырья к производству (очистка и сортировка) 254
5.1.2. Схема автоматизации приготовления сахарного сиропа 254
5.1.3. Схема автоматизации приготовления помадного сиропа 256
5.1.4. Схема автоматизации сбивания помадных масс 257
5.1.5. Схема автоматизации пиготовления конфетных масс 257
5.1.6. Схема автоматизации формования корпусов конфет 259
5.1.7. Схема автоматизации глазирования корпусов конфет 260
5.1.8. Разработка схема автоматизации завертки и упаковки ПГК 261
5.1.9. Исследование и модернизация схемы автоматизации поточной линии производства отливных глазированных ПК 262
5.2. Исследование и модернизация схемы автоматизации поточной линии производства муки 264
5.3. Исследование и модернизация схемы автоматизации поточной линии производства масла 267
5.4. Исследование и модернизация схемы автоматизации поточной линии производства хлебного кваса 272
5.5. Выводы по 5 главе 275
ГЛАВА 6. Методологические основы построения иэс контроля показателей качества пищевой продукции в процессе производства
6.1. Классификация существующих экспертных систем 277
6.2. Этапы разработки ИЭС и решаемые ими задачи 278
6.3. Средства разработки различных экспертных систем 283
6.4. Оболочки экспертных систем 283
6.5. Методика разработки и отличительные особенности ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции в процессе производства 286
6.6. Разработка баз данных ИЭС контроля в потоке показателей качества пищевой продукции 2 6.6.1. Постановка задачи на проектирование БД предметной области 289
6.6.2. Построение интегрированной концептуальной модели предметной области (КМПО) 294
6.6.3. Разработка автоматизированной системы обработки данных 297
6.6.4. Создание приложения и архитектура БД 298
6.7. Формирование базы знаний ИЭС контроля качества пищевой продукции 300
6.7.1. Структура и функции системы баз знаний 300
6.7.2. Уровни, способы, методы и языки представления знаний для ИЭС. Требования к языкам представления знаний 302
6.7.3. Модели представления знаний 309
6.7.4. Семантические сети 314
6.7.5. Основные показатели качества изображений передаваемого модулем СКЗ в ИЭС 319
6.8. Выводы по 6 главе 322
ГЛАВА 7. ИЭС контроля в потоке показателей качества пищевой продукции в процессе производства 324
7.1. Основные задачи, структура и этапы разработки ИЭС контроля в потоке показателей качества пищевой продукции в процессе производства.. 324
7.2. Построение нейросетевой ИЭС контроля в потоке показателей качества пищевой продукции 329
7.3. Архитектура и основная концепция ИЭС контроля качества пищевой продукции. 335
7.4. Программная реализация ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции в процессе производства
7.4.1. Инструментальные средства создания ИЭС контроля качества пищевой продукции 340
7.4.2. Методика формализации экспертных знаний в ИЭС контроля качества пищевой продукции 342
7.4.3. Поддержка принятия решений ИЭС при автоматическом контроле и диспетчерском управлении ТП производства пищевой продукции 356
7.5. Подбор технических средств для реализации ИЭС контроля качества пищевой продукции 358 7.6. Интеграция ИЭС контроля показателей качества пищевой продукции с АСУ ТП предприятия 363
7.7. Выводы по 7 главе 367
Заключение и основные результаты работы 371
Список сокращений и условных обозначений 377
Список литературы
