一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计方法与系统

摘要

本申请公开了一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计方法及系统，包括预置若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案包括成本相关工艺环节的工艺参数；针对每组设计调参模板方案转换为该工艺环节的成本参量；通过设计调参，形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数；将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数执行关联匹配，选取关联匹配值最高的设计调参模板方案，并基于该方案确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量；并且，评估当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期是否满足成本控制标准。

说明书

技术领域

本申请涉及纸品生产管理领域，特别涉及一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计方法与系统。

背景技术

我国已成为全球瓦楞纸板生产的大国，瓦楞纸板是我国纸品包装中使用最广泛的材料类型之一。瓦楞纸板是由卷筒原纸经过压制瓦楞、上胶、粘合定型、分纸压线、横切而成的规格纸板，可以后续加工用作纸箱、托板等纸品包装。

目前，瓦楞纸板的纸品包装一般属于生产批量大、销售价格低的产品，对成本因素比较敏感。而且瓦楞纸生产工序的环节多，工艺参数复杂，与生产成本相关的因素也多，例如供应原纸克重参数、制楞工艺参数、胶浆成分、表面处理工艺、预热和烘干温度、压槽切割工艺等，不仅是关系到产品的质量和性能，也与原材料、损耗率、能耗等方面的成本密切相关。

因此，在瓦楞纸产品及其生产工艺的初始设计过程中，不仅需要从产品的质量和性能要求方面进行考量，也需要不断预估成本，进而实现各方面工艺参数的最优化。这进一步加大了产品及其生产工艺设计的复杂程度，延迟了设计周期。尤其是，瓦楞纸板纸品包装的样式、用途、使用环境都非常多样化，所以对瓦楞纸板纸品包装的设计调参的需求又是经常性存在的，因此在反复的设计调参过程中很难以充分保证在兼顾性能和质量的前提下实现成本因素的最优化。

发明内容

（一）申请目的

基于此，为了在保障瓦楞纸板纸品包装产品质量和性能的前提下，尽量优化在原材料、损耗率、能耗等方面的成本因素，并且实现瓦楞纸板纸品包装设计调参过程中的快速成本预估，适应和满足瓦楞纸板纸品包装产品线多样化的特点，且本申请公开了以下技术方案。

（二）技术方案

本申请公开了一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100，针对同一类型的瓦楞纸板纸品包装，预置若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案包括与瓦楞纸板原材料、损耗率、能耗方面的成本因素具备相关性的成本相关工艺环节的工艺参数；

步骤200，针对每组设计调参模板方案，将其每个成本相关工艺环节的工艺参数转换为该工艺环节的成本参量；

步骤300，根据当前生产批次的瓦楞纸板纸品包装的质量、性能、应用环境需要，通过设计调参，形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数；

步骤400，将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数执行关联匹配，选取关联匹配值最高的设计调参模板方案；

步骤500，基于所述关联匹配值最高的设计调参模板方案，确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量；并且，评估当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期是否满足成本控制标准；

步骤600，当当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期不满足成本控制标准时，对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节，使其达到目标成本参量，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。

优选的是，步骤100中，一组设计调参模板方案表示为

优选的是，步骤300中，建立工艺参数关联影响模型

其中，将每个工艺环节表示为

其中

优选的是，将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的成本相关工艺环节的工艺参数

对初始关联匹配矩阵D进行量纲归一化，得到

其中，

通过关联匹配系数

进而，确定M个工艺环节的关联权重向量：

其中

则对当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

优选的是，步骤500中，对于全部L组设计调参模板方案，分别计算当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

本发明提供了一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计系统，其特征在于，包括：

设计调参模板预置模块，用于针对同一类型的瓦楞纸板纸品包装，预置若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案包括与瓦楞纸板原材料、损耗率、能耗方面的成本因素具备相关性的成本相关工艺环节的工艺参数；

模板成本参量转换模块，用于针对每组设计调参模板方案，将其每个成本相关工艺环节的工艺参数转换为该工艺环节的成本参量；

设计调参模块，用于根据当前生产批次的瓦楞纸板纸品包装的质量、性能、应用环境需要，通过设计调参，形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数；以及，确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期不满足成本控制标准时，对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节，使其达到目标成本参量，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数；

模板关联匹配模块，用于将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数执行关联匹配，选取关联匹配值最高的设计调参模板方案；

成本参量评估模块，用于基于所述关联匹配值最高的设计调参模板方案，确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量；并且，评估当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期是否满足成本控制标准。

优选的是，一组设计调参模板方案表示为

优选的是，所述设计调参模块建立工艺参数关联影响模型

其中，将每个工艺环节表示为

其中

优选的是，模板关联匹配模块将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的成本相关工艺环节的工艺参数

对初始关联匹配矩阵D进行量纲归一化，得到

其中，

通过关联匹配系数

进而，确定M个工艺环节的关联权重向量：

其中

则对当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

优选的是，成本参量评估模块对于全部L组设计调参模板方案，分别计算当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

（三）有益效果

本发明在执行瓦楞纸板纸品包装二次设计调参的阶段，能够基于当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数的关联匹配，参照设计调参模板方案的成本参量，实现当前批次瓦楞纸板纸品包装的快速成本预估，并适应和满足目标成本参量而执行成本相关工艺环节的工艺参数针对性调参，从而能够面对瓦楞纸板纸品包装产品批次多、二次设计调参需求大的情况，实现自动匹配设计，达到高效率的成本预期控制。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。

图1是本申请公开的一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计方法的流程示意图。

图2是本申请公开的一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计系统的结构框图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

下面参考图1详细描述本申请公开的一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计方法实施例。如图1所示，本实施例公开的方法主要包括有以下步骤100至步骤500。

步骤100，针对同一类型的瓦楞纸板纸品包装，预置若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案包括与瓦楞纸板原材料、损耗率、能耗方面的成本因素具备相关性的成本相关工艺环节的工艺参数。

具体来说，瓦楞纸生产线一般有能力生产各种不同类型的瓦楞纸板纸品包装，不同类型的瓦楞纸板的规格、楞层数、品质等级等都存在不同。而对于同一类型的瓦楞纸板纸品包装来说，虽然其规格、楞层数、品质等级保持一致，但是，由于原料供应变动、价格波动、生产周期、应用环境、订单个性化要求等方面的差异，也会在实际的生产过程中，针对每一批次的产品，对工艺环节的工艺参数在一个预置的范围内进行二次设计调参。

瓦楞纸生产工序的环节多，工艺参数复杂，其中的部分工艺环节与原材料、损耗率、能耗方面的成本因素具备相关性，本发明中称之为成本相关工艺环节，例如供应原纸克重参数、制楞工艺参数、胶浆成分、表面处理工艺、预热和烘干温度、压槽切割工艺等。二次设计调参过程中，这些成本相关工艺环节的工艺参数调整会直接带来成本的变动。

因此，在本发明中，针对同一类型的瓦楞纸板纸品包装，首先预置了若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案都包括上述成本相关工艺环节的工艺参数，且在预置的参数范围内，每组设计调参模板方案的所述工艺参数的具体取值不同。

将一组设计调参模板方案表示为

步骤200，针对每组设计调参模板方案，将其每个成本相关工艺环节的工艺参数转换为该工艺环节的成本参量。

具体来说，对于一组设计调参模板方案

步骤300，根据当前生产批次的瓦楞纸板纸品包装的质量、性能、应用环境需要，通过设计调参，形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数。

瓦楞纸产品实际应用过程中面临负重、承压、承受外力挤压等状况，因此对纸品包装的质量、性能具有指标要求；且由于瓦楞纸产品应用环境的多变，环境的空气湿度、温度等，都有可能与产品设计阶段的预期具有一定程度甚至较大程度的偏离。

所以，为了能生产出能适应质量、性能指标以及实际应用环境的瓦楞纸产品，在当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的生产实施之前，需要对瓦楞纸板纸品包装的各个工艺环节进行二次设计调参。

同时，在实际的瓦楞纸板纸品包装生产中，考虑到原料供应变动、价格波动、生产周期、订单个性化要求等方面的因素，需要将成本动态保持在一个可接受的范围之内，因此也需要进行适应性的二次设计调参。

为了实现有效的二次设计调参，建立工艺参数关联影响模型

其中，将每个工艺环节表示为

在二次设计调参过程中，先对其中部分工艺环节的工艺参数调整到期待值，然后再基于上述工艺参数关联影响模型，获得其他工艺环节调整后的工艺参数。具体方法为：

对于工艺环节

其中

利用以上计算方法，在二次调参设计过程中，可以出于设计的主要动因和目标，先将其中部分工艺环节的工艺参数主动调整到期待值；然后对全部工艺环节

其中，如果是为了达到成本目标的二次调参设计，则依据上述过程，先形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的成本相关工艺环节的工艺参数，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。具体来说，对于瓦楞纸板生产的工艺环节

步骤400，将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数执行关联匹配，选取关联匹配值最高的设计调参模板方案。

具体来说，从步骤300最终所得的当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数中，提取其中的成本相关工艺环节

对初始关联匹配矩阵D进行量纲归一化，得到

其中，

归一化后，计算当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数的关联匹配系数，得到关联匹配矩阵，进而确定关联权重向量，最终确定当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数的关联匹配值。所述关联匹配系数为：

通过关联匹配系数

进而，确定M个工艺环节的关联权重向量：

其中

则对当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

步骤500，基于所述关联匹配值最高的设计调参模板方案，确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量；并且，评估当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期是否满足成本控制标准。

对于全部L组设计调参模板方案，分别计算当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

步骤600，当当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期不满足成本控制标准时，对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节，使其达到目标成本参量，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。

根据当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量

如果当当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期不满足成本控制标准时，则对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节。与步骤300类似，可以先对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节，使其达到目标成本参量，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。具体来说，先将成本相关工艺环节

下面参考图2详细描述本申请公开的一种基于成本模型的纸品包装自动匹配设计系统实施例。如图2所示，本实施例公开的系统包括：

设计调参模板预置模块201，用于针对同一类型的瓦楞纸板纸品包装，预置若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案包括与瓦楞纸板原材料、损耗率、能耗方面的成本因素具备相关性的成本相关工艺环节的工艺参数。

瓦楞纸生产工序的环节多，工艺参数复杂，其中的部分工艺环节与原材料、损耗率、能耗方面的成本因素具备相关性，本发明中称之为成本相关工艺环节，例如供应原纸克重参数、制楞工艺参数、胶浆成分、表面处理工艺、预热和烘干温度、压槽切割工艺等。二次设计调参过程中，这些成本相关工艺环节的工艺参数调整会直接带来成本的变动。

所述设计调参模板预置模块201针对同一类型的瓦楞纸板纸品包装，首先预置了若干组设计调参模板方案，每组设计调参模板方案都包括上述成本相关工艺环节的工艺参数，且在预置的参数范围内，每组设计调参模板方案的所述工艺参数的具体取值不同。将一组设计调参模板方案表示为

模板成本参量转换模块202，用于针对每组设计调参模板方案，将其每个成本相关工艺环节的工艺参数转换为该工艺环节的成本参量。对于一组设计调参模板方案

设计调参模块203，用于根据当前生产批次的瓦楞纸板纸品包装的质量、性能、应用环境需要，通过设计调参，形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数。

为了能生产出能适应质量、性能指标以及实际应用环境的瓦楞纸产品，在当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的生产实施之前，需要对瓦楞纸板纸品包装的各个工艺环节进行二次设计调参。同时，在实际的瓦楞纸板纸品包装生产中，考虑到原料供应变动、价格波动、生产周期、订单个性化要求等方面的因素，需要将成本动态保持在一个可接受的范围之内，因此也需要进行适应性的二次设计调参。

为了实现有效的二次设计调参，设计调参模块203建立工艺参数关联影响模型

其中，将每个工艺环节表示为

在二次设计调参过程中，设计调参模块203先对其中部分工艺环节的工艺参数调整到期待值，然后再基于上述工艺参数关联影响模型，获得其他工艺环节调整后的工艺参数。具体方法为

对于工艺环节

其中

利用以上计算方法，在二次调参设计过程中，可以出于设计的主要动因和目标，设计调参模块203先将其中部分工艺环节的工艺参数主动调整到期待值；然后对全部工艺环节

其中，如果是为了达到成本目标的二次调参设计，则依据上述过程，设计调参模块203先形成当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的成本相关工艺环节的工艺参数，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。具体来说，对于瓦楞纸板生产的工艺环节

模板关联匹配模块204，用于将当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数执行关联匹配，选取关联匹配值最高的设计调参模板方案。

具体来说，对于设计调参模块203最终所得的当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的各工艺环节的工艺参数中，模板关联匹配模块204提取其中的成本相关工艺环节

对初始关联匹配矩阵D进行量纲归一化，得到

其中，

归一化后，模板关联匹配模块204计算当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数的关联匹配系数，得到关联匹配矩阵，进而确定关联权重向量，最终确定当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数的关联匹配值。所述关联匹配系数为：

通过关联匹配系数

进而，模板关联匹配模块204确定M个工艺环节的关联权重向量：

其中

则对当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

成本参量评估模块205，用于基于所述关联匹配值最高的设计调参模板方案，确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量；并且，评估当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期是否满足成本控制标准。

对于全部L组设计调参模板方案，模板关联匹配模块204分别计算当前生产批次的成本相关工艺环节的工艺参数与第

当当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期不满足成本控制标准时，对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节，使其达到目标成本参量，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。

根据当前生产批次瓦楞纸板纸品包装每个成本相关工艺环节的成本参量

如果成本参量评估模块205确定当前生产批次瓦楞纸板纸品包装的总成本预期不满足成本控制标准时，则可以由设计调参模块203对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节。设计调参模块203可以先对全部或者部分成本相关工艺环节的工艺参数进行调节，使其达到目标成本参量，然后基于每个所述成本相关工艺环节与非成本相关工艺环节以及其它成本相关工艺环节的影响关系，通过迭代调试，确定非成本相关工艺环节的工艺参数。具体来说，先将成本相关工艺环节

可见，本发明在执行瓦楞纸板纸品包装二次设计调参的阶段，能够基于当前生产批次瓦楞纸板纸品包装成本相关工艺环节的工艺参数与各组设计调参模板方案的成本相关工艺环节的工艺参数的关联匹配，参照设计调参模板方案的成本参量，实现当前批次瓦楞纸板纸品包装的快速成本预估，并适应和满足目标成本参量而执行成本相关工艺环节的工艺参数针对性调参，从而能够面对瓦楞纸板纸品包装产品批次多、二次设计调参需求大的情况，实现自动匹配设计，达到高效率的成本预期控制。

申请中的模块、单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块和/或单元可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元在物理上可以是分开的，也可以是不分开的。作为单元显示的部件可以是物理单元，也可以不是物理单元，即可以位于一个具体地方，也可以分布到网格单元中。因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部的单元来实现实施例的方案。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。