一种基于卷烟配方功效的烟叶适用范围定位方法
技术领域
本发明涉及烟叶原料的分类技术领域，尤其涉及一种基于卷烟配方功效的烟叶适用范围定位方法。
背景技术
目前市面上存在大量卷烟制品，不同品牌的卷烟之间、同一品牌的不同细支品类之间，均有着不同的功效定位，从而给人们带来不同的抽吸体验。不同的卷烟功效是通过多品种、多等级、配比的方式将不同品质和风格的烟叶原料进行配方应用来塑造得到的。传统配方技术主要是靠配方技术员主观经验评判得到，面对大量不同品种、等级的烟叶原料，不仅存在原料筛选困难、受主观影响大的问题，而且，一种烟叶原料在实际使用时，可用于不同功效的卷烟制品中，单凭配方技术员的主观经验，难以使得烟叶原料达到最大化利用。
因此，如何对科学合理地确定烟叶原料的适用范围，提高其利用率，成为亟需解决的问题。
公开号为CN107589228A的专利文件公开了这样一种通过烟叶特征外观指标预测分选烟叶工业适用性的方法，包括的步骤有，取样；工业分选样品制备、分类样品比例测算及外观质量指标量化；工业分选样品感官评吸、指标量化及工业适用性判定；建立基于外观指标的烟叶工业适用性分类预测模型，确定特征外观指标及指标值；建立外观特征指标与其相应的重量比例拟合曲线；根据外观特征指标及拟合曲线，计算批次原料工业适用性量化预测值。该申请是基于若干烟叶外观指标特征对烟叶进行工业适用性评价，一方面，难以通过外观指标确定烟叶的感官品质，无法进行基于卷烟配方功效的适用性评价；另一方面，若干外观指标之间相互为平行因子，而实际上，不同的外观指标对工业适用性的影响大小是不同的。该申请中，如果对工业适用性影响较小的外观指标的测定发生了较大的偏差，也会对结果造成较大的偏差，使得预测结果与实际结果存在较大的误差。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种基于卷烟配方功效、能够快速准确评判烟叶原料的适用范围的定位方法。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种基于卷烟配方功效的烟叶适用范围定位方法，包括以下步骤：
(1)根据卷烟的不同配方功效，分别选取每类功效i的代表性烟叶原料样本；选取若干烟叶品质特征指标作为特征j，并检测所述代表性烟叶原料样本的特征值，根据特征值确定每类功效i中、每个特征j的质量要求Jij；
(2)对于每类功效i，根据标度构建特征重要性对比矩阵，将特征重要性对比矩阵进行归一化处理后、计算每个特征j的特征向量；然后将各特征向量分别除以所有特征向量之和，得到每类功效i中、每个特征j的权重Zij；
(3)计算适用性评价权重Sij＝(Zij×100)/Jij；
(4)测定待定位烟叶原料的各个特征值Gj，该待定位烟叶原料于某一类功效i下的适用性分值Hi＝∑(Gj×Sij)；
(5)如果Hi≥100，则该待定位原料适用于功效i。
使用时，待定位烟叶原料于某一功效i的适用性分值Hi越大，说明该待定位烟叶原料越适用于作为制备该类功效i卷烟的原料。待定位烟叶原料如果于某一功效i的适用性分值Hi大于等于100，即可认为该烟叶原料适用于该功效i中，即可明确该烟叶原料可作为哪一种卷烟品牌的原料，然后将其直接用于该卷烟品牌的生产工艺线上即可。因此，本申请实际上也是在提供一种高效的卷烟生产方法，卷烟的生产从宏观上看包括两个步骤，一是烟草原料的选取，二是将烟草原料制成成品烟。本申请从烟草原料的选取步骤入手，通过提高原料筛选的速度和精度以提高卷烟生产效率和成品品质。
作为本发明的优选，步骤(1)中，选取的烟叶品质特征指标包括：香气质、香气量、透发性、杂气、细腻程度、柔和程度、圆润感、刺激性、干燥感、余味、烟气浓度和浓劲比。
这些烟叶品质特征指标，也就是特征值，均非检测可得到，需要通过评吸员评价打分得到其数值，烟草行业中，相应的标准有多种，作为本发明的优选，对若干烟叶品质特征指标通过烟草行业标准《YC/T%20530-2015烟叶质量风格特色感官评价方法》进行评价打分，得到特征值。
步骤(1)中，通过特征值确定每类功效i中、每个特征j的质量要求Jij的具体方法一般是：求取分类在同一功效i中的所有代表性烟叶原料样本的各个特征的平均值，质量要求即为要求大于等于平均值，Jij的数值即取平均值。
步骤(2)中，重要性对比矩阵是将各个特征两两之间进行重要性对比得到的矩阵，通过计算矩阵的最大特征根，并求出关于最大特征根的特征向量，经过归一化处理后就能得到各个特征的权重。
其中，标度可以有多种，比如1～9标度法和0～2三标度法，以及在1～9标度法上进行精度改进的9/9～9/1分数标度法、10/10～18/2分数标度法，在0～2三标度法上改进的-1～1%20三标度法和-2～2五标度法等。
由于标度值越多，相对而言，对事物的度量就越为精确，因此作为本发明的优选，步骤(2)中，根据9/9～9/1分数标度法构建特征重要性对比矩阵。
9/9～9/1分数标度法的构建标准如下表1。
表1.
构建重要性对比矩阵时，将特征两两对比，根据表1中的取值含义取其相应的标度值即可。
由于在构建特征的重要性对比矩阵时，是对特征进行两两比较，为了避免出现：特征B>C，C>D，而B＜D的情况，作为本发明的优选，需要对构建的指标对比矩阵进行一致性检验。
首先以下式1计算每个重要性对比矩阵的最大特征值：
式1.
其中，A表示功效i的重要性对比矩阵，Z表示功效i的权重矩阵，n表示特征的个数。
然后以下式2计算一致性指标：
式2.
C.I.＝0表示矩阵越一致，C.I.越大表示矩阵越不一致。
作为本发明的优选，还包括通过所述一致性指标C.I.以下式3计算随机一致性比率 C.R.步骤。
式3.
当C.R.<0.1时，符合一致性检验。
其中，R.I.表示平均随机一致性指标，这个是一个常量，根据阶数可以在量表里查询，R.I.值量表如下表2。
表2.
本发明的有益效果：
通过本申请得到的权重，可以计算任意一份烟叶原料于某一功效i的适用性分值Hi，如果Hi大于等于100，即可认为该烟叶原料适用于该功效i中。如果烟叶原料在多个功效i下的Hi均大于等于100，说明烟叶原料对于这些功效i均可适用，即确定了烟叶原料的适用范围，能够提高烟叶原料的利用率，可为配方原料统筹使用和打叶复烤配方模块设计等方案的制定提供技术指导。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
一种基于卷烟配方功效的烟叶适用范围定位方法，包括以下步骤：
(1)根据卷烟的不同配方功效，分别选取每类功效i的代表性烟叶原料样本。
本实施例中，针对本企业近三年调拨的烟叶原料，根据不同卷烟品牌的风格特色和功效定位，选取了197个等级能够代表各卷烟品牌的各功效定位的烟叶原料样本，如下表3。
表3.
得到了10个功效，依次定义为自然数1-10，即i∈{1,2,3……10}。
选取12个烟叶品质特征指标：香气质、香气量、透发性、杂气、细腻程度、柔和程度、圆润感、刺激性、干燥感、余味、烟气浓度和浓劲比作为特征j，依次通过自然数1-12 表示，即j∈{1,2,3……12}。并通过烟草行业标准《YC/T 530-2015烟叶质量风格特色感官评价方法》进行评价打分，得到各个代表性烟叶原料样本的特征值。求取分类在同一功效i 中的所有烟叶原料样本的各个特征的平均值，取平均值作为每类功效i中、每个特征j的质量要求Jij，结果如下表4。
表4.
(2)对于每类功效i，根据9/9～9/1分数标度法构建特征重要性对比矩阵，得到10个重要性对比矩阵。由于还需要分别对重要性矩阵进行归一化处理：把每列的标度值分别除以该列标度值的和，得到归一化矩阵。还需要对归一化矩阵各行数据求和，即得到对应的特征的特征向量。最后，还需要对所有的特征向量进行求和，并将每一个特征向量分别除以和值即得到相应特征的权重。为了简化篇幅，将归一化矩阵和重要性对比矩阵统计在同一表中，如下表 5-14所示。
表5.功效1的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表6.功效2的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表7.功效3的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表8.功效4的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表9.功效5的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表10.功效6的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表11.功效7的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表12.功效8的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表13.功效9的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
表14.功效10的各特征重要性对比矩阵和归一化矩阵
一致性检验：
根据最大特征根公式(式1)分别计算每个功效i的最大特征根，并通过一致性指标公式(式2)计算C.I.，并通过随机一致性比率公式(式3)计算C.R.，计算结果如下表15。
表15.
通过表15可知，每个功效i的C.R.值均小于0.1，符合一致性检验。
(3)计算适用性评价权重Sij＝(Zij×100)÷Jij；比如功效1下、香气质1的适用性评价权重S11＝(Z11×100)÷J11＝0.108×100÷3.3，所有的Sij的计算结果如下表16。
需要说明的是，为了简化表格，上述表4记载的平均值Jij是经过保留一位小数、四舍五入处理后的数值，同理，表5-14所记载的权重Zij结果均是经过保留三位小数、四舍五入处理后的数值。而在计算适用性评价权重时，最好直接采用未经保留小数位、未经四舍五入处理的数值进行计算，以提高准确性，表16中得到的数值是以未经过保留小数位处理的数值计算得到的，因此表16中的数据与通过表格计算得到的数据存在细微的差异。
表16.
(4)测定待定位烟叶原料的各个特征值Gj，该待定位烟叶原料于某一类功效i下的适用性分值Hi＝∑(Gj×Sij)，其中，是以j为变量进行求和。例如，某烟叶原料于功效1下的适用性分值H1＝G1×S11+G2×S12+G3×S13+G4×S14+G5×S15+G6×S16+G7×S17+G8×S18+G9× S19+G10×S110+G11×S111+G12×S112。待定位烟叶原料于某一功效i的适用性分值越大，说明该待定位烟叶原料越适用于作为制备该类功效i卷烟的原料。
取于某一烟叶基地调拨的11个等级的烟叶，测定其特征值后，计算适用性分值，计算结果如下表17。
表17.
(5)由表17可知，云烟87中的C2F、C1F、C2L、C1L、C3F以及K326中的C1L在各个功效下的适用性分值均大于100，因此均可以作为制备功效1-10中任意一种卷烟制品的原料，即，它们的适用范围为功效1-10。而K326中的C2L在功效1下的适用性分值小于100，在功效2-10下的适用性分值大于100，因此不适用于作为制备功效1的卷烟制品的原料，却可以作为功效2-10中任意一种卷烟制品的原料，即，它的适用范围为功效2-10。云烟87中的 C3L不可适用于制备功效1、4卷烟制品，云烟87中的B1F、B2F、C4F均不可适用于制备功效1、2、4卷烟制品，却可以作用于制备其他功效的卷烟制品。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
