一种野生食用菌冷冻切片加工生产线协同控制方法及系统与流程

本发明涉及食品加工自动化控制，更具体地说，本发明涉及一种野生食用菌冷冻切片加工生产线协同控制方法及系统。

背景技术：

1、随着食品加工行业向自动化、智能化方向发展，野生食用菌冷冻切片加工生产线逐渐采用连续化加工设备，以提高加工效率和产品质量。现有野生食用菌冷冻切片生产过程通常包括清洗、预处理、冷冻、切片、输送及包装等多个加工环节，各加工设备之间通过物料输送关系形成连续加工流程。由于野生食用菌原料具有形态差异大、含水量变化明显及加工过程易受环境影响等特点，在实际加工过程中容易出现物料输送速度变化、加工设备负载波动以及局部加工节点处理能力不匹配等情况。

2、上述公开的实施方式中，至少存在如下技术问题：

3、传统的野生食用菌冷冻切片加工生产线多采用固定加工流程，难以及时识别负载失衡及其传播趋势，无法根据负载变化动态调整加工流程和加工任务，易造成物料积压、设备利用不均及生产线协同效率下降。

4、针对上述问题，本发明提出一种解决方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种野生食用菌冷冻切片加工生产线协同控制方法及系统，通过加工流动态重构与协同势场引导，解决生产线负载失衡及协同控制能力不足的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下实施方式：

3、一种野生食用菌冷冻切片加工生产线协同控制方法，包括：根据生产线中各加工设备之间的物料输送关系构建加工流网络，根据加工流网络中各加工节点的运行状态建立加工节点负载关系，确定加工节点的负载分布，并建立加工流负载场；根据加工流负载场识别负载失衡区域，基于负载失衡区域对加工流网络进行加工流重构，根据重构后的加工流网络建立协同信息素场，并基于协同信息素场确定各加工节点的协同优先级；根据各加工节点的协同优先级及协同信息素场生成加工流协同势场，根据加工流协同势场驱动加工流网络中的加工流迁移，形成加工流动态均衡状态，并基于加工流动态均衡状态控制野生食用菌冷冻切片加工生产线运行。

4、在一个优选的实施方式中，所述根据生产线中各加工设备之间的物料输送关系构建加工流网络，根据加工流网络中各加工节点的运行状态建立加工节点负载关系，确定加工节点的负载分布，并建立加工流负载场，具体如下：根据生产线中各加工设备之间的物料输送路径建立加工节点之间的连接结构，结合各加工节点的加工影响范围划分加工流影响域，并构建加工流网络；根据各加工节点的运行状态分析各加工节点在相邻加工流影响域中的竞争响应状态，提取竞争响应特征，并划分竞争响应单元；根据各竞争响应单元识别竞争响应的激活方向，并构建加工流竞争响应图谱；根据加工流竞争响应图谱识别加工流竞争优势区域，并根据加工流竞争优势区域划分负载协同单元；根据各负载协同单元在加工流网络中的分布特征识别各负载协同单元之间的协同演化状态，并形成负载协同态；根据负载协同态确定各负载协同单元的负载影响域，并建立加工流负载场。

5、在一个优选的实施方式中，所述根据生产线中各加工设备之间的物料输送路径建立加工节点之间的连接结构，结合各加工节点的加工影响范围划分加工流影响域，并构建加工流网络，具体如下：根据生产线中各加工设备之间的物料输送路径提取各加工设备的物料输入端及物料输出端，并建立加工节点之间的连接结构；根据加工节点之间的连接结构分析物料在各加工节点之间的流转方向，提取各加工节点的上游加工节点及下游加工节点，并根据各加工节点之间的流转关联形成加工流传递链；根据加工流传递链分析各加工节点对相邻加工节点的加工影响范围，识别各加工节点的直接影响区域及扩展影响区域，并划分加工流影响域；根据加工流影响域提取相邻加工流影响域之间共同关联的加工节点，并确定为影响衔接节点；根据影响衔接节点分析物料在相邻加工流影响域之间的连续流转方向，识别加工影响由一个加工流影响域向另一加工流影响域延伸的影响传递路径；根据影响传递路径提取连续参与加工影响传递的加工节点，并根据各连续参与加工影响传递的加工节点形成影响传递区域；根据影响传递区域连接对应的加工流影响域，形成加工流影响通道；根据加工流影响域及加工流影响通道分析加工流影响域之间的传递特征，建立加工流影响拓扑；根据加工流影响拓扑识别加工流影响域之间的影响层级，并基于各影响层级构建加工流网络。

6、在一个优选的实施方式中，所述根据加工流竞争响应图谱识别加工流竞争优势区域，并根据加工流竞争优势区域划分负载协同单元，具体如下：根据加工流竞争响应图谱提取各竞争响应激活链，并识别各竞争响应激活链之间的汇聚位置，形成竞争响应汇聚中心；以各竞争响应汇聚中心为起始节点，沿竞争响应激活链逐级追踪连续激活的竞争响应单元，形成竞争响应传播链；根据竞争响应传播链分析竞争响应在加工流网络中的连续传播方向，识别竞争响应扩展前沿，并形成竞争响应扩展带；根据竞争响应扩展带分析竞争响应的持续保持范围，识别竞争优势覆盖区域；根据竞争优势覆盖区域识别加工节点之间竞争响应的连续协同状态，形成竞争协同簇；根据竞争协同簇分析竞争响应在加工节点之间的同步演化状态，识别竞争响应同步演化链；根据竞争响应同步演化链划分竞争响应保持一致的加工节点集合，形成负载协同单元。

7、在一个优选的实施方式中，所述根据加工流负载场识别负载失衡区域，基于负载失衡区域对加工流网络进行加工流重构，根据重构后的加工流网络建立协同信息素场，并基于协同信息素场确定各加工节点的协同优先级，具体如下：根据加工流负载场识别负载连续汇聚的汇聚中心及负载连续扩散的扩散中心，并根据汇聚中心与扩散中心之间形成的负载失配区确定负载失衡区域；根据负载失衡区域识别与负载失衡区域相邻衔接的加工流传递单元，并按照各加工流传递单元之间的接续顺序依次关联，形成负载失衡传播链；根据负载失衡传播链识别替代传递区段，并将各替代传递区段依次连接形成加工流接续路径；根据加工流接续路径调整加工流网络中加工节点之间的加工流连接方式，形成重构后的加工流网络；根据重构后的加工流网络识别各加工流接续路径之间的交汇位置，并根据各交汇位置划分加工流协同响应单元；根据加工流协同响应单元识别加工流连续协同传递的扩展区段，并按照各扩展区段之间的接续顺序形成协同扩展链；根据各协同扩展链确定对应的协同覆盖区域，并根据协同覆盖区域的空间分布建立协同信息素场；根据协同信息素场识别各加工节点的协同核心位置，并根据各加工节点与协同核心位置之间的接续层级确定协同优先级。

8、在一个优选的实施方式中，所述根据加工流负载场识别负载连续汇聚的汇聚中心及负载连续扩散的扩散中心，并根据汇聚中心与扩散中心之间形成的负载失配区确定负载失衡区域，具体如下：根据加工流负载场提取各负载影响域之间的负载连续分布轮廓，并根据各负载连续分布轮廓识别负载连续分布的延伸方向；根据各负载连续分布的延伸方向，识别负载汇聚中心和负载扩散中心；根据负载汇聚中心确定负载连续汇聚方向，根据负载扩散中心确定负载连续扩散方向，并识别负载连续汇聚方向与负载连续扩散方向之间形成的负载平衡分界线；根据负载平衡分界线分别提取分界线两侧连续分布的负载影响域，形成负载演化带；根据分界线两侧的负载演化带识别负载连续演化由同步变化转变为异步变化的位置，形成负载脱耦带；根据负载脱耦带向相邻负载影响域的延伸范围划分负载连续失配区域，并将负载连续失配区域确定为负载失配区；根据负载失配区在加工流网络中的连通分布进行连续归并，形成负载失衡区域。

9、在一个优选的实施方式中，所述根据协同信息素场识别各加工节点的协同核心位置，并根据各加工节点与协同核心位置之间的接续层级确定协同优先级，具体如下：根据协同信息素场提取协同信息素连续汇聚的区域，并识别协同核心位置；以协同核心位置为中心，沿协同信息素场中的连续连接方向向外逐层追踪加工节点，识别加工节点区段；根据加工节点区段识别加工节点与协同核心位置之间的连续接续位置，并按照连续接续位置依次划分加工节点所在的协同接续圈层；根据协同接续圈层分析加工节点与协同核心位置之间的接续远近关系，确定各加工节点对应的接续层级；根据加工节点的接续层级，并结合加工节点所在协同信息素覆盖域中的连续协同分布状态，确定各加工节点的协同优先级。

10、在一个优选的实施方式中，所述根据各加工节点的协同优先级及协同信息素场生成加工流协同势场，根据加工流协同势场驱动加工流网络中的加工流迁移，形成加工流动态均衡状态，并基于加工流动态均衡状态控制野生食用菌冷冻切片加工生产线运行，具体如下：根据各加工节点的协同优先级识别协同优先级连续趋同的加工节点，并根据各协同优先级连续趋同的加工节点形成协同引导区；根据协同引导区提取相邻协同引导区之间的连续接续关系，识别加工流连续趋向协同引导区的传递方向，并形成协同势线；根据协同势线分析协同信息素场中协同作用的连续扩展范围，识别各协同势线共同覆盖的连续区域，并建立加工流协同势场；根据加工流协同势场识别加工流迁移起始区，并根据加工流迁移起始区沿协同势线连续追踪加工流接续方向，识别加工流连续迁移的目标区段，形成加工流迁移路径；根据加工流迁移路径调整加工流网络中各加工节点之间的物料流转顺序及加工任务分配关系，形成加工流迁移状态；根据加工流迁移状态识别加工流迁移路径之间连续形成闭合迁移回路的位置，并分析各闭合迁移回路内加工流迁移的收敛状态，形成动态均衡区；根据动态均衡区分析相邻动态均衡区之间的连续协同流转状态，形成加工流动态均衡状态；根据加工流动态均衡状态控制各加工设备的加工顺序、物料输送顺序及加工节拍，控制野生食用菌冷冻切片加工生产线运行。

11、在一个优选的实施方式中，所述根据协同势线分析协同信息素场中协同作用的连续扩展范围，识别各协同势线共同覆盖的连续区域，并建立加工流协同势场，具体如下：根据协同势线在协同信息素场中的延伸方向，识别两条或多条协同势线连续汇聚的位置，并将其位置确定为协同汇势点；根据协同汇势点沿协同势线连续追踪相邻加工节点，识别协同作用保持连续集中的加工节点区段，并将各加工节点区段确定为协同势脊；根据协同势脊分析协同势脊之间的连续接续关系，识别连续保持协同作用的协同势脊组合，并将各协同势脊组合确定为协同势脊簇；根据协同势脊簇识别协同势脊之间连续衔接的位置，并沿各连续衔接的位置追踪连续连接的加工节点，形成协同势脊连接带；根据协同势脊连接带分析协同作用在加工节点之间的连续传递方向，识别连接通道，并根据连接通道划分协同势廊；根据协同势廊识别协同作用连续扩展的覆盖范围，并按照各协同势廊之间的连续衔接关系形成协同势场骨架；根据协同势场骨架识别协同作用连续保持的加工节点覆盖范围，并结合协同信息素场对协同势场骨架进行连续扩展，形成加工流协同势场。

12、一种野生食用菌冷冻切片加工生产线协同控制方法的系统，包括负载模块、重构模块和控制模块，模块间存在连接；负载模块，用于根据生产线中各加工设备之间的物料输送关系构建加工流网络，根据加工流网络中各加工节点的运行状态建立加工节点负载关系，确定加工节点的负载分布，并建立加工流负载场；重构模块，用于根据加工流负载场识别负载失衡区域，基于负载失衡区域对加工流网络进行加工流重构，根据重构后的加工流网络建立协同信息素场，并基于协同信息素场确定各加工节点的协同优先级；控制模块，用于根据各加工节点的协同优先级及协同信息素场生成加工流协同势场，根据加工流协同势场驱动加工流网络中的加工流迁移，形成加工流动态均衡状态，并基于加工流动态均衡状态控制野生食用菌冷冻切片加工生产线运行。

13、本发明一种野生食用菌冷冻切片加工生产线协同控制方法及系统的技术效果和优点：

14、1.本发明通过构建加工流竞争响应图谱，对各加工节点之间的竞争响应关系、竞争优势区域及竞争协同状态进行连续分析，形成负载协同单元，使系统识别多个加工节点之间的整体协同关系，而非简单比较单个设备的加工能力。当局部加工节点出现异常变化时，可结合竞争响应传播链、竞争优势覆盖区域及竞争响应同步演化链，对负载在各加工节点之间的扩散趋势进行连续追踪，及时识别负载协同关系变化，为后续加工流重构提供可靠依据，从而降低因局部设备异常引起的生产线整体加工效率下降，提高生产线运行的稳定性。

15、2.本发明通过建立协同信息素场，对加工流网络中各加工节点之间的协同关系进行连续表达，并依据协同核心位置、协同接续圈层及接续层级确定加工节点的协同优先级，使生产线控制不再依赖固定控制顺序，而是根据当前加工流协同状态动态调整各加工节点的重要程度，使关键加工节点优先参与加工流调度，进一步提升加工流整体协同性。通过协同信息素场准确反映加工节点之间的连续协同关系，提高协同控制的实时性，使加工流能够持续保持合理分布。