豆芽生产智能下豆预测系统及预测方法与流程

1.本发明涉及豆芽生产技术领域，具体涉及豆芽生产智能下豆预测系统及预测方法。


背景技术：

2.豆芽也称芽苗菜，是各种谷类、豆类、树类的种子培育出可以食用的“芽菜”，其营养价值全面，深受人们喜爱。豆芽因不易贮存，贮存时间不宜过长，且容易烂根，影响品质等多种因素，在豆芽生产中，生产每批豆芽之前，都需要对下豆量进行预测，以免产量不足或者产量过剩造成经济损失。传统预测方式主要是靠人工凭经验进行预估，往往存在预估不准确的问题，并且对人员经验及专业性都要求较高，存在局限性。而现有技术中，鲜有关于豆芽生产智能下豆预测相关技术的报道，因此，有必要对豆芽生产下豆量预测技术进行研究，并提出一种专门针对于豆芽生产的智能下豆预测系统及预测方法。


技术实现要素：

3.本发明第一个方面意在提供一种豆芽生产智能下豆预测系统，以智能化的手段实现豆芽生产下豆的预测，以及基于历史预测结果对当前预测结果进行验证，使得预测更加准确。
4.豆芽生产智能下豆预测系统，包括下豆量预测模块、存储模块和比较模块，所述下豆量预测模块，用于基于当前输入参数，预测第n天下豆桶数t；所述存储模块，用于存储第n天之前预测的各历史日下豆桶数，以及用于预测各历史日下豆桶数的各历史输入参数；所述比较模块，用于调取历史输入参数，并比较当前输入参数和历史输入参数，若当前输入参数与历史输入参数相同或相近，则比较预测的第n天下豆桶数t与历史输入参数对应的历史日下豆桶数差值是否在设定值范围内，若是，则输出预测的第n天下豆桶数t，若否，则调用下豆量预测模块，对第n天下豆桶数进行再次预测。
5.本发明的原理及创新之处在于：1、通过下豆量预测模块的设计，基于当前输入参数，预测第n天下豆桶数t，从而实现下豆量的智能预测；2、通过存储模块，存储第n天之前预测的各历史日下豆桶数，以及用于预测各历史日下豆桶数的各历史输入参数，对于各历史日下豆桶数和相应的历史输入参数均有记录可循，可为当前预测提供数据参考；3、通过比较模块，调取历史输入参数，并比较当前输入参数和历史输入参数，若当前输入参数与历史输入参数相同或相近，说明在历史记录中，存在与当前输入参数相同或相近的历史输入参数，在这种情况下，通常两者的预测结果是应该相同或者相近的，也就是历史日下豆桶数是可以对当前预测的第n天下豆桶数t的准确性进行验证的，因此进一步比较预测的第n天下豆桶数t与历史输入参数对应的历史日下豆桶数差值是否在设定值范围内，若是，则输出预测的第n天下豆桶数t，说明此次通过下豆量预测模块预测的第n天下豆桶数t是准确的，因此可以直接输出，若否，说明本次预测结果不准确，则调用下豆量预测模块，对第n天下豆桶数进行再次预测，直至预测结果准确为止。本发明基于历史预测结果对当前预测结果进行
验证，预测更加准确。
6.本发明优选的实施方式在于：还包括调整模块，所述存储模块，还存储有豆芽库存量下限值，历史日之前一日的豆芽库存量，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量，所述比较模块，用于比较历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量下限值；所述调整模块，在历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值的情况下，用于上调预测的第n天下豆桶数t。
7.有益效果在于：本发明中，存储模块还存储有豆芽库存量下限值，历史日之前一日的豆芽库存量，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量，以通过豆芽库存量来验证历史日下豆桶数的可靠性，只有之前预测的历史日下豆桶数是准确的、可靠的，才能作为当前预测的第n天下豆桶数t的验证参考项。通过比较模块，比较历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量下限值，判断历史日之后设定天数的豆芽库存量是否小于豆芽库存量下限值，若小于，则说明之前预测的历史日下豆桶数偏少，在根据预测的历史日下豆桶数下豆生产豆芽后，导致历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值，即库存量存在严重不足的情况，因此通过设计调整模块，在历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值的情况下，上调预测的第n天下豆桶数t，相当于对当前预测的第n天下豆桶数t进行了二次校验，以使得当前预测的第n天下豆桶数t更准确。
8.本发明优选的实施方式在于：所述存储模块，还存储有豆芽库存量上限值，所述比较模块，用于比较历史日之前一日的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量上限值；所述调整模块，在历史日之前一日的豆芽库存量小于豆芽库存量上限值，且历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值的情况下，用于下调预测的第n天下豆桶数t。
9.有益效果在于：通过比较模块，比较历史日之前一日的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，若历史日之前一日的豆芽库存量小于豆芽库存量上限值，且历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值，说明之前预测的历史日下豆桶数偏多，在根据预测的历史日下豆桶数下豆生产豆芽后，导致历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值，即库存量过多，而豆芽是不宜长时间贮存的，且易烂根，影响销售，因此通过调整模块，在历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值的情况下，下调预测的第n天下豆桶数t，以免后面几天出现同样的库存量过多的问题，以使得当前预测的第n天下豆桶数t更准确。
10.本发明优选的实施方式在于：所述下豆量预测模块，包括计算子模块，所述计算子模块，用于根据下豆计算公式，预测第n天的下豆桶数t，下豆计算公式如下：
11.t＝(未来n天的总销量-当前库存量-未来(n-1)天预测产量)/第n天的产比/s,
12.其中，未来(n-1)天预测产量＝未来(n-1)天每日预测产比*每日下豆桶数*s，
13.s：代表桶规格。
14.说明：本发明所述的产比是指生产出的成品豆芽量与下豆量的比值。上述n为豆芽的实际生产周期。
15.有益效果：本发明计算子模块通过下豆计算公式来智能的预测第n天的下豆桶数t，预测准确高效。
16.本发明优选的实施方式在于：所述下豆量预测模块还包括销量预测子模块和产比
预测子模块，所述销量预测子模块，用于预测未来n天的总销量，所述产比预测子模块，用于预测未来n天每日的产比。
17.有益效果：下豆量预测模块分别通过对未来n天的销量预测和产比预测，再结合计算子模块的下豆计算公式，来智能化的实现第n天的下豆桶数t的预测。
18.本发明优选的实施方式在于：所述销量预测子模块，基于销量输入参数，分别采用cnn算法和lstm算法，对未来n天的总销量进行单独预测后，对两种预测结果进行加权融合。
19.有益效果：分别采用cnn算法和lstm算法，对未来n天的总销量进行单独预测后，对两种预测结果进行加权融合，相比于采用单一算法预测，单次预测可能存在偶然性或随机性的问题，采用两种算法结合的预测方式，可大大提高预测结果的可靠性，避免预测的偶然性和随机性的发生，确保每次预测结果的准确性。
20.本发明优选的实施方式在于：所述产比预测子模块，基于产比输入参数，采用lstm算法，对未来n天的产比进行预测，其中损失函数，采用mseloss进行学习。
21.有益效果：本发明基于产比输入参数，采用lstm算法，来对未来n天的产比进行预测。
22.本发明第二个方面，提供了一种豆芽生产智能下豆预测方法，包括以下内容：
23.s1，基于当前输入参数，预测第n天下豆桶数t；
24.s2，调取历史输入参数，并比较当前输入参数和历史输入参数，若当前输入参数与历史输入参数相同或相近，则进一步比较预测的第n天下豆桶数t与历史输入参数对应的历史日下豆桶数差值是否在设定值范围内，若是，则输出预测的第n天下豆桶数t，若否，则调用下豆量预测模块，对第n天下豆桶数进行再次预测。
25.本发明豆芽生产智能下豆预测方法具备以下创新之处：1、基于当前输入参数，预测第n天下豆桶数t，从而实现下豆量的智能预测；2、事先存储有第n天之前预测的各历史日下豆桶数，以及用于预测各历史日下豆桶数的各历史输入参数，对于各历史日下豆桶数和相应的历史输入参数均有记录可循，可为当前预测结果的调整提供数据参考；3、通过调取历史输入参数，并比较当前输入参数和历史输入参数，若当前输入参数与历史输入参数相同或相近，说明在历史记录中，存在与当前输入参数相同或相近的历史输入参数，在这种情况下，通常两者的预测结果是应该相同或者相近的，也就是历史日下豆桶数是可以对当前预测的第n天下豆桶数t的准确性进行验证的，因此进一步比较预测的第n天下豆桶数t与历史输入参数对应的历史日下豆桶数差值是否在设定值范围内，若是，则输出预测的第n天下豆桶数t，说明此次通过下豆量预测模块预测的第n天下豆桶数t是准确的，因此可以直接输出，若否，说明本次预测结果不准确，则对第n天下豆桶数进行再次预测，直至预测结果准确为止。本方法基于历史预测结果对当前预测结果进行验证，使得预测更加准确。
26.本发明优选的实施方式在于：还包括s3，比较历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量下限值，在历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值的情况下，上调预测的第n天下豆桶数t。
27.本发明优选的实施方式在于：在s3中，还包括比较历史日之前一日的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，在历史日之前一日的豆芽库存量小于豆芽库存量上限值，且历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值的情况下，下调预测的第n天下豆桶数t。
44.其中，xi表示未来n天的真实销量；yi表示预测的未来n天的总销量。
45.加权融合：
46.w1*p1 w2*p2，
47.其中，p1代表采用cnn算法得到的预测结果，p2代表采用lstm算法得到的预测结果，w1和w2分别为加权系数，可通过验证系统，根据验证结果或者设定目标，进行动态调整，也可根据经验得到。
48.本实施例中，所述产比预测子模块，用于预测未来n天每日的产比，具体是：基于产比输入参数，采用lstm算法，对未来n天的产比进行预测，其中损失函数，采用mseloss进行学习。
49.更加具体的：在产比预测中，根据历史或未来l天的数据，预测未来n天的产比，n就是实际生产周期。
50.lstm算法的输入参数(变量)分别为：过去每日产比，过去每日水温，过去每日天气情况，未来每日天气情况。产比输入参数见表2。
51.表2
[0052] 第1天第2天第3天...第l天1.过去每日产比
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2.过去每日水温
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3.过去每日天气情况
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4.未来每日天气情况
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[0053]
lstm算法，输入参数(变量)维度：4*1，序列长度：l，隐藏层大小：64*1，输出向量维度：n*1。
[0054]
损失函数采用mseloss(即均方差损失函数)进行学习。
[0055]
loss(xi，yi)＝(x
i-yi)2[0056]
其中，xi表示未来n天的真实产比；yi表示未来n天的预测产比。
[0057]
本实施例中，所述存储模块，用于存储第n天之前预测的各历史日下豆桶数，以及用于预测各历史日下豆桶数的各历史输入参数，每一历史日预测的下豆桶数及与之对应用于预测的历史输入参数关联存储。所述存储模块，还存储有豆芽库存量下限值和豆芽库存量上限值，上限值和下限值均根据豆芽生产厂的经营情况自行设定，还存储有历史日之前一日的豆芽库存量，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量。本实施例中，所述设定天数，基于豆芽生产厂的经营需求而设定，通常可设定为历史日当天下豆到下一次下豆之间的周期。
[0058]
所述比较模块，用于调取历史输入参数，并比较当前输入参数和历史输入参数，若当前输入参数与历史输入参数相同或相近，本实施例所述的相近指前输入参数与历史输入参数之间差值在设定范围内，设定范围具体根据不同输入参数设定不同值。在当前输入参数与历史输入参数相同或相近的情况下，比较预测的第n天下豆桶数t与历史输入参数对应的历史日下豆桶数差值是否在设定值范围内，若是，则输出预测的第n天下豆桶数t，若否，则调用下豆量预测模块，对第n天下豆桶数进行再次预测。本实施例所述的设定范围值为5桶。
[0059]
所述比较模块，用于比较历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量下限
值；所述调整模块，在历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值的情况下，用于上调预测的第n天下豆桶数t。
[0060]
意义在于：存储模块还存储有豆芽库存量下限值，历史日之前一日的豆芽库存量，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量，以通过豆芽库存量来验证历史日下豆桶数的可靠性，只有之前预测的历史日下豆桶数是准确的、可靠的，才能作为当前预测的第n天下豆桶数t的验证参考项。通过比较模块，比较历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量下限值，判断历史日之后设定天数的豆芽库存量是否小于豆芽库存量下限值，若小于，则说明之前预测的历史日下豆桶数偏少，在根据预测的历史日下豆桶数下豆生产豆芽后，导致历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值，即库存量存在严重不足的情况，因此通过设计调整模块，在历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值的情况下，上调预测的第n天下豆桶数t，相当于对当前预测的第n天下豆桶数t进行了二次校验，以使得当前预测的第n天下豆桶数t更准确。
[0061]
所述比较模块，用于比较历史日之前一日的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量上限值；所述调整模块，在历史日之前一日的豆芽库存量小于豆芽库存量上限值，且历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值的情况下，用于下调预测的第n天下豆桶数t。
[0062]
意义在于：通过比较模块，比较历史日之前一日的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，若历史日之前一日的豆芽库存量小于豆芽库存量上限值，且历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值，说明之前预测的历史日下豆桶数偏多，在根据预测的历史日下豆桶数下豆生产豆芽后，导致历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值，即库存量过多，而豆芽是不宜长时间贮存的，且易烂根，影响销售，因此通过调整模块，在历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值的情况下，下调预测的第n天下豆桶数t，以免后面几天出现同样的库存量过多的问题，以使得当前预测的第n天下豆桶数t更准确。
[0063]
本实施例中，在所述存储模块还存储有与第n天之前预测的历史日下豆桶数相对应的历史实际下豆桶数以及历史实际下豆日期和历史预测日期期间的历史各项参数(如天气参数、每日销量参数、每日豆芽价格指数和每日水温等)，所述比较模块，用于在下豆前一天，比较当前日期和当前预测日期期间的当前各项参数与历史各项参数是否相同或相近，若不存在相同或相近的情况，则调用下豆量预测模块，进行再次预测，基于第一次预测的下豆桶数和第二次预测的下豆桶数生成实际下豆桶数。若相同或相近，则调用调整模块，所述调整模块，还用于根据历史实际下豆桶数，以及当前预测的第n天下豆桶数t，生成当前实际下豆桶数：若历史实际下豆桶数高于当前预测的第n天下豆桶数t，则上调当前预测的第n天下豆桶数t，并根据上调结果生成当前实际下豆桶数，若历史实际下豆桶数少于当前预测的第n天下豆桶数t，则下调当前预测的第n天下豆桶数t，并根据下调结果生成当前实际下豆桶数，并将当前实际下豆桶数发给豆芽生产管理端。由于当前预测日期到实际下豆日期可能会有一些变化，如有些输入参数发生了较大变化，则当前预测的下豆桶数存在不准确的情况，因此在存在相同或相近的参数变化情况下，可查看历史数据，若当前的参数变化与历史各项参数存在变化相同或相近的情况，则历史实际下豆桶数，可以作为当前预测结果的调整参考依据，据此对当前预测下豆桶数进行微调，以使得当前实际下豆桶数更合理，更准
确。
[0064]
本实施例还公开一种豆芽生产智能下豆预测方法，包括以下内容：
[0065]
s1，基于当前输入参数，预测第n天下豆桶数t；
[0066]
s2，调取历史输入参数，并比较当前输入参数和历史输入参数，若当前输入参数与历史输入参数相同或相近，则进一步比较预测的第n天下豆桶数t与历史输入参数对应的历史日下豆桶数差值是否在设定值范围内，若是，则输出预测的第n天下豆桶数t，若否，则调用下豆量预测模块，对第n天下豆桶数进行再次预测。
[0067]
s3，比较历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量下限值，在历史日之后设定天数的豆芽库存量小于豆芽库存量下限值的情况下，上调预测的第n天下豆桶数t；比较历史日之前一日的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，以及历史日之后设定天数的豆芽库存量与豆芽库存量上限值，在历史日之前一日的豆芽库存量小于豆芽库存量上限值，且历史日之后设定天数的豆芽库存量大于豆芽库存量上限值的情况下，下调预测的第n天下豆桶数t。
[0068]
以上结合附图详细阐述了本技术的优选实施方式，优选实施方式中典型的公知结构及公知性常识技术在此未作过多描述，所属领域普通技术人员可以在本实施方式给出的启示下，结合自身能力完善并实施本发明技术方案，一些典型的公知结构、公知方法或公知性常识技术不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。
[0069]
本技术要求的保护范围应当以其权利要求书的内容为准，发明内容、具体实施方式及说明书附图记载的内容用于解释权利要求书。
[0070]
在本技术的技术构思范围内，还可以对本技术的具体实施方式作出若干变型，这些变型后的具体实施方式也应该视为在本技术的保护范围内。