[发明专利]一种基于混合协同过滤的卷烟配方维护方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于混合协同过滤的智能卷烟配方维护方法及系统，包括步骤：步骤S1、生成二进制配方矩阵及二进制配方向量；步骤S2、基于所述二进制配方矩阵及二进制配方向量构建配方相似矩阵和单料烟相似矩阵；步骤S3、根据所述配方相似矩阵获得配方推荐列表；步骤S4、计算非主单料烟集合；步骤S5：基于所述非主单料烟集合启发式选择替换单料烟。本发明采用卷烟配方数据进行实验，实验结果表明，基于混合协同过滤的卷烟配方维护方法在一对一替换和多对多替换中都能维护原品牌烟的感官质量和烟气指标的稳定，并且此方法在进行多对多替换时非常稳定。

技术领域

本发明涉及信息技术及自动化技术领域，具体涉及一种基于混合协同过滤(Hybrid Collaborative Filtering，HCF)的智能卷烟配方维护方法及系统。

背景技术

卷烟配方是由多种不同的单料烟按照一定比例配伍而成，在卷烟产品的设计与开发过程中，卷烟配方设计是十分重要的环节。所谓卷烟配方维护是指在卷烟产品生产过程中，由于某种客观因素(库存结构，市场成本，进货时间，进货方式等)的变动，导致某品牌卷烟中某一种或几种单料烟不能够继续使用，需要从库存中选择其他的单料烟进行替换，同时使原品牌卷烟的成本、感官质量和烟气指标保持在可接受的范围内。然而，选择合适的单料烟用于替换原有配方中的缺失的单料烟，并维护原卷烟品牌的成本及感官质量和烟气指标的稳定是一项非常困难的工作。因此，烟叶的替换问题是卷烟配方维护的关键问题。

传统的配方维护，主要依据感官评吸专家进行人工打分评定，在此过程中要根据具体的标准反复评吸、实验和判断。在此过程中要求专家具有丰富的经验，能在短时间内获取卷烟产品的各种吸味特征，并进行判断打分。反复的评吸实验不仅浪费了大量的人力、物力、财力，并且仅靠人的感官对产品进行判断，主观性强并且效率低。因此，开发卷烟配方智能化维护技术和手段成为烟草企业急需解决的一个重要问题。

近年来，随着机器学习、数据挖掘技术的快速发展，智能化卷烟配方设计与维护成为可能。此外，多年来，随着数据技术的发展，烟草企业在卷烟产品生产过程中积累了大量的卷烟配方数据，这些数据蕴含很多宝贵的经验和知识，为卷烟产品的研发和配方优化设计提供了重要的前提条件。以现存的数据为基础，通过机器学习等相关技术，可以挖掘出卷烟配方中单料烟之间的配伍关系，从而建立智能卷烟配方维护模型。

公开号为CN109447167A的发明专利公开了一种基于非负矩阵分解的智能卷烟配方维护方法，包括以下步骤：S1：数据处理，将配方数据转换成二进制配方矩阵，将单料烟组转换成二进制配方向量；S2：应用数据挖掘和NMF相关方法确定模型参数k，再根据模型参数k计算模型系数矩阵M；S3：根据模型系数矩阵M计算单料烟的预测值S4：根据单料烟的预测值获得推荐的替换单料烟列表S；S5：根据单料烟列表S选择替换单料烟。虽然本专利实现了基于单料烟之间的配伍关系，从而建立智能卷烟配方维护模型，但是NMF利用大量数据训练、模型，通过训练来确定模型参数k的大致范围，随后通过验证过程求出k的最优解，再根据模型参数k计算模型系数矩阵M。其计算复杂度高，配方维护的效率低。

故，针对现有技术的缺陷，如何实现高效率的智能烟卷配方维护是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了基于混合协同过滤的智能卷烟配方维护方法及系统。利用卷烟数据信息，提高推荐的准确率。能够大大降低现有的智能烟卷配方维护的计算复杂性，提高了维护效率。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于混合协同过滤的智能卷烟配方维护方法，包括步骤：

步骤S1、生成二进制配方矩阵及二进制配方向量；

步骤S2、基于所述二进制配方矩阵及二进制配方向量构建配方相似矩阵和单料烟相似矩阵；

步骤S3、根据所述配方相似矩阵获得配方推荐列表；