１数字化产品辅助设计系统概况１.1卷烟产品设计

　　卷烟产品设计指的卷烟企业开发卷烟产品的过程，包括名优畅销产品的设计调整与完善和新产品的开发两个方面。名优畅销产品的设计调整需要保持产品的独特风格，新产品的开发要有创新和突破。

　　在整个卷烟产品设计开发过程中需要涉及四个大的部分：烟叶配方设计、香精香料设计、辅料配方设计和工艺设计。其基本设计流程如图一所示：

　　图一

　　1.2数字化产品辅助设计系统

　　根据卷烟产品设计的思路和要求，系统由烟叶配方设计子系统、辅料配方设计子系统、工艺设计子系统、香精香料维护子系统、权限管理子系统、基础数据管理子系统、数据导入导出子系统、算法库子系统、规则库子系统等组成。

　　系统一期的设计实现了烟叶配方设计子系统、辅料配方设计子系统（三纸一棒部分）、权限管理子系统、基础数据管理子系统、数据导入导出子系统、算法库子系统、规则库子系统等。

　　系统运用了计算机辅助设计、运筹学作目标规划方法，使用智能决策技术，模糊分析技术，能够根据设计出成本最佳的烟叶组配方。根据化学成分、成本等目标，自动进行烟叶设计化学成分指定是任意的（国内其他系统只有４项左右）。

　　1.2.1烟叶配方设计子系统

　　烟叶配方是产品使用的烟叶组合，烟叶配方设计子系统根据产品设计的提出的烟叶配方控制目标，按照烟叶用量框架，由计算机辅助科研人员进行产品设计中烟叶化学成份和成本的控制，由计算机完成资料收集整理工作、并且自动进行大量的计算工作，根据目标规划模型进行烟叶辅助设计，辅助科研人员完成设计流程。

　　1.2.2辅料配方设计子系统（三纸一棒部分）

　　“三纸一棒”指卷烟纸、接装纸、成型纸和滤棒，“三纸一棒”设计，是为了在保持卷烟感观的同时，改善烟气特征。在烟气分析中，主要的烟气指标是焦油量、烟碱量和一氧化碳(CO)。

　　在卷烟“三纸一棒”设计中根据大量的实验和科研结果，对“三纸一棒”之间的相互影响关系进行数学建模，同时由系统通过算法库根据已知的数据对建立的模型进行大量的计算，并且对计算的结果进行直观的图形信息反馈，帮助科研人员在保持卷烟感观质量的同时，控制烟气特征。

　　1.2.3权限管理子系统

　　为了保证整个系统数据的安全性和灵活的扩展性，专门设计了权限管理子系统。

　　该子系统负责控制整个配方系统中每个用户、每台机器使用系统功能的权限。

　　该子系统具备了动态加载新的子系统的功能。

　　1.2.4基础数据管理子系统

　　为了解决数据不全不正确的问题，专门设计了基础数据管理子系统。

　　该子系统针对每一个数据要求都设计了专门的维护功能，并且可根据需要快速进行相应的扩展。

　　1.2.5数据导入导出子系统

　　为了解决外部数据整合到本系统的问题，专门设计了数据导入导出子系统。

　　该子系统与基础数据管理子系统配套。

　　该子系统不同于以往一般系统的设计，采用配置可动态调整的方式，以适应不断修改的外部数据源。

　　该子系统具备了其余系统变化，只需动态修改配置，不需修改程序的功能。是一个灵活通用的数据接口。

　　1.2.6算法库子系统

　　为了进行配方设计中的多种计算，专门统一设计了算法库子系统。

　　该子系统是完全独立的系统，与业务无关。

　　该子系统包含了多种算法，这些算法都有效地应用于配方设计当中。由于进行数字化计算的工作刚刚开始，需要一段长时间的、大量的数据分析，对系统参数进行修正和完善，因此算法的系数都是可配置调整的。

　　该子系统中的算法是可以动态加载扩充和更新的。

　　1.2.7规则库子系统

　　为了优化算法，并且实现部分业务特殊要求的控制和筛选，专门设计了规则库子系统。

　　该子系统与基础数据管理子系统配套。

　　该子系统中的规则是可以动态加载扩充和更新的。

　　2系统（一期）在设计实施过程中遇到的问题及解决情况

　　卷烟产品设计从手工设计到计算机进行信息处理的转变是长期复杂的，中间遇到很多问题。在系统一期的建立过程中，遇到并解决的主要问题如下：

　　2.1配方设计向数字化方向迈进

　　系统最开始要解决的问题是要如何将配方过程中涉及的资料数字化。

　　系统开发初期，卷烟产品设计的现状是，设计工作基本上是手工完成，只有部分报表数据是通过其他系统获得，各种信息数据分散。

　　系统通过建立完整的基础数据管理子系统、数据导入导出子系统先后将大量的相关数据通过可配置的接口集成到本系统中并与系统的数据信息统一管理。

　　对于不能进行数字化描述的通过建立分层次语言描述，统一描述标准，将层次转换为数据，人工进行评分等方式进行数字化处理。

　　2.2安全保密性控制

　　卷烟配方技术是卷烟企业的核心技术之一，因此安全保密非常重要。

　　硬件方面，通过建立物理隔离的独立的内部局域网控制系统数据的安全。

　　软件方面，其他系统的数据只能通过系统专门设计的导入导出子系统进行数据传递。本系统的数据通过专门程序进行备份。权限管理子系统控制每个用户、每台机器的使用权限。

　　制度方面，健全网络、机器设备和数据备份管理等多个部分的管理制度并且设立专门责任人进行管理。

　　2.3可扩展性设计

　　数字化产品辅助设计系统的建立，不是一个阶段就能完成的，需要通过几个阶段的努力分步完成，要有良好的功能扩充性。

　　在第一阶段总体设计时，已综合考虑了各方面的因素，建立了一个稳健的、有良好可扩展性的平台和一系列的内部规则，通过这个平台和规则，系统各个阶段开发的成果可以无缝的、动态的加入到平台中，保证了系统的可靠性、完整性、先进性和可扩充性，使系统最大限度地发挥作用。

　　2.4其他的问题和解决情况

　　在系统一期的设计和实施过程中，还遇到了许多的问题，如：计算出的烟叶比例如何与实际要求进行合理的匹配，烟叶在进行烟叶框架选择阶段如何进行多选，如何确认系统自动筛选的方式等等，我们通过产品特性、配方经验、科学分析相结合的方法去解决相关的问题。

　　3系统（一期）的应用情况

　　经过系统一期的设计和实施，表明：对卷烟配方设计进行计算机辅助设计是可行的，该系统运行稳定、功能齐全、扩充性好，在实际工作中减轻了设计人员的工作量，提高了应变能力，使卷烟设计更具科学性，同时配合配方设计人员整合了配方设计过程中大量的数据资料，整个系统已经建立起一个良好的管理平台，为以后系统的扩展打下基础,达到了系统一期的设计目标。

　　4总体发展规划

　　系统一期的工作结束的同时，标志着二期新的阶段的开始。

　　由于配方工作也是一个不断探索创新的科研工作，在今后的工作中，数字化产品辅助设计系统仍然还要克服很多困难。在二期的工作中仍然不能只注重眼前的需求，而应该从长远规划出发，进行整个平台的开发和设计。

　　整个数字化产品辅助设计系统在帮助卷烟产品设计工作方面，需要在以下几个方面进行长远规划：

　　帮助工艺设计人员对工艺设计部分开展有益的工作；

　　帮助设计人员实现整个卷烟设计工作中的标准的统一以及与外部的接口规范；

　　帮助设计人员对整个卷烟设计工作的资料和数据进行完整的整理；

　　通过对算法的进一步改进，提高运算的速度，为设计人员提供更多更有价值的帮助。

　　５结束语

　　数字化产品辅助设计系统一期的开发和实施为今后的数字化产品开发工作奠定了坚实的基础。但是要看到，虽然计算机信息化管理在国内整个烟草行业已经进行了很多年，但是配方设计数字化还是刚刚起步，配方设计工作与计算机辅助如何更有效的结合，仍需要付出更多的努力进行探索。通过进一步的数字化产品辅助设计系统的开发和实施，计算机数字化技术将为企业的现代化建设带来一个新的飞跃。