[0001] 本发明涉及生产线控制技术领域，具体为一种基于成品釉面强度分析的高耐磨釉面砖生产线控制方法及系统。

[0002] 釉面砖是砖的表面经过施釉高温高压烧制处理的瓷砖，这种瓷砖是由土胚和表面的釉面两个部分构成的，高耐磨釉面砖的生产线一般包括原料准备、制浆、成型、干燥、施釉、烧制、冷却以及检验，而釉面强度分析是评估釉料在成型和烧制过程后的物理性能的一种重要手段，其主要目的在于确保釉面砖的质量和耐用性，因此在釉面砖生产完成之后，还需要对成品的釉面砖进行釉面的强度分析，来评判釉面砖生产过程中可能存在的问题，并根据问题对相应的生产线环节进行控制优化。

[0003] 专利公开号为CN103336501A的一种生产线控制方法、装置及系统，当接收到行程开关的闭合信号时，启动计时器计时；当计时器的计时值达到计时阈值时，控制电磁换向阀使阻挡器下沉以放行工装板；当接收到行程开关的断开信号时，重置计时器的计时值。本发明实现了对整个装配线的各个装配工作情况的实时监控，对提高装配线的生产效率提供依据。

[0004] 上述以及类似的技术方案在对生产线进行控制时，在对釉面砖进行烧制的过程中，由于釉面砖吸收的热量受到多种因素的影响，例如烧制时间、烧制温度、甚至是烧制间的大小，都会对釉面砖的吸收热量造成影响，当根据成品釉面的强度分析结果对烧制生产线进行控制时，由于需要考虑多种变量因素，从而导致对烧制生产线的控制存在多方面的调节问题，无法快速定位到问题点，从而导致无法对烧制生产线进行快速控制。

[0019] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0020] 在釉面砖的烧制过程中，热量吸收是一个关键因素，其受到多种变量的影响，包括烧制时间、烧制温度以及烧制间的大小等，这些因素的相互作用使得釉面砖的热量吸收过程变得复杂，进而影响到最终成品的强度和质量。因此，在根据成品釉面的强度分析结果对烧制生产线进行控制时，面临着诸多挑战，首先，烧制时间和温度是影响釉面砖质量的主要因素，过长或过短的烧制时间，以及温度的不当控制，都会导致釉面砖的强度不足或过强，从而影响其使用性能，此外，烧制间的大小也会对热量的分布和吸收产生显著影响，在一个空间较小的烧制间中，热量可能会集中，导致部分砖体过热，而在较大的烧制间中，热量分布可能不均匀，导致部分产品未能达到理想的烧制效果，其次，由于涉及多种变量因素，烧制生产线的控制变得复杂而困难。为了确保釉面砖的质量，生产线的调节需要考虑到多个方面的变化，然而，正是这种多样性使得问题的定位变得不够迅速和准确，生产管理者往往难以在第一时间内识别出影响成品质量的具体因素，从而导致整个生产过程的效率降低，因此在根据釉面砖的强度分析结果来对生产线进行控制时，会由于存在的多个不确定因素导致无法快速定位到生产线中的具体问题点，从而导致无法对烧制生产线进行快速控制，而本申请提供的技术方案，在对釉面砖进行烧制的过程中，通过获取釉面砖在烧制过程中吸收的热量，进而获取到目标釉面砖实际吸收的热量数据，根据对釉面砖进行釉面强度分析结果，得到分析结果项，分析结果项与目标强度的差值作为目标差值，分析结果项对应的热量数据为对应热数据，将对应热数据进行百分化，并根据目标差值得到目标热数据，根据目标热数据以及上述热量公式，对其中部分变量进行调节，从而快速定位目标变量，根据目标变量对生产线进行调节，并且由于目标变量为多个，因此可以针对不同的生产线情况进行对应的调节，使得生产线的调节更加智能化，具体到本申请中，如图1所示，包括步骤S100‑S400。

[0021] 步骤S100：获取釉面砖在烧制过程中吸收的热量数据。

[0022] 需要注意的是，釉面砖在烧制过程中，吸收的热量与烧制的温度、烧制的时间等数据相关，因此需要获取目标釉面砖在实际烧制过程中的实际吸收热量数据。

[0023] 具体的，步骤S100中吸收的热量数据获取方式包括S101‑S104。

[0024] 步骤S101：基本信息获取。

[0025] 需要注意的是，基本信息包括生产线中用于烧制釉面砖的烧制间的容积数据，生产线上均会设置有识别数据信息，包括烧制间的最大功率，烧制间的容积等基本信息，因此通过设置在生产线上的识别数据信息可以获取到烧制间的容积数据。

[0026] 步骤S102：材料信息获取。

[0027] 需要注意的是，在对釉面砖进行烧制的过程中，不同材料的釉面砖的实际材料信息不同，包括目标釉面砖的热传导系数、釉面砖密度、釉面砖的比热容，基于大数据获取信息，根据烧制的具体釉面砖的材料信息，从大数据中获取需要的材料信息。

[0028] 步骤S103：特征信息获取。

[0029] 需要注意的是，特征信息表示进行烧制的釉面砖的各项数据，需要进行检测获取，包括进行烧制釉面砖的长宽高数据，以此来得到釉面砖的厚度数据以及釉面砖的体积数据。

[0030] 在对釉面砖进行烧制之前，通过激光测距仪等装置，对釉面砖的长宽高进行检测，根据检测到的数据计算出釉面砖的体积数据，并以釉面砖的高度数据作为釉面砖的厚度数据。

[0031] 需要注意的是，特征信息除了包括釉面砖的数据之外，还需要获取烧制间的初始温度，初始温度获取的方法包括S1031‑S1033。

[0032] 步骤S1031：布局设定。

[0033] 基于获取到的烧制间的容积数据，设定间隔项以及布置项，其中间隔项为高度数据，布置项为具体的数量数据，间隔项设定为25％，布置项设定为5。

[0034] 如图2‑图3所示，步骤S1032：特征点设定，基于间隔项以及布置项，以布置项为基准，布置目标数量个测量点，作为第一批特征点，以间隔项为切割点，重新布置目标数量个测量点，作为第二批特征点，重复上述步骤，得到特征点集。

[0035] 如图4所示，在具体的实施过程中，通过获取了解到烧制间的容积数据为1m³，其中烧制间的长宽高均为1m，根据设定的间隔项以及布置项，在烧制间高度为25cm、50cm、75cm以及100cm的高度作为切割点，分别布置5个测量点，测量点的数量一共为20个，其中在烧制间高度为25cm高度的水平面为第一水平面，布置的五个测量点为第一批特征点，在烧制间高度为50cm高度的水平面为第二水平面，布置的五个测量点为第二批特征点，在烧制间高度为75cm高度的水平面为第三水平面，布置的五个测量点为第三批特征点，在烧制间高度为100cm高度的水平面为第四水平面，布置的五个测量点为第四批特征点。

[0036] 步骤S1033：温度测量，基于设定的20个测量点，分别进行温度测量，在测量点可分别用温度测量设备，例如温度测量仪对测量点的温度进行测量，并且基于测量后的温度获取整个烧制间内的平均温度，得到初始温度信息。

[0037] 在具体的实施过程中，在烧制间高度为25cm高度的水平面为第一水平面，布置的五个测量点为第一批特征点，测量得到的温度数据分别为295K、301K、303K、290K、305K，在烧制间高度为50cm高度的水平面为第二水平面，布置的五个测量点为第二批特征点，测量得到的温度数据分别为299K、290K、304K、296K、297K，在烧制间高度为75cm高度的水平面为第三水平面，布置的五个测量点为第三批特征点，测量得到的温度数据分别为300K、298K、306K、291K、294K，在烧制间高度为100cm高度的水平面为第四水平面，布置的五个测量点为第四批特征点，测量得到的温度数据分别为293K、301K、308K、297K、292K，此时获取到各个测量点的平均温度数据为298K，即初始温度信息为298K。

[0038] 步骤S104：热量数据获取。

[0039] 根据设定的热量吸收公式：，其中 为热量吸收量， 是材料的热
传导系数， 是烧制间的容积，是烧制时间， 是烧制温度， 是初始温度， 是釉面砖的厚度，  是釉面砖的体积， 是参考体积， 是材料的密度， 是材料的比热容。

[0040] 在具体的实施过程中，根据设定的信息，获取到烧制温度 =1200K，初始温度为298K，烧制时间 为1h，釉面砖厚度 为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积 为1m³，热传导系数 为1.5J/m，材料的密度 为2500kg/m³，材料的比热容为 800J/kg，此时釉面砖的体积V=0.0004m³，带入公式为：，计算结果吸收的
热量数据为108240000。

[0041] 步骤S200：通过检测方法对釉面砖的强度进行检测分析。

[0042] 需要注意的是，检测方位是对釉面砖的耐磨性进行检测，因此采用的检测方法为利用磨损介质在成品釉面砖顶部进行转动式摩擦，在观察到成品釉面砖出现明显损伤时，获取磨损介质在釉面砖顶部转动的圈数，来计算出釉面砖受到的磨损量。

[0043] 设定磨损公式： ，其中 为磨损量， 为磨损系数，与材料性质、试验条件相关的常数， 为磨损介质的直径， 为磨损介质的数量， 为磨损介质移动的速度， 为磨损介质画圈的圈数，基于磨损量为检测结果，得到分析结果项。

[0044] 在具体的实施过程中，采用直径为10mm的磨损介质钢球，磨损介质钢球的质量N为5个，磨损介质移动的速度为50mm/s，磨损介质画圈的圈数为20圈，设定磨损系数为0.02，经过计算得出目标釉面砖受到的磨损量为10000。

[0045] 步骤S300：获取分析结果项与目标强度指标的差值。

[0046] 需要注意的是，目标强度指标为固定值，是符合最低标准要求的釉面砖承受的最低磨损量而不产生明显损伤的最低标准，最低标准为40圈，经过磨损公式计算，最低标准对应的磨损量为20000，此时目标差值项为10000，通过公示 ，计算得出差值热量项为108240000。

[0047] 步骤S400：基于目标热量项反向定位可变量。

[0048] 需要注意的是，由于在热量数据的计算公式中材料的热传导系数、釉面砖的厚度、釉面砖的体积、参考体积、材料的密度以及材料的比热容均是固定数值，因此可变量为烧制间的容积、烧制时间、烧制温度以及初始温度，又因为差值热量项为108240000，因此通过调节烧制间的容积、烧制时间、烧制温度以及初始温度来实现 =216480000。

[0049] 在具体的实施过程中，根据热量吸收公式，釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为
0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，通过调节烧制间的容积、烧制时间、烧制温度以及初始温度来满足吸收的热量数据为216480000，其组合结果可以为：

[0050] 结果1：调节烧制间的容积。

[0051] 釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制时间为1h，烧制温度为1200K，初始温度为298K，通过调节烧制间的容积来满足吸收的热量数据为216480000，通过公式
， ，计算出烧制
间的容积A为2m³，即在其他条件不变的基础上，通过更换烧制间的方式，使得烧制间的容积为2m³，即可使得釉面砖吸收的热量数据为216480000，进而满足目标热量项，进而基于目标变量项的调节量对生产线进行控制，即对生产线的控制方法为调节烧制间的容积。

[0052] 结果2：调节烧制时间。

[0053] 釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制间的容积为1m³，烧制温度为1200K，初始温度为298K，通过调节烧制间的容积来满足吸收的热量数据为216480000，通过公式
， ，计算出烧制
时间为2h，即在其他条件不变的基础上，通过调节烧制时间的方式，使得烧制时间为2h，即可使得釉面砖吸收的热量数据为216480000，进而满足目标热量项，进而基于目标变量项的调节量对生产线进行控制，即对生产线的控制方法为调节烧制时间。

[0054] 结果3：调节初始温度。

[0055] 釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制间的容积为1m³，烧制温度为1200K，烧制时间为1h，通过调节烧制间的容积来满足吸收的热量数据为216480000，通过公式
， ，
计算出初始温度为‑604，即在其他条件不变的基础上，通过调节初始温度的方式，使得初始温度为‑604，即可使得釉面砖吸收的热量数据为216480000，进而满足目标热量项，进而基于目标变量项的调节量对生产线进行控制，即对生产线的控制方法为调节初始温度。

[0056] 由于初始温度无法为负数，因此结果3明显无法实现，意味着无法单纯依靠调节初始温度，而其他数据不变的方式来满足热量数据为216480000。

[0057] 结果4：调节烧制温度。

[0058] 釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制时间为1h，烧制间的容积为1m³，初始温度为298K，通过调节烧制间的容积来满足吸收的热量数据为216480000，通过公式
， ，
计算出烧制温度为2102K，即在其他条件不变的基础上，通过调节烧制温度的方式，使得烧制温度为2102K，即可使得釉面砖吸收的热量数据为216480000，进而满足目标热量项，进而基于目标变量项的调节量对生产线进行控制，即对生产线的控制方法为调节烧制温度。

[0059] 结果5：组合调节。

[0060] 釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，通过同时调节烧制间的容积、烧制时间、烧制温度以及初始温度来满足吸收的热量数据为216480000。

[0061] 实例一：釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制间的容积不变，依旧为1m³、烧制时间为1.5h、初始温度不变，为298K，满足吸收的热量数据为216480000，根据， ，
经过计算得出烧制温度为1500.67K，从而对生产线的调节方式为调节烧制时间以及调节烧制温度，烧制时间由1h提高至1.5h，烧制温度由1200k提高至1500.67K，此调节方式适用于生产线规模不便于调节的情况，例如烧制间的规格固定，但是可以调节烧制温度以及烧制时间的情况。

[0062] 实例二：釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制间的容积变为1.5m³、烧制时间为1.3h、初始温度不变，为298K，满足吸收的热量数据为216480000，根据， ，
经过计算得出烧制温度为1223.12K，从而对生产线的调节方式为调节烧制时间、调节烧制温度以及更换烧制间，烧制时间由1h提高至1.3h，烧制温度由1200k提高至
1223.12K，烧制间的容积由1m³变更为1.5m³，此调节方式适用于生产线存在多种规模的烧制间，但是烧制时间以及烧制温度均可以灵活变化的生产线。

[0063] 实例三：釉面砖厚度为0.01m，釉面砖长度为0.2m，釉面砖宽度为0.2m，烧制间容积为1m³，热传导系数为1.5J/m，材料的密度为2500kg/m³，材料的比热容为800J/kg，釉面砖的体积为0.0004m³，烧制间的容积变为1.6m³、烧制时间为0.6h、初始温度不变，为298K，满足吸收的热量数据为216480000，根据， ，
经过计算得出烧制温度为1965.80K，从而对生产线的调节方式为调节烧制时间、调节烧制温度以及更换烧制间，烧制时间由1h降低至0.6h，烧制温度由1200k提高至
1965.80K，烧制间的容积由1m³变更为1.6m³，此调节方式适用于生产线存在多种规模的烧制间，具备多种规格的烧制间可以使用，但是需要节约烧制时间，因此需要生产线具备高强度的烧制器械，能满足烧制温度达到1965.80K。

[0064] 基于上述方法设计一种基于成品釉面强度分析的高耐磨釉面砖生产线控制系统，由获取模块、检测模块、处理模块组成，其中：获取模块：获取釉面砖在烧制过程中吸收的热量数据，在具体实施过程中，根据生产线上设置的识别数据信息，包括烧制间的最大功率，烧制间的容积等信息获取基本信息，根据烧制的具体釉面砖的材料信息，从大数据中获取需要的材料信息，根据检测到的数据计算出釉面砖的体积数据，并以釉面砖的高度数据作为釉面砖的厚度数据，获取整个烧制间内的平均温度，并通过热量吸收公式计算出釉面砖在烧制过程中吸收的热量数据；
检测模块：通过检测方法对釉面砖的强度进行检测分析，在具体的实施过程中，对釉面砖的耐磨性进行检测，因此采用的检测方法为利用磨损介质在成品釉面砖顶部进行转动式摩擦，在观察到成品釉面砖出现明显损伤时，获取磨损介质在釉面砖顶部转动的圈数，来计算出釉面砖受到的磨损量；
处理模块：根据对釉面砖进行釉面强度分析结果，分析结果与目标强度的差值作为目标差值，分析结果项对应的热量数据为对应热数据，根据目标差值得到目标热数据，根据目标热数据以及热量公式，对其中部分变量进行调节，从而快速定位目标变量，根据目标变量对生产线进行调节。

[0065] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附实施例及其等同物限定。