坯釉料配方最优化计算

坯釉料配方最优化计算

　　1.1　坯、釉料配方计算的一般过程及约束条件
　　配方计算是在已知坯、釉料化学组成和一组备择原料化学组成的前提下，要求通过计算得到配方(即原料的配料比或配料组成)，使得配方所得坯釉料的化学组成尽可能与设计的坯釉料化学组成接近。设Xij为第i种原料的第j种成分的百分比含量值，Yj为坯釉料配方和第j种成分的百分比含量值，n为所选原料种数，m为成分个数，fi(X)为第i种原料的百分比含量。按照要求，需解：

　　　(1)若n=m，则上述方程组为一个n阶线性方程组，可直接求解；但其解很有可能为负数，且n=m这一条件通常很难满足。
　　针对这一情况，很多人采用线性规划的办法来寻优，但其关系曲线在很多情况下是非线性的。再加上考虑原料的价格因素，这就成为一个多目标规划问题，我们决定采用复合形法来求解。
1.2　数学模型的建立
1.2.1　复合形法
　　复合形法是求解约束非线性最优化问题的最佳解法，当然对线性规划问题依然有效。它来源于无约束非线性最优化问题的单纯形法。分析方程(1)中的约束条件

　　是一个虚假负相关约束，当等式两边同除以一基准fi(X)时，得到比率全是自由变量，这样就在运算中“消掉”了这一约束条件。但方程(1)中还隐藏着一个潜在的约束条件，即

所以，这是一个求解

minf(X)　　　(X∈En)并受约束于gu(X)＜0　　(u=1，2，…，k)的非线性最优化问题。应首先在设计空间内选取n+1(或k，而n+1≤k≤2n)个初始点，构成一个初始复合形，并且这些初始点或所构造的复合形要位于受约束条件限制的可行域内。对于本项设计，复合形是由2n个点构成的不规则多面体。之后对复合形进行寻优迭代计算，即利用复合形各顶点处目标函数值的大小关系，判断目标函数值的下降方向，不断丢掉函数最大的所谓最差点(Xh)，代之以既使目标函数值有所下降又能满足所有约束条件的一个新点，从而不断地构成新的复合形。如此重复计算，使新的复合形不断地向可行域的最优点移动和收缩，直至得到满足收敛准则的近似解为止。
1.2.2　目标函数的确定
　　由方程(1)，再考虑到原料价格因素，这就成为了多目标规划问题。计算中，我们引入两个加权系数，用一个加权系数表示价格，另一个加权系数表示各个分目标函数的相对重要程度，它的选取决定了坯釉料的各种化学成分的计算结果值的偏差大小。因此，加权系数的选择对本算法相当重要，应慎重考虑。这样采用统一目标的方法将各个值乘以加权系数，就可求解一个目标函数的最小值。它的实质就是将各个目标函数f1(X)，f2(X)，…，fn(X)统一到一个总的“统一目标函数”f(X)中，即令f(X)=f｛f1(X)，f2(X)，…，fn(X)｝

使问题转化为求解min(f(X)　　　X∈En)且受约束于gu(X)＜0　　　(u=1，2，…，k)的形式，把多目标函数的最优化问题转化为单目标函数的最优化问题来求解。由此，可得出以下数学模型：

式中：wi――各种原料含量的加权值；
　　　wj――化学成分含量的加权值；
　　　f(X)――加权处理后的统一目标函数。
1.3　最优配方计算
　　其基本流程为：

　　程序采用Turbo C编成，并在Visual C++5.0平台上编译而成，运算速度很快，优于其他算法。计算初始，人机进行对话，应用人员参与决策，使配方计算精益求精，找到配方计算的最佳协调解。实际上，对于应用者来说，这已成为一个多目标的决策分析过程。

09

一种仿石瓷砖的制造方法
【 文　　摘 】
【 文　　摘 】 一种仿石瓷砖的制造方法，其主要原料的化学组分为：Fe2O3 0.12～1.28％，MgO 0.01～0.2％，CaO 0.01～1.46％，TiO2 0.04～0.68％， AL2O3 15.55～32.25％，SiO2 52.03～74.52％，K2O 0.07～5.34％， Na2O 0.16～8.88％；所述烧成温度面温、底温同时较普通微粉砖降5～ 10℃，急冷段控制在610～620℃之间；烧成温度：1195～1205℃，烧成周期：60～90分钟。本发明利用各种不同颜色的粉料与高白料的对比，按照不同程序布料，形成各种层叠状的纵深透视效果。

 10 镉硒红釉制作方法

　　1 制作原料：采用的化工原料有碳酸钙、氧化镁、硼酸、氧化锌、碳酸锶等，且均为化学纯。色料为景德镇市大千色釉料公司产包裹型镉硒红 .
　　2 工艺流程及主要工艺控制参数
　　2.1 工艺流程
　　基釉：称量――混合、研磨――球磨――过筛――备用
　　色釉及试片：配料（基釉 + 色料）――球磨――过筛――施釉――干燥――烧成――试片
　　2.2 主要工艺控制参数
　　因包裹型色料的特殊结构，球磨时间不宜过长，色釉分二步球磨：基釉先球磨 40 分钟，而后加入色料，混合球磨 20 ～ 40 分钟，球磨为快速磨。球磨时，料 : 球 : 水 =1:1.5:0.9 ，球磨后过 260 目筛，筛余量 0.05 ～ 0.07% ，釉浆比重 1.45 ～ 1.55 。施料方法为刷釉，施釉厚度以 0.6 ～ 0.8mm 为宜。氧化焰下一次烧成， 2.5 ～ 4.5 小时升温至 1280 ℃，保温 0 ～ 30 分钟。
　　色釉配料：基釉 100%+ 大红色料 4%