(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210631975.9 (22)申请日 2022.06.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114707368 A (43)申请公布日 2022.07.05 (73)专利权人 南京玻璃纤维研究设计院有限公 司 地址 210012 江苏省南京市雨 花西路安德 里30号 (72)发明人 于守富　赵明　刘鑫　郎玉冬　 赵谦　陈阳　匡宁　 (74)专利代理 机构 南京理工大 学专利中心 32203 专利代理师 朱炳斐(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G16C 60/00(2019.01) G06F 111/06(2020.01) 审查员 朱琳玲 (54)发明名称 一种矿石纤维成分精确设计方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种矿石纤维成分的精确设 计方法及系统， 方法包括： 采集不同地区的几种 矿石纤维成分， 作为成分设计的原材料； 将不同 地区矿石纤维的配比作为需求解的未知量、 期望 设计的矿石纤维成分作为输入， 构建多目标优化 模型； 基于不同地区矿石纤维的配比， 为模型添 加限制条件； 通过 “自适应NSGA ‑GA”算法对多目 标优化模型进行求解： 即根据矿石纤维成分的误 差容忍值， 通过可行解集与期望成分的误差， 自 适应的选择NSGA ‑Ⅲ算法中的参数， 并得到可行 解集。 再通过贪婪最佳优先算法在可行解集中寻 找最优解， 作为最终矿石纤维配比。 本发明较传 统的多元方程组模型、 传统的单目标优化模型和 传统的多目标优化模型， 具有更高的准确性和效 率。 权利要求书3页 说明书12页 附图2页 CN 114707368 B 2022.08.12 CN 114707368 B 1.一种矿石纤维成分精确设计方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 采集不同地区的若干种矿石纤维成分， 作为矿石纤维成分 设计的原材 料； 将不同地 区矿石纤维已有的配比作为需求解的未知量、 期望设计的矿石 纤维成分配比 作为输入， 构建多目标优化模型； 所述多目标优化模型的具体形式为： 式中， 表示第i个地区矿石纤维的配比， i=1,...,n，n表示地区总数； 表示第i个 地区矿石纤维中第 j个成分的含量， j=1,...,m，m为成分总个数，   表示期望设计矿石纤 维中第j个成分的期望值， mi n表示由设计 计算出的成分值与期望成分的差 达到最小； 基于不同地区矿石纤维的配比， 为所述多目标优化模型添加限制条件； 所述 限制条件 具体为： 上述限制条件的具体含义为： n个地区的设计配比和为1， 同时每个地区的配比必须介 于0‑1之间； 期望设计矿石纤维的成分和为100， 同时每个成分的期望值必须介于0 ‑100； 为矿石纤维领域内的容忍误差， 计算出的成分值与期望成分之间的误差小于 ； 对多目标优化模型进行求解， 得到不同地区矿石纤维配比的可行解集； 所述对多目标 优化模型进行求解， 具体采用 “自适应NSGA ‑GA”算法对多目标优化模型进行求解， 过程包 括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114707368 B 2确定NSGA ‑Ⅲ算法中的初值， 包括矿石纤维配比的种群数N、 交叉概率 、 变异概率 、 进化代数M； 使用NSGA ‑Ⅲ算法对多目标优化模型进行求解， 得到不同地区矿石纤维配比的可行解 集， 通过可行解集与期 望成分的误差， 自适应调整NSGA ‑Ⅲ算法中的参数及矿石纤维领域内 的容忍误差 ； 在可行解集中寻找最优解， 作为 最终矿石纤维配比。 2.根据权利要求1所述的矿石纤维成分精确设计方法， 其特征在于， 所述自适应调整 NSGA‑Ⅲ算法中的参数， 具体包括： 若不是所有的成分的计算值与期望成分的误差均在容忍误差 之内， 则增加种群 数N、 交叉概率 和进化代数M； 若所有的成分的计算值与期望成分的误差均在容忍误差 之 内， 增加变异概 率 ； 在所有的成分的计算值与期望成分的误差均在容忍误差 之内的前提下， 减少种群 数 N以及进化代数M 。 3.根据权利要求1所述的矿石纤维成分精确设计方法， 其特征在于， 所述自适应调 整矿 石纤维领域内的容忍误差 ， 具体为： 自适应调低容忍误差 ， 之后调整种群数N以及进化代数M使得所有的成分的计算值与 期望成分的误差均在容忍误差 之内； 判断计算误差是否在容忍误差 之内， 若是则重复上述过程， 否则结束容忍误差 的 调整。 4.根据权利要求3所述的矿石纤维成分精确设计方法， 其特征在于， 所述在可行解集中 寻找最优解， 作为最终矿石纤维配比， 具体通过贪婪最佳优先算法在可行解集中寻找最优 解， 过程包括： 将初始矿石纤维配比的可 行解放入优先队列中， 并设为 开始结点； 取出队列结点作为当前拓展结点， 设置为已访问； 若当前矿石纤维配比的可 行解为最优解， 则路径搜索结束， 否则进行 下一步； 访问当前 可行解的所有相邻可 行解， 即访问前 结点的所有相邻子节点； 对于每一个子节点， 获取其相关信息值并进行路径更新， 将其子节点的父亲结点指向 当前结点； 对新的矿石纤维配比队列进行一次优先级排序； 优先级最高的矿石纤维配比即为 最优解， 将其作为 最终矿石纤维配比。 5.基于权利要求1至4任意一项所述设计方法的矿石 纤维成分精确设计系统， 其特征在 于， 所述系统包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114707368 B 3