Информационная технология и программно-аппаратная система идентификации и контроля качества твердых и жидких сред на базе телевизионной спектрозональной текстурометрии
Технология предназначена для оперативного контроля качества объектов пищевой промышленности (мясных и рыбных, вин и соков), топливной и химической промышленности (нефтепродуктов, удобрений), косметической и парфюмерной промышленности (кремов, мазей).
Данные об исследуемых объектах формируются с помощью их подсветки калиброванными по цветовому интервалу люминесцентными светодиодами и регистрации изображений в разных спектральных диапазонах черно-белой ТВ-камерой высокой чувствительности и разрешения.
В комплексе используются светодиоды, излучающие в синем (В), зелёном (G), красном (R) и инфракрасном (IR) диапазонах длин волн.
Общий вид лабораторного образца комплекса оперативного контроля качества твердых и жидких сред показан на рисунке 1.
На рисунке 2 приведен спектрально-текстурный портрет соевой муки, несущий информацию об ее отражательной способности и текстуре в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне.
R
IR
Новизна инновационного решения:
Новая технология автоматизированного анализа цветотекстурной палитры твердых и жидких сред – независимо от ориентаций и положений используемых проб, а также подготовленности экспертов – основана на:
формировании цветного изображения анализируемого объекта с помощью спектрально стабильных источников освещения с легко контролируемыми параметрами;
формировании специального статистического описания цветотекстурной палитры, позволяющего сократить огромное количество (порядка 800х600х24 бит) неупорядоченной информации до информативного вектора относительно небольшой размерности, обладающего инвариантностью к положению и ориентации проб относительно регистрирующей фототехники;
генерации баз данных и знаний для хранения изображений эталонных цветотекстурных палитр проб, подлежащих анализу, совместно с другими характеристиками данных проб и правилами анализа.
Основное ноу-хау проекта базируется на конверсионной технологии локационного распознавания двумерных образов методом фазового портрета.
Технология опирается на изобретение ученых университета:
• патент РФ № 2178562, 2001.
Разработчики:
Институт «Системная автоматизация и инноватика», кафедра «Информационные технологии», д.ф-м.н., проф. Краснов А.Е.; Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, Москва;
ООО «Растр Технолоджи», Москва.
Информационная технология и программная система управления и контроля качества процессов конструирования композитных соединений для пищевой промышленности
Технология и система предназначены для:
расчета значений функционально-технологических свойств пищевых смесей в зависимости от массовых долей смешиваемых компонентов
вычисления значений массовых долей смешиваемых компонентов при конструировании продуктов заданного качества
определения содержания отдельных компонентов смеси по совокупности функционально-технологических свойств продукта.
Программная
система включает:
базу данных (БД) ингредиентов продуктов и их функционально-технологических свойств (ФТС);
экспертную систему (ЭС) для расчета значений ФТС пищевых смесей в зависимости от массовых долей смешиваемых компонентов и вычисления значений массовых долей смешиваемых компонентов при конструировании продуктов заданного качества;
ЭС определения содержания отдельных компонентов смеси по совокупности функционально-технологических свойств продукта.
Новизна инновационного решения:
В проекте решается задача нахождение оптимальных массовых долей компонентов для получения смеси с необходимыми физико-химическими, органолептическими, функционально-технологическими и другими свойствами или характеристиками (уровнем кислотности, уровнем влажности и т.д.). Задача решается с использованием поэтапного приближения. Использование поэтапного приближения (с построением регрессионно-факторных зависимостей) обусловлено высокими требованиями к результатам и недостаточной точностью линейной модели зависимости характеристик смеси от массовых долей её компонентов.
Отличительные особенности:
использование математической модели расчета рецептур продуктов, учитывающей разброс значений характеристик сырья и ингредиентов, а также структурную неоднородность продукта
использование математического аппарата с учетом нелинейной зависимости опорных качеств показателей смеси от показателей ингредиентов и их массовых доле
настройка системы по экспериментальным данным в условиях реального времени
упрощение планирования эксперимента
повышение точности статистических оценок
повышение достоверности модели зависимости показателей смеси от показателей ингредиентов и их массовых долей
упрощение процедуры подбора массовых долей с учетом поставленных задач.
Технология опирается на изобретение ученых университета:
• патент РФ № 2269910, 2006 г.;
• патент РФ № 2269911, 2006 г.;
• свид. отр. рег. прогр. для ЭВМ№ 5940, 2006 г.; № 5941, 2006 г.;№ 6889, 2006 г.;
№ 7099, 2006 г.;№ 10730, 2008 г.
Разработчики:
Институт «Системная автоматизация и инноватика», к.т.н., проф. Воробьева А.В., д.ф-м.н., проф. Краснов А.Е.