基于机器学习的箱纸板质量预测模型构建及比较

作     者：钱继炜 李继庚 满奕 洪蒙纳 何正磊 QIAN Jiwei;LI Jigeng;MAN Yi;HONG Mengna;HE Zhenglei

作者机构：华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 人工智能与数字经济广东省实验室(广州)广东广州510335 中新国际联合研究院广东广州510555 

出 版 物：《中国造纸》 (China Pulp & Paper)

年 卷 期：2023年第42卷第7期

页      面：72-78,129页

学科分类：0711[理学-系统科学] 082903[工学-林产化学加工工程] 07[理学] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0829[工学-林业工程] 082201[工学-制浆造纸工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFE0201400) 人工智能与数字经济广东省实验室(广州)青年学者项目(PLZ2021KF0019) 

主　　题：机器学习 数据挖掘 造纸工业 质量预测 软测量 

摘      要：箱纸板生产涉及一系列复杂工艺流程,且由于缺乏关键质量的在线监测手段,进而导致质量管控困难。为此,本研究尝试基于机器学习方法建立可在线监测箱纸板质量的预测模型,也称软测量模型,以促进上述问题的有效解决。本研究采用箱纸板企业实际数据,训练并比较了随机森林(RF)、梯度提升回归(GBR)、K近邻回归(KNN)及偏最小二乘回归(PLS)在多项质量指标上的预测表现。结果表明,不同质量指标本身很大程度上影响了预测精度的上限,而不同算法对理论上限的逼近程度有显著差异。复杂、非线性的集成模型(RF、GBR)相较于简单模型(KNN、PLS)有更好的表现。