陶瓷配方设计操作说明书.doc

第 33 页 陶瓷配方设计V1.0 /陶瓷配方设计V1.0使用说明书1 、概述陶瓷配方设计V1.0采用最优化技术算法，是一项智能型的最优化技术。软件会自动选择原料并计算出最优（成本最低）配比，其不仅满足配方的化学性能指标，而且能兼顾配方的物理性能指标。设计计算快速、简便、准确是陶瓷配方设计计算的一项创新。现在，网上只有陶瓷配方计算管理软件，请注意是“管理软件”。而不是设计计算软件。百度搜索“陶瓷配方计算软件”只有“陶瓷配方计算管理”，而没有真正可以应用的陶瓷配方设计计算软件。因此陶瓷配方设计V1.0是国内首发的陶瓷配方设计计算软件，是真正的设计计算软件。软件应用于陶瓷、水泥、玻璃等硅酸盐行业的配方设计计算。软件作者在1999年8月中国陶瓷第35卷第4期发表的最优化技术在陶瓷配方中的应用一文祥细阐述了配方设计的数学模型和原理。2015年8月21日，陶瓷配方设计V1.0软件作者获得了国家版权局签发的软件著作权登记证书，证书号：软著登字第1049953号。1.0、名词解释1.0.1、软件陶瓷配方设计V1.0软件，简称-软件。1.0.2、必选n必选即配方中必须选择的原料，其n为1，2，3。即必选1，必选2, 必选3。1.0.3、用量n“用量”是与“必选”相对应的，当选择了必选原料，就应该在“用量n”列中输入所用量。其n为1，2，3。即用量1，用量2, 用量3。1.0.4、表头表头即数据库表中的各数据标题。例如“原料名称”、“SiO2”等。1.0.5、表1表1主界面中“配方配比和原料化学组成表”，简称“表1”。1.0.6、表2表2主界面中“目标配方化学组成表”，简称“表2”。1.0.7、表3表3主界面中“各配方化学组成表”，简称“表4”。1.0.8、表4表4主界面中“各配方坯（釉）式和性能表”，简称“表4”。1.1、软件用途软件应用于陶瓷行业的配方设计和计算。能自动从原料库中挑选原料并计算最优配比，其不仅可以自动满足配方的化学组成，而且可以自动兼顾配方的最佳成本；还可以兼顾配方的成型性能和其它物理性能。软件集成了常用配方性能计算，其包括：配方的坯（釉）式、耐火度、烧成温度、熔融温度、酸性系数等，以保证快速、简便、准确；为陶瓷配方设计提供技术参数参考。最后打印报表。1.2、软件功能概述软件应用于陶瓷行业的配方设计和计算。引入了数据库，操作简便、误差小，易于管理。传统的陶瓷配方设计计算采用逐项满足计算法，其不仅计算繁琐而且有时不能计算出配方配比（即无解），具有不确定性；所以增加了陶瓷配方设计难度，是陶瓷配方设计计算的一大缺憾。本软件采用最优化技术算法，是一种模糊计算法，是一个智能型的最优化技术。软件会自动选择原料并计算出最优（成本最低）配比，其不仅满足配方的化学性能指标，而且能兼顾配方的成型性能和其它物理性能；是陶瓷配方设计计算的一项创新。为了减轻陶瓷配方设计常用的相关性能参数的繁琐手工计算。软件集成了常用配方性能计算，其包括：配方的坯（釉）式、耐火度、烧成温度、熔融温度、酸性系数等，以保证快速、简便、准确；为陶瓷配方设计提供技术参数参考。相关的计算成果可以最终打印报表或储存报表，可以规范存档。本软件是一个辅助配方设计计算的工具，因此它离不开使用者的经验和智慧；更不能抛弃必要的工艺试验。1.3、软件系统结构配方设计V1.0原料库界面目标库界面参于计算的原料化学组成和记录计算所得配方配比表1主界面记录计算所得的配方化学组成表3记录计算后配方的坯(釉)式、耐火度、烧成(熔融)温度、酸性系数表4用户密码 验证界面注册界面参于计算的目标配方化学组成表21.4、软件算法模型概述 在陶瓷配方的设计中，组成陶瓷配方的原料的化学成份或物理性能指标与陶瓷配方绝大部分呈线性关系。因此可以建立线性规划数学模型；线性规划问题在最优化技术中，可以用单纯性法来求解。建立陶瓷配方设计计算的数学模型在约束条件下： A11X1+A12X2+A1mXmB1 ( 或B1) A21X1+A22X2+A2mXmB2 ( 或B2) . An1X1+An2X2+AnmXmBn( 或Bn)Xj0 (j=1,2,3,m)求目标函数P=C 1X 1+C 2X 2+C mXm =min (或max)其中:Amn为原料（m为原料个数，n为原料的化学组成或物理性能指标）,Bn为目标配方的化学组成或物理性能指标,Cm为原料的价格。P为所求解的极值，M为原料的个数，N为约束条件个数，A为约束方程组的矩阵。其中M+1列为“关系符”由“，=，”组成。1.5、软件运行环境1.5.1、硬件环境CPU Pentium 333MHz，内存128MB以上，硬盘40GB。1.5.2、操作系统:WinXP/Vista/Win71.5.3、安装方式免安装，可以直接运行。2 、软件操作界面软件主要由用户注册框、用户登录界面、主界面，原料库界面，目标库界面组成。其中包含相应的提示框、菜单栏，快捷键栏、控制条栏等。2.1、用户注册 未注册本软件的用户进入软件系统首先会出现试用次数提示框，最大试用次数为50次。点击“确定”按钮进入用户注册界面。点界面中的“注册信息”，弹出软件注册提示框。按上述要求和作者联系，将序列号发送给作者将会获得软件注册码。将注册码输入到注册码框中，点“确定注册码”键弹出确认注册码提示栏。点击“确定”键。弹出提示栏。至此，软件注册成功。点击“OK”键，弹出“验证密码”提示框。如果想试用，直接点击“试用”按键，进入下一界面，开始你试用之旅。试用只有20次机会，你一定要珍惜哟。注册用户则不弹出“注册信息”提示框，而是弹出“验证密码”提示框。2.2、用户登录首次使用（或试用）可以设置密码，未设置前密码为空，点“进入”键可以直接进入。当点击“修改密码”弹出修改密码提示框。输入两次密码后点击“确定”，软件将记住设置的密码；以后进入软件就必须输入密码后才能进入。2.3、主界面主界面主要由菜单栏、快捷键栏、鼠标所指处的说明栏、控制条栏、计算表格显示栏所组成。2.3.1、菜单栏。祥见【3、菜单功能介绍】。2.3.2、快捷按钮栏。祥见【4、主界面快捷键介绍】。2.3.3、鼠标所指处说明栏。当鼠标在停在界面某处上，该框会有简要说明。2.3.4、控制条栏。2.3.5、计算表格显示栏计算表格显示栏可以显示四个表格：“配方配比和原料化学组成表（表1）”、“目标配方化学组成表（表2）”、“各配方化学组成表（表3）”、“各配方坯（釉）式和性能表（表4）”。计算表格显示栏在未进行配方计算前只显示“配方配比和原料化学组成表（表1）”和“目标配方化学组成表（表2）”。、配方配比和原料化学组成表（表1）配方配比和原料化学组成表（表1），简称“表1”。由原料名称、配方配比、必选n（必选原料，必选1、必选2、必选3）、原料化学组成（包括其它1、其它2、其它3）、单价、备注、日期组成。其中：A、“配方配比”是配方计算后所得配方比数据记录处。其显示的配比是通过计算转换成含灼减的配方配比。C、必选原料是设计配方时兼顾考虑配方成型性能而特定的选择项（祥见【3.2.1、配方计算】）。B、原料化学组成（包括其它1、其它2、其它3，是去灼减的百分比含量。参阅【3.2.1、配方计算】）、单价是参与配方计算的主要数据。C、单价在软件运行用起很重要的作用，软件在配方计算时会优先自动挑选低成本的原料。但当为了优先考虑满足配方性能时，可以将单价设为1；即不考虑成本，只考虑满足性能。备注不能超过25个汉字，或50个英文字母。D、表1的数据可以手工直接输入，但输入时一定要将化学组成去灼减。也可以从原料库界面双击原料名就可将原料的化学组成输入到主界面的表1中，软件会自动将化学组成做去灼减处理。还可以点原料库界面的键成批输入到主界面的表1中，软件自动将化学组成做去灼减处理。(参于配方计算的原料不要超过35种，因为太多会影响运算速度，电脑配置低的会很卡或死机)。E、计算后表1的“配比”列中会显示计算所得的配方配比（含灼减），并且表1会精简显示（只显示配方所用的原料），控制条栏的键会自动变成键。如果要查看所有原料，点击键就可以显示表1的全部原料。、目标配方化学组成表（表2）目标配方化学组成表（表2），简称“表2”。由目标配方名称、用量n(必选原料用量，用量1、用量2、用量3)、目标配方化学组成（包括其它1、其它2、其它3，参阅【3.2.1、配方计算】）、备注、日期组成。其中：A、必选原料用量是与必选原料对应的，选择必选原料此处应该设置必选择原料的用量。这样软件在配方计算时就会兼顾选择必选的原料和其引用量。（参见【3.2.1、配方计算】）B、目标配方的化学组成是配方计算所欲达到的目标，因此这些数据是参与配方计算的重要数据。C、表2的数据可以手工直接输入，但输入时一定要将化学组成去灼减。也可以从目标库界面双击目标配方名就可将目标配方的化学组成输入到主界面的表2中，并会自动将化学组成做去灼减处理。计算表格显示栏是主界面主要数据显示的地方，其设置的准确性关系到配方计算的成功率。因此，此栏设置是软件的重要部分。配方计算计算后，计算表格显示栏中会显示三个表。即：表1，表2，表3。表1中配比1、配比2是我们所需要的配方。表3是二个配方的化学组成和平均误差率。用户可以比较配方和目标配方的指标。B、验算组成计算，当点击键会弹出对话框。点击对话框中“OK”，各配方化学组成表（表3）则只显示所验算的一个配方化学组成。配方计算、坯（釉）性能计算后，计算表格显示栏中会显示四个表。即：表1，表2，表3、表4。、各配方化学组成表（表3）各配方化学组成表（表3），简称“表3”，其是计算后所得的2个配方的化学组成显示表（当“验算组成”计算，表3只显示所验算一个配方化学组成）；用户可以直观地比较各配方和目标配方的各项指标。表3的数据也是表4计算配方坯（釉）式和性能的依据。、各配方坯（釉）式和性能表（表4）各配方坯（釉）式和性能表（表4），简称“表4”。 当目标配方为坯料配方，通过配方计算后点键即可进行坯性能计算；软件将计算出配方的坯式、一价系数、三价系数、二价系数、耐火度、烧成温度、酸性系数。当目标配方为釉料配方，通过配方计算后点键即可进行釉性能计算；软件将计算出配方的釉式、一价系数、三价系数、二价系数、耐火度、熔融温度、酸性系数。2.4、原料库界面点击菜单栏或快捷键的“原料库”，显示原料库界面。其主要由菜单栏、快捷键栏、鼠标所指处的说明栏（菜单栏、快捷键栏、鼠标所指处的说明栏,和主界面的一样可以参见【2.3主界面】，此就不再重复。）、控制条栏、原料库显示栏组成。原料库显示栏由原料库表、分类标签组成。2.4.1、快捷键栏2.4.2、原料库表原料库表是各种原料化学组成（包括其它1、其它2、其它3）的数据库。它的参数准确性直接关系到配方计算的准确性。因此必须保证其准确无误。2.4.3、分类标签栏为了便于管理，可以在原料库表中设置原料的分类标签。例如“*长石”、“*石英”、“*粘土”等，也可以按产地等划分。但必须在分类标签名称前加“*”以区别分类标签名和原料名。请关注，原料库的“编号”。 “*粘土”编号为“0”，“*长石”编号为“30”这说明粘土类的原料可以输入29种。只要是粘土类的原料其编号在29以内就会自动排列到粘土类中。若想增加粘土类的数量，可以将“*长石”的编号改大点。同理长石、石英或以产地分类的原料也可以这样设置。当点击“分类标签”栏中的“*粘土”，原料库表会只显示粘土类原料。点击键恢复显示全部原料。当点击“分类标签”右角的键，“分类标签”列会关闭，控制条栏的“批量输入”键会变成键，点击其又会出现“分类标签”列。2.4.4、全部显示当点击键，原料库表则会显示全部原料。2.4.5、批量输入将原料库界面的原料库表中当前所显示的数据成批输入到主界面的表1中。当点击键，会弹出选择原料数量提示栏。按“Yes”键，软件会将当前显示的原料批量选入主界面的表1中。批量输入主界面表1的数据是自动做灼减计算处理的化学组成。2.4.6、单选双击原料库界面的“原料库表”中的某个原料名称，软件会将所点击的原料选入主界面的表1中，并显示在最后。数据是自动做灼减计算处理的化学组成。当原料库界面“原料库表”的表头和主界面表1的表头不同时，会弹出警示栏。两表表头不同是不能批量输入或单选输入原料化学组成的。祥见【3.2.1、配方计算】。2.4.7、删除原料库删除原料库表的所有数据，删除后不能恢复。点键弹出提示栏。点击“Yes”键将删除原料库表的所有数据，删除后不能恢复。建议删除前先将软件组中的“数据库”文件夹备份。当误删除数据时，可以将“数据库” 文件夹复制粘贴回来。2.5、目标库界面点击菜单栏或快捷键的“目标库”，显示目标库界面。其主要由菜单栏、快捷键栏、鼠标所指处的说明栏、控制条栏、目标库显示栏。组成。目标库显示栏由目标库表、分类标签组成。其中, 菜单栏、快捷键栏、鼠标所指处的说明栏和主界库面的一样可以参见【2.3主界面】，此就不再重复。目标库是欲达到配方设计计算目的的配方化学组成数据库。它和原料库的参数的准确性直接关系到配方计算的准确性。因此必须保证其准确无误。为了便于管理，可以在目标库表中设置目标的分类标签。例如“* 釉”、“*坯”等，也可以按地域等划分。但必须在分类标签名中加入“*”以区别分类标签名和目标名。当点击左面分类标签目录树中的分类标签名时，会使右面的目标库只显示该类目标组。从而缩小了查找范围。若欲查看全部目标点击扭即可。添加目标配方化学组成先点击控制条的，然后在新增的空白的表格中输入。参见【2.4.3、分类标签栏】。删除某个目标配方先点击选中欲删除的目标配方名称，然后再点击控制条的。修改参数后必须点击控制条的加以确定，否则目标库不保存。2.5.1、单选双击目标库界面表中的某个目标配方名称，软件会将所点击的目标配方的化学组成选入主界面的表2中，主界面的表2是去灼减的化学组成。2.5.2、删除目标库删除目标库表的所有数据，删除后不能恢复。点键弹出提示栏。点击“Yes”键将删除目标库表的所有数据，删除后不能恢复。建议删除前先将软件组中的“数据库”文件夹备份。当误删除数据时，可以将“数据库” 文件夹复制粘贴回来。3、菜单功能介绍3 .1、界面点界面菜单会弹出：主界面、原料库、目标库、清空主界面数据、打印/预览、退出。3.1.1、主界面点击后显示主界面。3.1.2、原料库点击后显示原料库界面。3.1.3、目标库点击后显示目标库界面。3.1.4、清空主界面数据为了批量清空主界面表1、表2的数据，可以点击按钮，弹出提示框。其只是清空了主界面的数据，便于重新输入各种原料和目标配方的相关参数。而原料库、目标库界面所存储的数据不会清空。3.1.5、打印/预览通过配方计算后点击键就可以进行打印和预览。若只进行了配方计算，则只能打印/预览配方计算结果表若进行了配方计算和坯（釉）性能计算，则可以打印/预览配方计算结果表和配方性能表（二个报表）。在打印预览界面中，可以设置打印机也可以将打印文件保存或打开已保存的打印文件。保存文件扩展名为*.QRP。3.1.6、退出退出本软件。3.2、计算点计算菜单会弹出：配方计算、验算组成、坯性能计算、釉性能计算。3.2.1、配方计算配方计算是本软件的重点，其最优化技术算法可以自动选择原料库中的原料，以达到满足目标配方各项性能和最优成本的要求。当然，这些繁杂的算法完全交给本软件去计算，用户只要设置好表1和表2即可。因此，设置好表1、表2是用户配方计算成功的关键。当主界面的表1输入了相关数据（参见【2.4.5、批量输入】）、表2都输入了相关数据（参见【2.5.1、单选】）后点即可进行配方计算。为了增加软件配方计算的成功率，用户应了解原料在配方中的作用；了解各原料的主要引入成份。如：粘土主要引入Al2O3，滑石主要引入MgO，石灰石主要引入CaO，长石主要引入K2O 、Na2O等等。根据“目标配方的化学组成表（表2）”来设置主界面的“配方配比和原料化学组成表（表1）”。也可以加大“配方配比和原料化学组成表（表1）”的品种让电脑自动选择。但最多不能超过35种。若想兼顾考虑配方的成型性能还可以在表1的“必选n”列中选择有关提高配方成型性能的原料，并在表2的“用量n”列中输入该原料的用量, 并必须点击键以保证数据存入目标库中。例如，机泥一般加5%的易县土，以提高配方的成型性能。在此可以在原料易县土的“必选n”栏设置“选”，在“目标配方的化学组成表（表2）”的“用量n”栏设“5”。这样设置后，在软件配方计算时会自动选择易县土，并保证配比在5%左右。若目标配方中含程序未预设氧化物成份。如ZnO可以将其放置于“其它n”栏。“其它n”是作为程序预定的氧化物以外的其它理、化性能。其可以是化学成份，也可以是物理指标，只要是满足线性关系都可以。例如：矿物组成、有机物含量、颗粒级比分布、比表面积等等。由于版面的因素以及考虑程序大小在本程序中只留了三个“其它”栏。点击表1的表头“其它n”弹出另外加入常用的氧化物名称列表栏。直接点选其中相应的氧化物名即可，此时表1的表头“其它n”的名称会显示选择的氧化物名。例如点击表头“其它1”在常用氧化物名称列表栏中选择ZnO，则表1的“其它1”和表2的“其它1”都会同时变成“ZnO”。若常用氧化物名称列表栏中中仍没有，即非常用的氧化物，则点最下面的“其它”。出现“输入氧化物名称”对话框。在框中输入相应的氧化物名称，此名称一定要准确并注意名称的大小写和化学元素的价数的正确；因为它将参考后面的坯（釉）式计算和耐火度、烧成（熔融）温度的计算。点击“OK”键。出现“输入氧化物分子量”对话框。在框中输入氧化物分子量。此分子量一定要精准，因为它将参考后面的坯（釉）式计算和耐火度、烧成（熔融）温度的计算。本软件可以设置三种预设以外的氧化物。若超过三种则只能用手工先计算单元素的用量,余下的化学组成再用本程序进行计算。通过配方计算，主界面显示增加了表3。3.2.2、验算组成由于本软件采用的是最优化技术算法，其Fe2O3,TiO2舍去不计。因此配方计算后可以用“验算组成”测算一下配方计算所得的配方化学组成。当点击键会弹出对话框。在此框中输入1或2，点击“OK”，在主界面显示出验算组成结果表；一次只显示一个配方的化学组成。3.2.3、坯性能当目标配方为坯料配方，通过配方计算后点键即可进行坯性能计算；软件将计算出配方的坯式、一价系数、三价系数、二价系数、耐火度、烧成温度、酸性系数。3.2.4、釉性能当目标配方为釉料配方，通过配方计算后点键即可进行釉性能计算；软件将计算出配方的釉式、一价系数、三价系数、二价系数、耐火度、熔融温度、酸性系数3.3、窗口点窗口菜单会弹出：层叠、水平、垂直。各界面可以单独显示，也可以层叠、水平、垂直显示。在设计计算时可以灵活应用。注意：这三种不同的显示必须在分别已打开过三个界面后才能实现。当你发现未实现，打开各界面后再点相应的显示界面钮。3.4.1、层叠3.4.2、水平3.4.3、垂直3.5、帮助点帮助菜单会弹出：帮助、注册、关于。3.5.1、帮助点击此键，会弹出帮助文件。3.5.2、注册未注册用户点击此键会进入注册界面，注册的用户此键为灰色不可用。祥见【2.1、用户注册】3.5.3、关于点击此键会弹出软件名、版本、作者及联系方式信息。4、主界面快捷键介绍4.1、主界面快捷键 和菜单栏的“主界面”功能一样。点击后显示主界面。4.2、原料库快捷键和菜单栏的“原料库”功能一样。点击后显示原料库界面。4.3、目标库快捷键和菜单栏的“目标库”功能一样。点击后显示目标库界面。4.4、配方计算快捷键和菜单栏的“配方计算”功能一样。（参见【3.2.1、配方计算】）。4.5、验算组成快捷键和菜单栏的“验算组成”功能一样。（参见【3.2.2、验算组成】）。4.6、坯性能快捷键和菜单栏的“坯性能”功能一样。（参见【3.2.3、坯性能】）。4.7、釉性能快捷键和菜单栏的“釉性能”功能一样。（参见【3.2.4、釉性能】）。4.8、层叠快捷键和菜单栏的“层叠”功能一样。（参见【3.4.1、层叠】）。4.9、水平快捷