[发明专利]优化算法及优化药用珠核生产工艺的方法

说明书

本发明涉及一种优化算法及优化药用珠核生产工艺的方法，所述优化算法包括如下步骤：(1)实验：确定实验所需的因素数，并采用正交试验法得到正交实验数据；(2)建模：采用BP神经网络建模，设置因子节点数及目标节点数，并对所述正交实验数据进行交叉验证以对所述BP神经网络进行神经元的训练；(3)寻优：结合R语言的实数编码程序，采用遗传算法对所述目标节点数进行目标优化并标出。所述优化药用珠核生产工艺的方法结合优化算法，对药用珠核的抑菌效果进行测试以找到最佳条件下的抑菌效果，生产出优质珍珠。本发明的优化算法提供稳定可靠的模型以寻找到最优结果，步骤简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及一种优化算法及优化药用珠核生产工艺的方法。

背景技术

淡水育珠主要是在河蚌外套膜的结缔组织中，植入外套膜细胞片培育无核珍珠，育珠周期长达5年，且培育的珍珠颗粒较小，圆珠率低(5％)，大部分形状不规则，经济价值低。我国是淡水珍珠的生产大国，其产量占世界产量的95％，其中浙江省诸暨市是我国淡水珍珠养殖、加工和销售的最大基地，总产量占全国总产量的一半以上，被誉为“中国珍珠之乡”，但销售额只有3.8亿美元，仅占世界珍珠销售总额45亿美元的8％。究其原因，主要是我国淡水珍珠质量差，优质、高档圆珠比例较低。因此，为了提高淡水珍珠的价值，已经进行了大量的研究和开发，目前取得了一些成功，如有贝壳打磨制成珠核，插入淡水河蚌内脏囊或外套膜的核位上，所产出的珍珠为全珍珠质有核珍珠。由于对母贝要进行手术植核，其伤口的愈合好坏直接关系到珍珠的品质，所以核珠的消炎抗菌作用对珍珠质量的影响非常重要。因此，如何优化药用珠核的生产工艺条件已然成为我们亟需解决的重要问题。

R语言是统计功能最强大的编程语言，具有平台独立、免费开源、扩展性极强等特点，且具备强大数学统计分析和科学数据可视化功能，可通过编制函数扩展现有R语言，操作简单，浮点运算功能强大。而国内多数人对R语言比较陌生，在R语言环境下运用BP神经网络和遗传算法对药用珠核生产工艺条件进行分析和验证更是屈指可数。BP神经网络是一种误差反向传播算法的多层前馈网络，通过反向传播不断调整网络的权值和阈值，是目前应用最为广泛的网络模型之一。但BP神经网络模型也存在部分局限性，如算法收敛速度慢、网络模型的冗余性、算法陷入局部极值等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种步骤简单、操作方便、在R语言环境下多种算法结合并寻找最优解的优化算法及优化药用珠核生产工艺的方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种优化算法，所述优化算法包括如下步骤：

实验：确定实验所需的因素数，并采用正交试验法得到正交实验数据；

建模：采用BP神经网络建模，设置因子节点数及目标节点数，并对所述正交实验数据进行交叉验证以对所述BP神经网络进行神经元的训练；

寻优：结合R语言的实数编码程序，采用遗传算法对所述目标节点数进行目标优化并标出。

进一步地，所述因子节点数与所述因素数相等。

进一步地，所述步骤“建模”中，采用的BP神经网络为3层结构。

进一步地，所述步骤“建模”还包括：

所述神经元包括隐层神经元，以拟合误差数据和预测误差数据作为隐层神经元的选取依据，选取最优的隐层神经元的个数以确定BP神经网络的稳定可靠性。

进一步地，所述步骤“建模”中，采用留一法对所述输出后的节点数进行交叉验证。

本发明还提供了一种优化药用珠核生产工艺的方法，采取如上所述的优化算法，所述优化药用珠核生产工艺的方法包括如下步骤：

S1：提供若干组珠核，设置因素数，采用正交试验制备药用珠核；