一种基于多元数据融合的工业生产优化方法与系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于多元数据融合的工业生产优化方法及系统，所述方法包括：步骤S1：根据企业生产过程缺陷及待优化目标确定优化策略生成算法及所需的生产过程数据；步骤S2：对所需的生产过程数据进行同步采集；步骤S3：将采集到的数据通过优化策略生成算法进行处理，生成生产优化策略及预警消息；步骤S4：将生产优化策略转化为生产控制指令并传递给生产控制系统，将预警消息推送至用户界面进行显示；步骤S5：生产控制系统接收并执行生产控制指令，进行生产优化调节。采用本发明专利技术的技术方案，可在不改造升级原有生产控制系统的基础上，有效实现优化企业生产控制的目标。有效实现优化企业生产控制的目标。有效实现优化企业生产控制的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多元数据融合的工业生产优化方法与系统


[0001]本专利技术涉及工业生产控制领域，具体为一种基于多元数据融合的工业生产优化方法与系统。

技术介绍

[0002]生产控制系统，如DCS系统、PLC系统、FCS系统等，是工业企业生产过程控制的核心平台，至今已近50年的应用和发展史。生产控制系统的核心是生产过程监测和生产过程控制，其中生产过程控制包括有监督人工干预控制，和无监督系统自动(直接)控制。极少数的生产控制系统具有生产管理、经营管理功能，但这些功能相对较弱，并非其核心功能。生产控制系统对可靠性、安全性的要求极高，一般是在工业企业初建时，由具有资质的设计单位严格按照企业的生产规模、生产工艺流程等进行设计的。生产控制系统是企业生产控制的心脏，主要包括：现场信号传感器/变送器、数据采集站、现场控制站、现场执行机构、专用通讯链路、工程师站、操作员站等，分布于生产现场的各个关键部位。生产控制系统一旦停运，则整个企业将无法进行生产。
[0003]生产控制系统作为工业企业生产过程中最核心的应用平台之一，在当前生产能耗水平迫切降低，生产智能化水平迫切提高的大环境下，工业企业中已投运的生产控制系统会逐步出现不能完全满足上述环境下的应用需求的情况，面临需要升级改造或更换的迫切需求。面对上述实际需求，现有的生产控制系统存在以下缺点：
[0004]1)采集数据点不易扩展
[0005]生产智能化水平的不断提高，需要生产控制系统同步采集更多的生产过程数据，进行生产过程状态诊断，作为更加智能化的控制逻辑的决策基础依据，如：设备/生产线综合耗能、生产设备振动状态、生产设备噪声状态、电能质量状态等。而生产控制系统大都由专业少数专业厂家生产，且预留可扩展数据采集点数量有限；而有些早期的生产控制系统，只支持模拟信号数据采集和扩展，不支持数字信号采集和扩展。在通讯技术飞速发展的今天，新的通讯技术和通讯方式不断涌现，许多早期投产的生产控制系统，根据无法兼容新的通讯方式。
[0006]面对数据采集扩展的新需求，很多生产控制系统无法或很难满足需求，除非对生产控制系统进行大的升级改造。
[0007]2)不宜集成更多的应用数据
[0008]更高级的智能化生产过程控制，需要更加全面的影响生产过程控制策略的外部应用数据作为参照，这些数据可以存在于其它智能设备或智能应用系统中。而生产控制系统在可靠性要求极高的基础前提下，不宜过多的将这些数据集成到系统内部，否则可能会对其可靠性和稳定性形成不良影响。
[0009]3)控制逻辑不易扩展和升级
[0010]智能化控制不但需要在原有基础上采集更多的生产过程数据，还需要对控制逻辑进行改良和升级，因此也需要对现有生产控制系统进行升级改造。
[0011]4)系统改造和升级安全风险大
[0012]生产控制系统的改造升级，需要对原系统涉及的传感器、变送器、信号电缆、电源电缆、网络电缆、端子、数据采集站、现场控制站、现场执行机构、工程师站、操作员站等的外在和内在关系全部进行重新有梳理，其难度相当大，稍有疏漏，即可能埋下安全隐患，因此，系统改造和扩展安全风险很大。
[0013]5)改造成本昂贵
[0014]一般的生产控制系统规模庞大，如其于上述因素对其进行改造，需要请生产控制系统原厂进行改造方案设计和实施，费用昂贵。
[0015]6)停产代价巨大
[0016]生产控制系统在进行改造时，需要进行不同程度的停产，因此，而停产也会给企业带来相当大的经济损失。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的在于提供一种基本多元数据融合的工业生产优化方法和系统，解决工业企业现有生产控制系统存在的改造升级困难、改造升级成本高、风险大的问题。
[0018]本专利技术实施例中，提供了一种基于多元数据融合的工业生产优化方法，其包括：
[0019]步骤S1：根据企业生产过程缺陷及待优化目标确定优化策略生成算法及所需的生产过程数据；
[0020]步骤S2：对所需的生产过程数据进行同步采集；
[0021]步骤S3：将采集到的数据通过优化策略生成算法进行处理，生成生产优化策略及预警消息；
[0022]步骤S4：将生产优化策略转化为生产控制指令并传递给生产控制系统，将预警消息推送至用户界面进行显示；
[0023]步骤S5：生产控制系统接收并执行生产控制指令，进行生产优化调节。
[0024]本专利技术实施例中，步骤S5之后，进一步跳转到步骤S2，重复步骤S2
‑
S5，实现生产过程的闭环优化流程。
[0025]本专利技术实施例中，所述生产过程数据包括生产控制系统数据、智能仪器/仪表/设备数据和第三方系统数据。
[0026]本专利技术实施例中，步骤S1中，所述优化策略生成算法在已有算法库中获取，当算法库中没有匹配的算法时，由人工确定优化算法，开发适配的算法模块，并将该算法模块增加到算法库中。
[0027]本专利技术实施例中，还提供了一种基于多元数据融合的工业生产优化系统，其包括数据采集模块、生产优化算法调度模块、生产优化算法模块、数据存储模块、生产控制优化接口模块及预警消息处理模块，
[0028]所述数据采集模块，用于采集生产过程数据，并将数据推送到数据存储模块中进行存储；
[0029]所述生产优化算法调度模块，用于对生产优化算法模块进行启动和执行调度；
[0030]所述生产优化算法模块，用于根据采集的生产过程数据，进行生产过程状态评估，生成生产控制优化策略；
[0031]所述数据存储模块，用于对生产过程数据、系统配置数据、算法配置数据进行存储，实现数据汇总和数据检索；
[0032]所述生产控制优化接口模块，用于按生产优化算法模块生成的生产过程状态及生产控制优化策略生成生产控制系统可识别的生产优化控制指令；
[0033]所述预警消息处理模块，用于实现预警消息的接收、转发及存储。
[0034]本专利技术实施例中，所述的基于多元数据融合的工业生产优化系统，还包括：
[0035]生产控制优化人机交互模块，用于对生产过程状态、生产预警信息、生产优化策略进行显示、统计、查询；
[0036]配置管理模块，用于对数据采集、生产优化控制算法调度、生产优化控制算法注册、数据存储策略、数据显示策略进行管理和配置。
[0037]本专利技术实施例中，所述数据存储模块包括实时数据库、时序数据库、历史数据库、系统配置库和算法配置库，
[0038]所述实时数据库，用于对瞬时变化的生产过程数据进行存储或实时计算；
[0039]所述时序数据库，用于按时间变化对生产过程数据进行存储、汇总、检索；
[0040]所述历史数据库，用于对生产过程历史数据进行存储、检索；
[0041]所述系统配置库，用于对系统中各种配置数据、参数数据进行存储；
[0042]所述算法配置库，用于对生产优化算法模块注册信息及调度信息进行存储和检索。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多元数据融合的工业生产优化方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据企业生产过程缺陷及待优化目标确定优化策略生成算法及所需的生产过程数据；步骤S2：对所需的生产过程数据进行同步采集；步骤S3：将采集到的数据通过优化策略生成算法进行处理，生成生产优化策略及预警消息；步骤S4：将生产优化策略转化为生产控制指令并传递给生产控制系统，将预警消息推送至用户界面进行显示；步骤S5：生产控制系统接收并执行生产控制指令，进行生产优化调节。2.如权利要求1所述的基于多元数据融合的工业生产优化方法，其特征在于，步骤S5之后，进一步跳转到步骤S2，重新采集生产过程数据，重复步骤S2
‑
S5，实现生产过程的闭环优化流程。3.如权利要求1所述的基于多元数据融合的工业生产优化方法，其特征在于，所述生产过程数据包括生产控制系统数据、智能仪器/仪表/设备数据和第三方系统数据。4.如权利要求1所述的基于多元数据融合的工业生产优化方法，其特征在于，其特征在于：步骤S1中，所述优化策略生成算法在已有算法库中获取，当算法库中没有匹配的算法时，由人工确定优化算法，开发适配的算法模块，并将该算法模块增加到算法库中。5.一种基于多元数据融合的工业生产优化系统，其特征在于，包括数据采集模块、生产优化算法调度模块、生产优化算法模块、数据存储模块、生产控制优化接口模块及预警消息处理模块，所述数据采集模块，用于采集生产过程数据，并将数据推送到数据存储模块中进行存储；所述生产优化算法调度模块，用于对生产优化算法模块进行启动和执行调度；所述生产优化算法模块，用于根据采集的生产过程数据，进行生产过程状态评估，生成生产控制优化策略；所述数据存储模块，用于对生产过程数据、系统配置数据、算法配置数据进行存储，实现数据汇总和数据检索；所述生产控制优化接口模...

【专利技术属性】
技术研发人员：白江涛，苏则驰，唐丽，
申请(专利权)人：深圳市双合电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：