【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锡冶炼数字孪生，具体为一种基于数字孪生技术的仿真模型和预测方法。
技术介绍
1、数字孪生技术是在电脑里复制工厂里的物理对象，并模拟工厂在现实环境中的行为，对产品的设计、工艺、制造，乃至整个工厂进行虚拟仿真，从而提高产品研发、制造的生产效率，提前预判出错的可能，实现节约生产成本、降低生产损耗的目的。
2、随着国际能源危机的日益严重，在全球节能减排的大背景下，我国也提出了自己的节能战略，工业能耗作为我国能耗的重要组成部分，在该行业进行节能减排迫在眉睫。对锡冶炼过程构建数字孪生的仿真模型有利于对全产业过程实现实时监测和控制，更好的指导锡冶炼的过程，节约能耗，降低企业生产成本。
3、现有的数字孪生仿真平台只是对生产过程进行传统模拟和数据的可视化监测，而对于锡冶炼这种高能耗生产过程，未充分利用采集数据的价值。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于数字孪生技术的仿真模型和预测方法，具备锡冶炼生产过程的在线监测问题等优点，解决了上述技术问题。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于数字孪生技术的仿真模型，包括采集端、控制端和输出端；
5、所述采集端由数据模块构成，用于对锡冶炼过程中的数据进行采集，所述数据模块包括静态数据信息模块和动态数据信息模块，所述动态数据信息模块用于对生产过程中的实时数据进行采集，所述静态数据信息模块
6、所述控制端由核心功能模块构成，用于对底层采集的数据进行分类和相关整理，将处理好的数据导入预测模型进行预测，并将预测结果发送到输出端；
7、所述输出端由三维可视化模块构成，用于对生产过程的设备进行三维模型搭建，模拟冶炼过程的工艺并实现实时数据的可视化。
8、作为本专利技术的优选技术方案，所述静态数据信息模块中包括历史数据信息单元和能耗标准数据库单元，所述历史数据信息单元用于存储历史数据，通过历史数据对生产过程进行辅助处理，所述能耗标准数据库单元用于对生产过程的能耗进行对比和分析。
9、作为本专利技术的优选技术方案，所述核心功能模块还包括数据整理模块、预处理模块和算法模块。
10、作为本专利技术的优选技术方案，所述数据整理模块用于实现对上传的数据进行分类处理，所述预处理模块用于实现对数据异常值进行检测以及对缺失值进行填补，所述算法模块用于对生产过程中能耗的趋势进行预测计算。
11、作为本专利技术的优选技术方案，所述三维可视化模块包括预警模块、系统管理模块、孪生模型模块和预测展示模块。
12、作为本专利技术的优选技术方案，所述预警模块用于实现对生产过程中设备的异常状况进行监测和报警，所述预警模块包括报警模块和快速定位模块，所述系统管理模块用于实现对整个数字孪生仿真模型的管理控制。
13、作为本专利技术的优选技术方案，所述系统管理模块包括登录单元和远程调节控制单元，所述孪生模型模块包括设备模型单元和统计单元，所述孪生模型模块用于对生产过程的步骤和数据整合结果的模拟，所述预测展示模块用于对三维可视化模块中算法的预测结果进行结果展示。
14、本专利技术还包括一种基于数字孪生技术的仿真模型的预测方法，包括权利要求上述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，包括以下步骤：
15、s1、确定锡冶炼生产过程中的输入输出变量，建立能耗预测模型；
16、s2、获取生产过程中的能耗信息数据和能耗影响因素数据，作为初始数据集；
17、s3、对步骤s2中的初始数据集进行训练集和测试集的划分，然后将训练样本用于训练预测模型；
18、s4、对生产过程中的数据进行能耗预测分析；
19、s5、得到分析结果，并对分析结果进行误差处理。
20、与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于数字孪生技术的仿真模型和预测方法，具备以下有益效果：
21、本专利技术通过对高能耗生产过程的在线预测，提高了数据的利用价值，同时为能源规划和管理提供了重要依据，预测能耗可以帮助决策者了解未来能源需求的趋势和变化，从而制定合理的能源政策和策略，这有助于优化能源供应、减少资源浪费，并促进可持续发展。
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1.一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：包括采集端、控制端和输出端；
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述静态数据信息模块中包括历史数据信息单元和能耗标准数据库单元，所述历史数据信息单元用于存储历史数据，通过历史数据对生产过程进行辅助处理，所述能耗标准数据库单元用于对生产过程的能耗进行对比和分析。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型和预测方法，其特征在于：所述核心功能模块还包括数据整理模块、预处理模块和算法模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述数据整理模块用于实现对上传的数据进行分类处理，所述预处理模块用于实现对数据异常值进行检测以及对缺失值进行填补，所述算法模块用于对生产过程中能耗的趋势进行预测计算。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述三维可视化模块包括预警模块、系统管理模块、孪生模型模块和预测展示模块。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述
7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述系统管理模块包括登录单元和远程调节控制单元，所述孪生模型模块包括设备模型单元和统计单元，所述孪生模型模块用于对生产过程的步骤和数据整合结果的模拟，所述预测展示模块用于对三维可视化模块中算法的预测结果进行结果展示。
8.一种基于数字孪生技术的仿真模型的预测方法，包括权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：包括采集端、控制端和输出端；
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述静态数据信息模块中包括历史数据信息单元和能耗标准数据库单元，所述历史数据信息单元用于存储历史数据，通过历史数据对生产过程进行辅助处理，所述能耗标准数据库单元用于对生产过程的能耗进行对比和分析。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型和预测方法，其特征在于：所述核心功能模块还包括数据整理模块、预处理模块和算法模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的仿真模型，其特征在于：所述数据整理模块用于实现对上传的数据进行分类处理，所述预处理模块用于实现对数据异常值进行检测以及对缺失值进行填补，所述算法模块用于对生产过程中能耗的趋势进行预测计算。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯早，李超群，马朝君，彭巨擘，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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