一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统技术方案

本申请公开了一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，结合输电线缆生产工艺流程，通过原材料质量评估模型、生产工序质量评估模型、输电线缆质量评估模型对生产的每一个环节进行实时的质量评估与反馈。每个质量评估模型其产生的输出为对本环节生产结果的预测，预测该生产环节导致最后生产的成品不合格的置信度，产生不同程度的预警，从而避免在有较高概率产生不合格品使仍继续生产，导致材料资源和资金浪费的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统
本专利技术属于输电线缆生产质量管理
，涉及一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统。
技术介绍
虽然有国家电网公司编制的《国家电网公司电力线路材料监造大纲》对输电线缆生产过程进行着约束，但抽检、送检依然是输电线缆质量检查的主流方式。目前输电线缆只有在生产完成后才能通过质量检验或者用户投诉后，才能发现质量问题。国家电线电缆质量监督检验中心从对平时样品检测发现，由于原材料质量不合格导致电线电缆产品不合格大约占40％左右，工艺装备占20％左右，人为因素占40％左右。当前工人现场监造输电线缆的模式，存在着在原材料检验、生产工序检验、试验检验、发运前检验中监造漏洞大、成本费用高等各种问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本申请提供一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，将质量管理前移至生产过程环节，将质量问题控制在生产过程环节，进而反馈制造状态的技术，针对当前状态实时指导加工，同时避免对废品继续加工而造成更大的损失，可达到提高产品质量生产率，从而降低成本的目的。为了实现上述目标，本申请采用如下技术方案：一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，所述系统包括设于工厂端的原材料检测模块、生产工序监测模块、成品试验检测模块和发运前检验模块，以及设于远程监控端的原材料质量评估模块、生产工序质量评估模块和输电线缆质量评估模块；所述原材料检测模块，用于检测获取原材料数据；所述原材料质量评估模块，用于基于原材料检测模块检测获取的原材料数据，对原材料质量进行预警评估；所述生产工序监测模块，用于监测生产过程中的生产参数并将监测结果反馈至原材料质量评估模块；所述生产工序质量评估模块，用于基于生产工序监测模块的监测数据和原材料质量评估模块的评估结果，对生产工序质量进行预警评估；所述成品试验检测模块，用于检测成品试验时的试验参数并将检测结果反馈至生产工序质量评估模块；所述输电线缆质量评估模块，用于对输电线缆质量进行评估并将评估结果反馈到原材料质量评估模块和生产工序质量评估模块；所述发运前检验模块，用于基于成品试验检测模块与输电线缆质量评估模块提供的判断信息，对输电线缆质量进行发货前检验。本申请进一步包括以下优选方案：优选地，所述原材料检测模块在各原材料数据达到合格指标时，输出的检测结果为原材料质量合格，否则为原材料质量不合格；所述原材料检测模块的检测结果与原材料质量评估模块的评估结果结合，用于为生产工序监测模块提供预警信息；所述生产工序监测模块监测的生产参数均达到设定标准时，监测结果为成品质量合格，否则为不合格；所述生产工序监测模块的监测结果与原材料质量评估模块的评估结果不一致时，则训练调整原材料质量评估模型的参数；所述生产工序监测模块的监测结果与生产工序质量评估模块的评估结果结合，为成品试验检测模块提供预警信息；所述成品试验检测模块的检测结果与生产工序质量评估模块的评估结果不一致时，将检测结果和对应的生产工序质量评估模型输入数据加入生产工序质量评估模型的训练数据集，重新训练生产工序质量评估模型，进而调整生产工序质量评估模型的参数；所述输电线缆质量评估模块评估结果与原材料质量评估模块或生产工序质量评估模块的评估结果不一致时，则将评估结果和相应模型的输入加入相应模型，重新训练对应模型进而调整相应模型的参数。优选地，所述原材料检测模块检测获取的原材料数据包括钢线含量、铝线含量和铜线含量，以及钢线、铝线和铜线的伸长率和钢线的电阻率；所述生产工序监测模块监测的生产过程中的生产参数包括工艺参数，质量属性和关键质量属性；所述工艺参数包括拉丝生产环节的线速度、退火电压、直流电阻，导体成缆的线速度和氮气压力；所述质量属性包括生产工艺中的导体左X轴导体处、导体右X轴导体处、绝缘最大厚度、绝缘最小厚度外屏平均厚度、外屏最大厚度、外屏最小厚度和护套厚度；所述关键质量属性为生产管控中人工测量的属性；所述成品试验检测模块检测的成品试验时的试验参数包括电压试验的试验电压、耐压时长，局部放电试验的放电量、背景值和试验电压；所述原材料数据的合格指标为：钢线含量大于99％，铝线含量大于99％，铜线含量大于99％，钢线、铝线和铜线的伸长率大于40％，铜线的电阻率小于0.017070。优选地，所述基于原材料检测模块检测获取的原材料数据，对原材料质量进行预警评估，包括：获取每一个原材料数据合格指标两两之间的重要性；根据一致性矩阵法将所述重要性数值化，得到重要性矩阵；对重要性矩阵进行层次单排序和一致性检验，得出各个原材料数据合格指标影响电缆生产质量的权重；结合原材料数据以及各个原材料数据合格指标影响电缆生产质量的权重，预测原材料环节导致最后生产的成品不合格的置信度；根据预测的原材料环节导致最后生产的成品不合格的置信度对原材料质量进行预警评估。优选地，所述根据预测的原材料环节导致最后生产的成品不合格的置信度对原材料质量进行预警评估，包括：当预测的原材料环节导致最后生产的成品不合格的置信度大于或等于0.8时，则发出及时停止生产的预警请求，当预测的原材料环节导致最后生产的成品不合格的置信度大于或等于0.5但小于0.8时，则发出对原材料进一步检验的预警请求；和/或当预测的原材料环节导致最后生产的成品不合格的置信度大于或等于0.5时，评估结果为原材料质量不合格，否则为原材料质量合格。优选地，所述基于生产工序监测模块的监测数据和原材料质量评估模块的评估结果，对生产工序质量进行预警评估，包括：基于生产工序监测模块的监测数据和原材料质量评估模块的评估结果，通过优化如下损失函数，实现对生产工序质量的预警评估，得到生产工序导致最后的成品不合格的置信度：其中，x为输入，y为输出，θ为原材料数据合格指标影响电缆生产质量的权重，用于判断生产过程产生的输电线缆质量是否合格，m为目前采集到的数据条数，n为采集到的数据特征数量，C为调参的系数,cost1为y＝1部分的代价，cost0为y＝0部分的代价；根据生产工序导致最后的成品不合格的置信度对生产过程产生的输电线缆质量进行预警。优选地，当生产工序导致最后的成品不合格的置信度大于或等于设定阈值0.8时，则发出及时停止生产的预警请求，当生产工序导致最后的成品不合格的置信度大于或等于0.5但小于0.8时，则发出针对生产工序进一步检查的预警请求；和/或生产工序导致最后的成品不合格的置信度大于或等于0.5时，评估结果为成品不合格，否则为成品合格。优选地，所述对输电线缆质量进行评估，具体包括：训练数据预处理；基于预处理后的训练数据，设计并训练输电线缆质量评估神经网络模型；实时获取生产工序质量评估模型的评估数据和成品试验检测模块检测的数据，基于训练后的输电线缆质量评估神经网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，其包括设于工厂端的原材料检测模块、生产工序监测模块、成品试验检测模块和发运前检验模块，以及设于远程监控端的原材料质量评估模块、生产工序质量评估模块和输电线缆质量评估模块，其特征在于：/n所述原材料检测模块，用于检测获取原材料数据；/n所述原材料质量评估模块，用于基于原材料检测模块检测获取的原材料数据，对原材料质量进行预警评估；/n所述生产工序监测模块，用于监测生产过程中的生产参数并将监测结果反馈至原材料质量评估模块；/n所述生产工序质量评估模块，用于基于生产工序监测模块的监测数据和原材料质量评估模块的评估结果，对生产工序质量进行预警评估；/n所述成品试验检测模块，用于检测成品试验时的试验参数并将检测结果反馈至生产工序质量评估模块；/n所述输电线缆质量评估模块，用于对输电线缆质量进行评估并将评估结果反馈到原材料质量评估模块和生产工序质量评估模块；/n所述发运前检验模块，用于基于成品试验检测模块与输电线缆质量评估模块提供的判断信息，对输电线缆质量进行发货前检验。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，其包括设于工厂端的原材料检测模块、生产工序监测模块、成品试验检测模块和发运前检验模块，以及设于远程监控端的原材料质量评估模块、生产工序质量评估模块和输电线缆质量评估模块，其特征在于：
所述原材料检测模块，用于检测获取原材料数据；
所述原材料质量评估模块，用于基于原材料检测模块检测获取的原材料数据，对原材料质量进行预警评估；
所述生产工序监测模块，用于监测生产过程中的生产参数并将监测结果反馈至原材料质量评估模块；
所述生产工序质量评估模块，用于基于生产工序监测模块的监测数据和原材料质量评估模块的评估结果，对生产工序质量进行预警评估；
所述成品试验检测模块，用于检测成品试验时的试验参数并将检测结果反馈至生产工序质量评估模块；
所述输电线缆质量评估模块，用于对输电线缆质量进行评估并将评估结果反馈到原材料质量评估模块和生产工序质量评估模块；
所述发运前检验模块，用于基于成品试验检测模块与输电线缆质量评估模块提供的判断信息，对输电线缆质量进行发货前检验。


2.根据权利要求1所述的一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，其特征在于：
所述原材料检测模块在各原材料数据达到合格指标时，输出的检测结果为原材料质量合格，否则为原材料质量不合格；
所述原材料检测模块的检测结果与原材料质量评估模块的评估结果结合，用于为生产工序监测模块提供预警信息；
所述生产工序监测模块监测的生产参数均达到设定标准时，监测结果为成品质量合格，否则为不合格；
所述生产工序监测模块的监测结果与原材料质量评估模块的评估结果不一致时，则训练调整原材料质量评估模型的参数；
所述生产工序监测模块的监测结果与生产工序质量评估模块的评估结果结合，为成品试验检测模块提供预警信息；
所述成品试验检测模块的检测结果与生产工序质量评估模块的评估结果不一致时，将检测结果和对应的生产工序质量评估模型输入数据加入生产工序质量评估模型的训练数据集，重新训练生产工序质量评估模型，进而调整生产工序质量评估模型的参数；
所述输电线缆质量评估模块评估结果与原材料质量评估模块或生产工序质量评估模块的评估结果不一致时，则将评估结果和相应模型的输入加入相应模型，重新训练对应模型进而调整相应模型的参数。


3.根据权利要求2所述的一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，其特征在于：
所述原材料检测模块检测获取的原材料数据包括钢线含量、铝线含量和铜线含量，以及钢线、铝线和铜线的伸长率和钢线的电阻率；
所述生产工序监测模块监测的生产过程中的生产参数包括工艺参数，质量属性和关键质量属性；
所述工艺参数包括拉丝生产环节的线速度、退火电压、直流电阻，导体成缆的线速度和氮气压力；
所述质量属性包括生产工艺中的导体左X轴导体处、导体右X轴导体处、绝缘最大厚度、绝缘最小厚度外屏平均厚度、外屏最大厚度、外屏最小厚度和护套厚度；
所述关键质量属性为生产管控中人工测量的属性；
所述成品试验检测模块检测的成品试验时的试验参数包括电压试验的试验电压、耐压时长，局部放电试验的放电量、背景值和试验电压；
所述原材料数据的合格指标为：钢线含量大于99％，铝线含量大于99％，铜线含量大于99％，钢线、铝线和铜线的伸长率大于40％，铜线的电阻率小于0.017070。


4.根据权利要求2所述的一种基于工业互联网的输电线缆生产质量管理反馈系统，其特征在于：
所述基于原材料检测模块检测获取的原材料数据，对原材料质量进行预警评估，包括：
获取每一个原材料数据合格指标两两之间的重要性；
根据一致性矩阵法将所述重要性数值化，得到重要性矩阵；
对重要性矩阵进行层次单排序和一致性检验，得出各个原材料数据合格指标影响电缆生产质量的权重；
结合原材料数据以及各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫东，张小斐，张富杰，袁少光，耿俊成，万迪明，许冰，朱六璋，刘艳芳，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国网信息通信产业集团有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41