基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法，该方法面向产品生产全生命周期中的每个周期，以升级前的旧工艺和/或升级后的新工艺完成当前周期的产品目标产量的生产实际消耗原材料的量、允许碳排余量、目前使用新工艺已完成生产的产品在产品目标产量中的占比为求解所构建的目标函数的变量参数，在规划每个周期的产品生产工艺升级方案时，综合新、旧工艺的优势，提升了产量、减少了碳排、降低了成本。降低了成本。降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法


[0001]本专利技术涉及产品生产工艺升级规划
，具体涉及一种基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法。

技术介绍

[0002]使用不同的生产工艺生产相同的产品，单位时间内的产量、生产成本、碳排放量通常并不相同。相比较旧工艺，新工艺可能带来提升单位时间产量、降低生产成本等积极效果，但也可能带来增加碳排放量的不利后果；或是，新工艺虽然减少了碳排放量，但对于产量的提升、生产成本的降低却作用有限等等；因此，企业如何在限定碳排额度的情形下，综合新、旧工艺各自的优势，在产品生产的全生命周期中的每个周期规划出最优的工艺升级方案，在碳排不超标的前提下，尽可能提升产量、降低成本成为目前摆在各大企业面前的一道难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术以提升产量、减少碳排、降低生产成本为目的，面向产品生产全生命周期中的每个周期，提供了一种基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法。
[0004]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：提供一种基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法，步骤包括：S1，设定产品生产全生命周期中的每个规划周期的工艺升级动态规划的目标函数，记为；S2，获取求解当前周期的所述目标函数的各个参数的参数值；S3，求解所述目标函数，得到以升级后的新工艺拟生产产品的产量占所述当前周期的产品目标产量的比例；S4，判断是否达到工艺升级动态规划的终止条件，若是，则终止对工艺升级的动态规划，并根据每一所述规划周期的所述目标函数的输入、输出数据，形成关联每个所述规划周期的规划结果并按照预设的可视化方法显示给用户；若否，则以步骤S1
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S3提供的方法继续对所述当前周期的下一所述规划周期进行产业工艺升级动态规划。
[0005]作为优选，步骤S1中设定的所述目标函数通过以下公式（1）表达：公式（1）中，表示在所述当前周期以升级前的旧工艺和升级后的新工艺完成对所述当前周期的所述产品目标产量的生产实际消耗原材料的量；表示在所述当前周期以升级前的所述旧工艺和/或升级后的所述新工艺完成对所述当前周期的所述产品目标产量的生产产生的碳排量；
表示使用所述新工艺进行生产的产量在所述产品目标产量的比值；表示优化时使用所述新工艺已完成生产的产量在所述产品目标产量的占比；分别表示在求解所述目标函数时的权重。
[0006]作为优选，通过以下公式（2）计算而得：公式（2）中，表示使用所述旧工艺将原材料转化为产品的转化系数；表示使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数；表示分配给所述旧工艺生产产品的产量；表示分配给所述新工艺生产产品的产量；表示使用所述旧工艺生产产量的产品所消耗的原材料的量；表示使用所述新工艺生产产量的产品所消耗的所述原材料的量。
[0007]作为优选，通过以下公式（3）计算而得：公式（3）中，表示使用所述旧工艺将原材料转化为产品产生的碳排放量的碳排系数；表示使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品产生的碳排放量的碳排系数；表示使用所述旧工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数；表示使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数。
[0008]作为优选，步骤S2中，各所述参数包括拟在所述当前周期生产的所述产品目标产量、使用升级前的旧工艺将原材料转化为产品的转化系数、使用升级后的新工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数、使用所述旧工艺将所述原材料转化为所述产品产生的碳排放量的碳排系数、使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品产生的碳排放量的碳排系数，以及优化时使用所述新工艺完成生产的产量在所述产品目标产量的占比。
[0009]作为优选，步骤S3中，求解所述目标函数的方法为：令；
求解出时的值作为以升级后的所述新工艺拟生产的产品产量在所述当前周期的所述产品目标产量所占的所述比例的值。
[0010]作为优选，步骤S4中的所述终止条件为步骤S3计算得到的所述比例。
[0011]作为优选，步骤S4中，需要可视化的所述规划结果包括在每个所述规划周期对产品生产工艺升级方案进行规划前及规划后生产所述产品目标产量的碳排量数据，对规划前或规划后的碳排量数据进行可视化的方法步骤包括：S41，将厂区的gis地图划分为若干个网格单元；S42，计算每个所述网格单元的碳排气体厚度和碳排气体颜色；每个所述网格单元的所述碳排气体厚度通过以下公式（4）计算而得：公式（4）中，表示所述网格单元内的第个碳排放源在当前的所述规划周期排放的碳排气体密度；表示在当前的所述规划周期内在所述网格单元内排放的所述碳排放源的数量；每个所述网格单元的所述碳排气体颜色通过以下公式（5）计算而得：公式（5）中，表示表征碳排气体的基础底色调的色调值；表示可视化参数；S43，以所计算的所述碳排气体厚度和所述碳排气体颜色在对应的所述网格单元中绘制碳排云，以此为可视化方式表征所述网格单元的碳排情况。
[0012]作为优选，通过以下公式（6）计算而得：公式（6）中，表示分布函数，的表达式如以下公式（7）的表达式如以下公式（7）表示所述网格单元的中心位点距离第个所述碳排放源中心点的距离；表示正态分布的均值；表示正态分布的标准差；表示第个所述碳排放源产生的碳排放量。
[0013]本专利技术具有以下有益效果：1、面向产品生产全生命周期中的每个周期，以升级前的旧工艺和升级后的新工艺完成当前周期的产品目标产量的生产实际消耗原材料的量，允许碳排余量、目前
使用新工艺已完成生产的产品在产品目标产量中的占比为求解所构建的目标函数的变量参数，在规划每个周期的产品生产工艺升级方案时，确保了在分配给当前周期的碳排额度不超标的前提下，综合新、旧工艺的优势，提升了产量、降低了成本。
[0014]2、对每个周期在生产工艺升级方案规划前和规划后的碳排量数据，以具有碳排气体厚度特征和碳排气体颜色特征的碳排云的可视化方式表征在划设的企业厂区gis地图上的对应网格单元内，根据规划前和规划后的两张可视化图像可以清晰对比规划前、后的碳排控制效果。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术一实施例提供的基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法的实现步骤图；图2是对碳排量数据进行可视化的方法步骤图；图3是对厂区的gis地图划分成若干个网格单元的示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。
[0018]其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法，其特征在于，步骤包括：S1，设定产品生产全生命周期中的每个规划周期的工艺升级动态规划的目标函数，记为；S2，获取求解当前周期的所述目标函数的各个参数的参数值；S3，求解所述目标函数，得到以升级后的新工艺拟生产产品的产量占所述当前周期的产品目标产量的比例；S4，判断是否达到工艺升级动态规划的终止条件，若是，则终止对工艺升级的动态规划，并根据每一所述规划周期的所述目标函数的输入、输出数据，形成关联每个所述规划周期的规划结果并按照预设的可视化方法显示给用户；若否，则以步骤S1
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S3提供的方法继续对所述当前周期的下一所述规划周期进行产业工艺升级动态规划。2.根据权利要求1所述的基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法，其特征在于，步骤S1中设定的所述目标函数通过以下公式（1）表达：公式（1）中，表示在所述当前周期以升级前的旧工艺和升级后的新工艺完成对所述当前周期的所述产品目标产量的生产实际消耗原材料的量；表示在所述当前周期以升级前的所述旧工艺和/或升级后的所述新工艺完成对所述当前周期的所述产品目标产量的生产产生的碳排量；表示使用所述新工艺进行生产的产量在所述产品目标产量的比值；表示优化时使用所述新工艺已完成生产的产量在所述产品目标产量的占比；分别表示在求解所述目标函数时的权重。3.根据权利要求2所述的基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法，其特征在于，通过以下公式（2）计算而得：公式（2）中，表示使用所述旧工艺将原材料转化为产品的转化系数；表示使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数；表示分配给所述旧工艺生产产品的产量；表示分配给所述新工艺生产产品的产量；表示使用所述旧工艺生产产量的产品所消耗的原材料的量；表示使用所述新工艺生产产量的产品所消耗的所述原材料的量。4.根据权利要求2所述的基于碳排数据的产业工艺升级动态规划及可视化方法，其特
征在于，通过以下公式（3）计算而得：公式（3）中，表示使用所述旧工艺将原材料转化为产品产生的碳排放量的碳排系数；表示使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品产生的碳排放量的碳排系数；表示使用所述旧工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数；表示使用所述新工艺将所述原材料转化为所述产品的转化系数。5.根据权利要求1所述的基于碳排数据的产业工艺升...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晶，张伟，钟宜国，舒婷婷，刘仁来，陈燕，严珂，
申请(专利权)人：杭州经纬信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：