一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理系统及方法，属于物料智能化管理技术领域。方法包括步骤S100：将堆料场和仓库的堆料和物料上传至钢铁元宇宙平台，并对上传的数据进行接收、存储并进行数据清理和数据整合；步骤S200：按清理和整合的数据对堆料和物料的物理实体、虚拟实体、业务模型及标识信息进行封装；步骤S300：通过元宇宙查看堆料和物料数据信息，同时查看在不同情况下堆料和物料生产情况；步骤S400：对用户产品需求情况进行统计，并针对堆料和物料需求建虚拟立堆料和物料调度；根据企业实际情况对业务模型进行评估，建立业务模型模板，并对超出生产用料失败率门阀值的数据进行预警处理。率门阀值的数据进行预警处理。率门阀值的数据进行预警处理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及物料智能化管理
，具体为一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理系统及方法。

技术介绍

[0002]工业元宇宙是指在新发展理念指引下，在新一代人工智能技术引领下，借助新时代各类新技术群跨界融合，实现工业领域中“人、虚拟空间与现实空间”虚实映射或交互或融合，以虚促实、以虚强实的工业全要素链、全产业链、全价值链(三链)智慧、协同、开放、服务、互联的复杂数字工业经济系统。元宇宙在工业领域的落地与拓展，是新型工业数字空间，新型工业智慧互联网系统，数字经济与实体经济融合发展的新型载体。
[0003]智慧料场是钢铁生产长流程的第一道工序，实现堆料和物料的分类堆放和自动提取。传统料场存在流程繁琐、堆场盘点难度大、堆场实时管理难、堆场自动化程度低、成品库倒垛效率低等问题。
[0004]钢铁行业生产制造工序多、工序复杂、传统生产过程的人力与经验依赖较为严重，亟需建立高效、畅通的钢铁堆料和物料智能化管理来满足企业或个人对堆料和物料实时监控，可以查看不同情况下堆料和物料生产情况，并需要一种可以评估元宇宙模型成熟度的机器学习，来减少人力物力的浪费，并保证标识解析保证数据唯一性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理系统及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，所述物料智能化管理方法包括：
[0007]步骤S100：钢铁企业将堆料场和仓库的堆料和物料数据上传到钢铁元宇宙平台，钢铁元宇宙平台对上传的数据进行接收并存储至资源管理模块，对接收的数据进行数据清理和数据整合；
[0008]步骤S200：钢铁元宇宙平台对整合和清理后的数据按堆料和物料的物理实体和虚拟实体进行能力封装，并建立堆料和物料建立物理实体和虚拟实体模型，设立标识信息；
[0009]步骤S300：用户通过元宇宙24小时查看堆料和物料数据，同时查看在不同时间、不同环境和不同生产流程情况下物料生产情况；
[0010]步骤S400：对产品需求情况进行统计，并针对不同地区的堆料和物料需求进行虚拟的堆料和物料调度；根据企业实际情况对虚拟调度后的企业业务模型进行评估，建立业务模型模板，并对超出生产用料失败率门阀值及低于生产用料成功率门阀值的数据进行预警处理。
[0011]根据上述技术方案，所述步骤S100包括：
[0012]S101：钢铁企业内有多个堆料场和仓库，钢铁企业将堆料集合H0：{球团、焦碳、铁
矿石、石灰石、烧结矿、板坯、型钢、中厚板、热轧板卷、冷轧板卷、钢轨、焊管、铸钢件及无缝管等}及其他材料信息，所述材料信息集合H1：{原材料厂家名称、堆料和物料种类、堆料和物料体积、堆料和物料重量、生产日期及所在位置(例如所在仓储节点和料场地点等)}，以及堆料和物料的进料、存料、混料及上料的信息集合H2：{数量、质量、地点(矿点)和时间等}通过5G网络24小时实时发送到钢铁元宇宙平台；
[0013]S102：钢铁元宇宙平台对数据信息进行接收，将所述数据信息存储至资源管理模块；
[0014]S103：钢铁元宇宙平台中的物理实体模块将资源管理模块中采集到的数据进行数据清理和数据整合；所述数据清理是在数据中剔除无效数据和重复不符合实际情况数据；所述数据整合是按物理实体模板要求将堆料和物料数据进行整理、分类、归类与统计，所述整理内容包括：堆料和物料名称、参数(体积、数量、重量及质量等)、位置(矿点和仓库点)、时间及物理实体标识编码等其他信息。
[0015]根据上述技术方案，所述物理实体模板＝{物理实体表(堆料和物料名称、参数(体积、数量、重量和质量等)、位置(矿点、仓库点)和时间等)，操作(入库、出库、回收和丢弃)，唯一物理实体标识编码}；所述物理实体标识编码具有唯一性，堆料和物料有唯一物理实体标识编码；所述数据标识信息模板＝{堆料和物料唯一实体标识编码，堆料和物料标识信息(包括企业信息、产品信息、产品溯源跟踪信息及产品统计信息等)}；业务模型模块数据包括业务模型模板＝{工业流程、行为、规则及堆料和物料要求，业务模型等}。
[0016]根据上述技术方案，所述虚拟实体模块根据物理实体模块提供的物理实体表，对堆料和物料通过高清设备和三维制作软件构建堆料和物料三维数据模型，并对每个物理实体对应的三维数据模型建立虚体实体数据库；所述虚拟实体模板＝{虚拟实体表(堆料和物料名称、物理实体标识编码及三维数据模型参数)及唯一虚拟实体标识编码}；
[0017]所述虚拟实体标识编码具有唯一性，堆料和物料有唯一虚拟实体标识编码。
[0018]根据上述技术方案，所述步骤S300中查看堆料状态信息具体方式为：企业或个人查看堆料状态数据监控、远程监控、堆料智能调度及自动化作业，操作人员通过AR、VR或3D眼镜设备扫描堆料和物料标识编码，调出堆料和物料能力模板参数，可以24小时查看堆料和物料以及堆料和物料的进料、存料、混料、上料的数量及质量等信息，同时可以查看在不同时间、不同环境或不同生产流程情况下堆料和物料生产情况。
[0019]根据上述技术方案，在步骤S400中，所述针对不同地区的物料需求进行虚拟的堆料和物料调度需要构建相应的匹配算法；
[0020]所述匹配算法包括步骤如下：
[0021]S401：对不同地区的未来Q时间内的钢铁需求进行预测，预测方法为：
[0022][0023]其中，X
(k)
为未来Q时间内的钢铁需求量；为近3年内的该时间段历史钢铁需求量；c为补偿值；X0为近半年内的订单量；
[0024]S402：整理不同地区的堆料和物料存储数量及产品需求状况，将不同地区的堆称名料H0及对应堆料存储数量与该地区的钢铁产品需求进行统计，建立折线统计图；
[0025]S403：建立网格坐标，根据折线统计图分析堆称过剩及堆料不足地区，在堆称过剩地区设立红色标志点记为(x
a
,y
b
),(x
c
,y
d
)，
…
，(x
n
,y
m
)，在堆称不足地区设立蓝色标志点记为(x
e
,y
f
),(x
g
,y
h
)，
…
，(x
q
,y
p
)；
[0026]S404：对堆称过剩及堆料不足地区进行堆料和物料的调度，对所有堆称过剩及堆料不足地区进行连线匹配，建立匹配算法：
[0027][0028]其中，Y为两地匹配度；L
i
为两地之间距离；s为运输系数，v
avg
为两地之间运输的平均速度；Q0为两地之间的运输每吨成本；T为堆料不足地区所需的运输重量；z为运输损耗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，其特征在于，所述物料智能化管理方法包括：步骤S100：钢铁企业将堆料场和仓库的堆料和物料数据上传至钢铁元宇宙平台，钢铁元宇宙平台对上传的数据进行接收并存储至资源管理模块，并对接收的数据进行数据清理和数据整合；步骤S200：钢铁元宇宙平台对整合和清理后的数据按堆料和物料的物理实体和虚拟实体进行能力封装，并建立堆料和物料物理实体和虚拟实体模型，设立标识信息；步骤S300：用户通过元宇宙24小时查看堆料和物料数据，同时查看在不同时间、不同环境和不同生产流程情况下堆料和物料生产情况；步骤S400：对产品需求情况进行统计，并针对不同地区的物料需求进行虚拟的堆料和物料调度；根据企业实际情况对虚拟调度后的企业业务模型进行评估，建立业务模型模板，并对超出生产用料失败率门阀值及低于生产用料成功率门阀值的数据进行预警处理。2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，其特征在于，所述步骤S100包括：S101：钢铁企业将堆料和物料名称集合H0、材料信息集合H1及堆料和物料的进料、存料及混料上料信息集合H2通过5G网络24小时实时发送到钢铁元宇宙平台；S102：钢铁元宇宙平台平台对数据信息进行接收，将所述数据信息存储至资源管理模块；S103：钢铁元宇宙平台中的物理实体模块将资源管理模块中采集到的数据进行数据清理和数据整合；所述数据清理是在数据中剔除无效数据、重复数据以及不符合实际情况的数据；所述数据整合是按物理实体模板要求将堆料和物料数据进行整理、分类、归类与统计。3.根据权利要求2所述的一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，其特征在于，所述物理实体模板包含：物理实体表,操作,物理实体标识编码；所述物理实体标识编码具有唯一性，堆料和物料有唯一物理实体标识编码。4.根据权利要求3所述的一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，其特征在于，根据物理实体模板提供的物理实体表，对堆料和物料通过高清设备和三维制作软件构建三维数据模型，并将所述三维数据模型保存至虚拟实体模板，并对每个物理实体对应的三维数据模型建立虚体实体数据库；所述虚拟实体模板包含虚拟实体表：堆料和物料名称、物理实体标识编码、三维数据模型参数及唯一虚拟实体标识编码；所述虚拟实体标识编码具有唯一性，堆料和物料有唯一虚拟实体标识编码。5.根据权利要求4所述的一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，其特征在于，所述步骤S300中查看在不同时间、不同环境和不同生产流程情况下堆料和物料生产情况的具体方式为：用户查看堆料状态数据监控、远程监控、堆料智能调度及自动化作业，操作人员通过AR、VR或3D眼镜设备扫描堆料和物料标识编码，调出堆料和物料能力模板参数。6.根据权利要求5所述的一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理方法，其特征在于，步骤S400的过程如下：S401：对不同地区企业的未来Q时间内的钢铁需求进行预测，整理不同地区的堆料和物料存储数量及产品需求状况，将不同地区堆料和物料存储数量与该地区的钢铁产品需求进
行统计，建立折线统计图；S402：建立网格坐标，根据折线统计图分析并标记堆称过剩及堆料不足地区，并对堆料不足地区进行堆料和物料的调度；S403：建立业务模型，分析计算企业的生产用料成功率及生产用料失败率；S404：设置生产用料成功率门阀值Q及生产用料失败率门阀值P；当生产用料成功率小于生产用料成功率门阀值Q或生产用料失败率大于生产用料失败率门阀值P时，启动预警设备。7.一种基于元宇宙平台的钢铁物料智能化管理系统，其特征在于，所述物料智能化管理系统包含应用层、钢铁元宇宙平台、网络层、钢铁堆料、物料仓库和标识...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲，马勇，路玮，周晓龙，袁明华，吴占鑫，
申请(专利权)人：联通雄安产业互联网有限公司，
类型：发明
国别省市：