一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法技术

本发明专利技术涉及一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法，其方法包括：对获取的高炉冶炼过程中的全工序数据进行预处理操作；基于经预处理的数据，通过相关性分析对选取的高炉关键炉况参数进行特征筛选得到影响参数；基于高炉关键炉况参数和影响参数构造目标和约束函数的多元线性拟合函数，通过求解得到优化操作解集；利用预设案例库进行多级匹配并结合可行性分析对优化操作解集的解进行分类排序，得到最优操作解。本发明专利技术通过大数据技术采集、分析和处理高炉参数，基于机器学习与集成学习融合冶金理论与专家经验利用优化算法求得优化操作解，再经多级匹配分析与可行性分析，最终选择最小操作偏差和最低经济成本的解，以用于指导高炉生产。于指导高炉生产。于指导高炉生产。

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法


[0001]本专利技术涉及高炉控制
，尤其涉及一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法。

技术介绍

[0002]由于高炉生产冶炼过程极为复杂，高炉过程参数和生产目标之间存在着复杂的、强耦合性的非线性关系，且影响炉况波动的参数很多，使得高炉优化控制极为困难。
[0003]现有的高炉关键炉况参数优化方法所采用的多为单目标或传统多目标优化，对如何现场应用优化操作解集未作说明，考虑参数不全导致大量高炉生产过程数据没有得到有效利用，因此导致优化结果与现实生产关联性不高且不具有普适性；且现有的高炉关键炉况参数优化方法没有做到智能算法与冶金理论的统筹兼顾，所得优化方案的适用性与合理性存疑。优化结果也没有与生产实际状态进行联系，缺乏灵活性。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法，其解决了现有的高炉关键炉况参数优化方案的关联性不高、不具有普适性、实用性不高、合理性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法，其特征在于，包括：对获取的高炉冶炼过程中的全工序数据进行分类、整合和清洗；基于经分类、整合和清洗的数据，通过相关性分析对选取的高炉关键炉况参数进行特征筛选得到影响参数；基于所述高炉关键炉况参数和所述影响参数构造目标和约束函数的多元线性拟合函数，通过求解所述多元线性拟合函数得到优化操作解集；利用预设案例库进行多级匹配并结合可行性分析对所述优化操作解集的解进行分类排序，得到最小操作偏差和最低经济成本的最优操作解。2.如权利要求1所述的一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法，其特征在于，对获取的高炉冶炼过程中的全工序数据进行分类、整合和清洗包括：获取高炉冶炼过程中的全工序数据；将所有全工序数据以同一工序分类成不同类别，不同类别包括高炉现场原燃料数据、喷煤数据、送风数据、冷却数据以及渣铁数据；将不同工序数据以一设定时间序列索引进行关联，以实现多源数据的整合，再执行如下数据清洗操作：对于工序数据中的重复数据，则直接删除重复数据；对于工序数据中的空值，若空值所占该工序数据的比例小于第一阈值，则将空值部分进行填充，若所占比例不小于第一阈值则直接删除工序数据；对于工序数据中的异常值，若异常值数量所占工序数据的比例大于第二阈值则直接删除该工序数据，若异常值数量所占工序数据的比例不大于第二阈值，在存在非连续的异常值时则采用线性插值进行替换，在存在连续多个异常值则采用样条插值进行替换。3.如权利要求2所述的一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法，其特征在于，基于经分类、整合和清洗的数据，通过相关性分析对选取的高炉关键炉况参数进行特征筛选得到影响参数包括：选取焦比、透气性指数和煤气利用率作为高炉关键炉况参数；将经清洗操作后的数据标准化，以消除数据之间的量纲和取值范围差异的影响；基于经标准化的数据，利用相关性分析分别对所述焦比、所述透气性指数和所述煤气利用率进行特征筛选，得到焦比、透气性指数和煤气利用率这三类参数所对应的影响特征；在焦比、透气性指数和煤气利用率各自对应的影响特征中按影响因子从大到小进行排序，取前N个并取并集作为焦比、透气性指数和煤气利用率的影响参数。4.如权利要求3所述的一种基于工业大数据的高炉关键炉况参数优化方法，其特征在于，基于所述高炉关键炉况参数和所述影响参数构造目标和约束函数的多元线性拟合函数，通过求解所述多元线性拟合函数得到优化操作解集包括：基于所述高炉关键炉况参数和所述影响参数，构造目标和约束函数的多元线性拟合函数；利用优化算法ε
‑
约束法对所述多元线性拟合函数进行如下求解过程：选取焦比作为主要优化目标，透气性指数和煤气利用率则作为目标约束，通过求解透气性指数和煤气利用率的阈值，给焦比的添加目标约束，最终求得焦比在约束条件下的解，即得到优化操作解集；
其中，所述多元线性拟合函数为：f1(x)＝228+4.63x1+5.57x2+10.28x3‑
0.00006x4‑
0.39x5+0.000035x6‑
3.3x7‑
3.4x8‑
3.8x9f2(x)＝73.65
‑
0.12x1‑
0.13x2‑
0.2x3‑
0.44x4+0.87x5+0.0004x6+1.0x7‑
0.45x8‑
0.25x9f3(x)＝0.56
‑
0.00004x1‑
0.00004x2‑
0.00075x3‑
0.00009x4‑
0.0012x5+0.0000001x6+0.007x7+0.01x8‑
0.026x9所述约束条件包括：各个影响参数的约束：x1(49.6，52.8)，x2(1.4，3.5)，x3(1.39，2.23)，x4(322.9，343)，x5(184.5，186.5)，x6(16666，19073)，x7(1.22，1.99)，x8(12.9，13.5)，x9(0.215，0.423)；目标焦比、透气性指数、煤气利用率与其各自影响参数之间的约束：y1＝106.1+4.58x1+5.39x2+11.76x3y2＝65.5
‑
0.45x4+0.88x5+0.0003x6y3＝0.314+0.007x7+0....

【专利技术属性】
技术研发人员：唐珏，储满生，刘志强，石泉，王茗玉，齐月松，柳政根，吕炜，何家雷，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：