基于物联网实时监测优化铝板生产的方法和系统技术方案

提供了一种基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，包括以下步骤：S1基于物联网实时收集初始铝板生产方案的各项参数，确定初始铝板生产方案的碳排放及成本；S2进行碳排放热点分析并优化铝板生产方案。可以有效监测碳排放、成本及产品性能，并做到及时优化验证，实现铝板材生产方案的优化。铝板材生产方案的优化。铝板材生产方案的优化。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网实时监测优化铝板生产的方法和系统


[0001]本专利技术涉及铝板生产领域，尤其涉及一种基于物联网实时监测优化铝板生产的方法和系统。

技术介绍

[0002]铝板生产在整个铝加工产业当中处在产业链的中游，其上游是电解铝行业，通过向电解铝企业采购铝锭进行加工，生产铝板材。尽管在整个铝产业链中，铝板材生产所产生的碳排放占比较低，但对其生产过程的进一步调控优化有助于碳排放的进一步降低。此外，从全生命周期的角度来看，板材生产的碳排放不应忽略其上游原材料的排放。因此，铝板材生产的全生命周期碳排放不容小觑。
[0003]铝板材生产的全生命周期碳排放来源主要包括能源消耗(天然气等)产生的碳排放，电力消耗产生的间接碳排放以及上游原材料的碳排放。目前铝板材生产碳排放计算及优化措施集中应用在生产前，这种方法无法对生产过程进行实时的碳排放监测及优化，因此铝板材生产过程的碳排量无法精确控制。此外，材料性能受诸多因素影响，前端减碳优化对产品性能的影响无法预估，缺少一种能够实时反馈碳排放量，优化方案及确保产品性能的方法。
[0004]因此，有必要研究一种基于物联网实时监测优化铝板生产的方法和系统来解决上述的一个或多个技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述至少一个技术问题，根据本专利技术一方面，提供了一种基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，其特征在于包括以下步骤：
[0006]S1基于物联网实时收集初始铝板生产方案的各项参数，确定初始铝板生产方案的碳排放及成本；
[0007]S2进行碳排放热点分析并优化铝板生产方案；
[0008]S21：设定目标产品的性能参数，包括屈服强度、抗拉强度、硬度和耐腐蚀性，并键入方案优化系统；
[0009]S22：方案优化系统分析生产过程碳排放主要来源，包括原材料来源，能源来源和工序来源，确定碳排放热点，结合碳排放热点模拟多种减碳方案，计算分析系统计算多种减碳方案的碳排放量及成本；
[0010]S23：方案优化系统分析成本热点，结合成本热点模拟多种降本方案，计算分析系统计算多种降本方案的成本及碳排放量；
[0011]S24：方案优化系统计算模拟材料性能，主要参数包括加工工艺、温度和产品组分，计算步骤S22及S23所提出的各个方案的材料性能参数；
[0012]S25：调用步骤S22、S23和S24中的碳排放量、成本和性能参数，计算不同优化方案的综合结果，采用以下模型进行模拟计算：
[0013][0014]其中，P：性能参数，cc：碳排放成本系数，CE：碳排放量，C：成本；
[0015]S26：根据综合结果确定优化方案；
[0016]S27：控制系统根据确定的优化方案调控铝板生产系统各项参数输入，包括调控能源消耗量，电力消耗量及物料投入量。
[0017]根据本专利技术又一方面，所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的方法还包括步骤：S3验证所述确定的优化方案。
[0018]根据本专利技术又一方面，步骤S3进一步包括：S31基于物联网实时收集所述确定的优化方案的各项参数，确定碳排放及成本，并对产出的产品性能参数进行测定，当性能参数达到所述目标产品的性能参数，且碳排放量和成本与初始铝板生产方案相比降低达到预期，则方案验证通过。
[0019]根据本专利技术又一方面，所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的方法还包括S4：当工艺参数被调整时，再次重复执行步骤S1
‑
S3。
[0020]根据本专利技术又一方面，步骤S1中利用以下公式确定初始铝板生产方案的碳排放，
[0021][0022]其中，CE：碳排放量；i:能源类别；e：电力消耗量；j：上游原材料类别；f
i
：i能源的消耗量；E
i
：i能源的碳排放因子；E
e
：电力消耗的碳排放因子；m
j
：j类原材料的消耗量；E
j
：j类原材料的碳排放因子。
[0023]根据本专利技术又一方面，还提供了一种基于物联网实时监测优化铝板生产的系统，其特征在于包括：
[0024]物联网监测采集系统，用于实时收集初始铝板生产方案的各项参数，确定初始铝板生产方案的碳排放及成本；
[0025]计算分析系统与方案优化系统，用于进行碳排放热点分析并优化铝板生产方案；以及
[0026]控制系统，用于根据确定的优化方案调控铝板生产系统各项参数输入，包括调控能源消耗量，电力消耗量及物料投入量；
[0027]其中，方案优化系统进一步用于接收设定的目标产品性能参数，包括屈服强度、抗拉强度、硬度和耐腐蚀性；
[0028]该方案优化系统还用于分析生产过程碳排放主要来源，包括原材料来源，能源来源和工序来源，确定碳排放热点，计算分析系统用于结合碳排放热点模拟多种减碳方案，计算多种减碳方案的碳排放量及成本；
[0029]该方案优化系统还用于分析成本热点，计算分析系统用于结合成本热点模拟多种降本方案，计算多种降本方案的成本及碳排放量；
[0030]该方案优化系统还用于计算模拟材料性能，主要参数包括加工工艺、温度和产品组分，计算各减碳方案和各降本方案的材料性能参数；
[0031]该方案优化系统还用于根据碳排放量、成本和性能参数，计算不同优化方案的综合结果，采用以下模型进行模拟计算：
[0032][0033]其中，P：性能参数，cc：碳排放成本系数，CE：碳排放量，C：成本；
[0034]该方案优化系统还用于根据综合结果确定优化方案。
[0035]根据本专利技术又一方面，所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的系统还包括验证系统，用于验证所述确定的优化方案。
[0036]根据本专利技术又一方面，所述验证系统基于物联网实时收集的所述确定的优化方案的各项参数，确定碳排放及成本，并对产出的产品性能参数进行测定，当性能参数达到所述目标产品的性能参数，且碳排放量和成本与初始铝板生产方案相比降低达到预期，则方案验证通过。
[0037]根据本专利技术又一方面，物联网监测采集系统利用以下公式确定初始铝板生产方案的碳排放，
[0038][0039]其中，CE：碳排放量；i:能源类别；e：电力消耗量；j：上游原材料类别；f
i
：i能源的消耗量；E
i
：i能源的碳排放因子；E
e
：电力消耗的碳排放因子；m
j
：j类原材料的消耗量；E
j
：j类原材料的碳排放因子。
[0040]根据本专利技术又一方面，物联网监测采集系统包括数据感知单元和数据采集单元。
[0041]本专利技术可以获得以下一个或多个技术效果：
[0042]本专利技术能够实时监测反馈铝板材生产碳排放量和成本，同时在确保产品性能的前提下，实时计算并提供碳排放、成本与产品性能优化方案，调控生产的碳排放量，实现铝板材生产方案的精细化管理和优化。
附图说明
[0043]下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，其特征在于包括以下步骤：S1基于物联网实时收集初始铝板生产方案的各项参数，确定初始铝板生产方案的碳排放及成本；S2进行碳排放热点分析并优化铝板生产方案；S21：设定目标产品的性能参数，包括屈服强度、抗拉强度、硬度和耐腐蚀性，并键入方案优化系统；S22：方案优化系统分析生产过程碳排放主要来源，包括原材料来源，能源来源和工序来源，确定碳排放热点，结合碳排放热点模拟多种减碳方案，计算分析系统计算多种减碳方案的碳排放量及成本；S23：方案优化系统分析成本热点，结合成本热点模拟多种降本方案，计算分析系统计算多种降本方案的成本及碳排放量；S24：方案优化系统计算模拟材料性能，主要参数包括加工工艺、温度和产品组分，计算步骤S22及S23所提出的各个方案的材料性能参数；S25：调用步骤S22、S23和S24中的碳排放量、成本和性能参数，计算不同优化方案的综合结果，采用以下模型进行模拟计算：其中，P：性能参数，cc：碳排放成本系数，CE：碳排放量，C：成本；S26：根据综合结果确定优化方案；S27：控制系统根据确定的优化方案调控铝板生产系统各项参数输入，包括调控能源消耗量，电力消耗量及物料投入量。2.根据权利要求1所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，其特征在于还包括步骤：S3验证所述确定的优化方案。3.根据权利要求2所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，其特征在于步骤S3进一步包括：S31基于物联网实时收集所述确定的优化方案的各项参数，确定碳排放及成本，并对产出的产品性能参数进行测定，当性能参数达到所述目标产品的性能参数，且碳排放量和成本与初始铝板生产方案相比降低达到预期，则方案验证通过。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，其特征在于还包括S4：当工艺参数被调整时，再次重复执行步骤S1
‑
S3。5.根据权利要求4所述的基于物联网实时监测优化铝板生产的方法，其特征在于步骤S1中利用以下公式确定初始铝板生产方案的碳排放，其中，CE：碳排放量；i:能源类别；e：电力消耗量；j：上游原材料类别；f
i
：i能源的消耗量；E
i
：i能源的碳排放因子；E
e
：电力消耗的碳排放因子；m
j
：j类原材料的消耗量；E
j
：j类原材料的碳排放因子。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇峰，蒋本山，
申请(专利权)人：北京中创绿发科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：