【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生产管理系统领域，具体是一种基于数据孪生的智能生产管理系统。
技术介绍
1、针状焦是一种具有特殊形态和优异性能的碳素材料，其外观为银灰色、有金属光泽的多孔固体，结构具有明显流动纹理，孔大而少且略呈椭圆形，颗粒有较大的长宽比，有如纤维状或针状的纹理走向，摸之有润滑感。
2、针状焦煅烧工艺是针状焦生产过程中的重要环节，其主要目的是通过高温处理，排除生焦中的水分和挥发分，提高焦炭的密度、机械强度、导电性能及化学稳定性。而煅烧前需要对生焦进行前期处理（即破碎、烘干、筛分），更具体点来说，焦池内的针状焦生焦，经破碎机破碎，再经斗提、皮带机等输送设备转运至脱水仓内沥水，沥水后再经皮带、斗提转运至烘干设备烘干水分，经皮带转运至筛分机内，其中小于粒径的脱水生焦进入粉料料仓后包装外售，大粒径的脱水生焦进入煅前仓。
3、现有技术存在如下问题：无法对生焦的前期处理进行有效管理，进而在出现异常时无法及时发现并进行预警。因此，本领域技术人员提供了一种基于数据孪生的智能生产管理系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于数据孪生的智能生产管理系统，能够对生焦的前期处理进行有效管理，进而在出现异常时及时发现并进行预警，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于数据孪生的智能生产管理系统，包括破碎设备数据采集模块、烘干设备数据采集模块、筛分设备数据采集模
4、所述破碎设备数据模块用于采集破碎设备的进料时间、进料图像、出料时间以及出料图像信息，并将采集到的信息发送给数据预处理与存储模块；所述烘干设备数据采集模块用于采集烘干设备的烘干时长、人工参与时长、废气排放量以及废水排放量信息，并将采集到的信息发送给数据预处理与存储模块；所述筛分设备数据采集模块用于采集筛分设备的进料总重、筛分产物重量、筛上物重量以及筛分时间信息，并将采集到的信息发送给数据预处理与存储模块；所述数据预处理与存储模块用于对接收的信息进行预处理与存储，并将预处理后的信息发送给数字孪生建模模块；所述数字孪生建模模块基于预处理后的信息，构建出针状焦煅烧前处理的数字孪生模型；所述仿真分析模块基于数字孪生模型对破碎设备、烘干设备、筛分设备进行分析，输出分析结果给预警分级模块；所述预警分级模块用于根据分析结果进行分级预警，并将分级结果发送给通知模块；所述通知模块用于根据分级结果发出相应级别的预警通知。
5、作为本专利技术进一步的方案：所述仿真分析模块基于数字孪生模型对破碎设备进行分析的具体过程为：
6、将破碎设备本轮物料的进料时间标记为t1，将破碎设备本轮物料的出料时间标记为t2；
7、计算本轮物料的破碎时长t1=（t2-t1）；
8、将破碎时长t1与预设时长t2进行比对，若t1＞t2，则说明破碎设备的破碎时长异常，若t1≤t2，则说明破碎设备的破碎时长正常；
9、构建图像分析子模型，输出分析结果。
10、作为本专利技术再进一步的方案：所述图像分析子模型的具体分析过程为：
11、将破碎设备本轮物料的进料图像标记为ai，i=1···n，n为正整数，从ai中随意筛选出九个图像，分别标记为ai，i=1···9；
12、将破碎设备本轮物料的出料图像标记为bi，i=1···n，n为正整数，从bi中随意筛选出九个图像，分别标记为bi，i=1···9；
13、将ai与bi进行像素级比较，计算ai与bi的差异度并标记为ci，i=1···9；
14、将ci与预设值c进行比对，若ci＞c，则将ci规划到第一序列，若ci≤c，则将ci规划到第二序列；
15、将九个图像bi进行两两像素级比较，计算差异度并标记为di，i=1···36；
16、将di与预设值d进行比对，若di＜d，则将di规划到第三序列，若di≥d，则将di规划到第四序列；
17、统计第二序列中ci的数量并标记为v1，统计第四序列中di的数量并标记为v2；
18、计算图像差异权重值s=（v1*3+v2），将s与预设值s进行比对，若s＞s，则说明破碎设备的破碎效果异常，若s≤s，则说明破碎设备的破碎效果正常。
19、作为本专利技术再进一步的方案：所述仿真分析模块基于数字孪生模型对烘干设备进行分析的具体过程为：
20、将烘干设备本轮物料的总烘干时长标记为t3，将烘干设备本轮物料的人工参与时长标记为t4；
21、计算烘干设备本轮物料的自动化程度x=（t3-t4）/t3；
22、将x与预设值x进行比对，若x＞x，则说明烘干设备的自动化程度正常，若x≤x，则说明烘干设备的自动化程度异常；
23、将烘干设备本轮物料每分钟的废气排放量标记为wi，i=1···n，将烘干设备本轮物料每分钟的废水排放量标记为mi，i=1···n；
24、将各个wi与mi用折线图进行表示，其中，各个wi形成折线一，各个mi形成折线二；
25、基于折线一与折线二获取图形p，将p与预设图形p进行相似度比对，若p与p的相似度大于第一预设值，则说明烘干设备的污染物排放量正常，若p与p的相似度小于等于第一预设值，则说明烘干设备的污染物排放量异常。
26、作为本专利技术再进一步的方案：所述仿真分析模块基于数字孪生模型对筛选设备进行分析的具体过程为：
27、将筛选设备本轮物料的进料总重标记为g实时、筛分产物重量标记为y实时、筛上物重量标记为z实时、筛分时间标记为u实时，并将筛选设备以往每轮物料的进料总重标记为gi，i=1···n；
28、将gi与g实时进行匹配，若gi与g实时匹配成功，则将gi规划到第五序列，若gi与g实时匹配不成功，则将gi规划到第六序列；
29、将第五序列中的gi标记为gi，i=1···n，并将gi对应的筛分时间标记为ui、筛分产物重量标记为yi、筛上物重量标记为zi；
30、将u实时与ui进行匹配，若任意一个ui与u实时匹配，则说明筛选设备的筛分时间正常，若任意一个ui与u实时不匹配，则说明筛选设备的筛分时间异常；
31、构建筛分效果分析子模型，分析gi对应的每轮物料与本轮物料之间的差异值，输出分析结果。
32、作为本专利技术再进一步的方案：所述筛分效果分析子模型的具体分析过程为：
33、计算筛分产物重量差异值ri=（y实时/yi）；
34、计算筛上物重量差异值rri=（z实时/zi）；
35、计算物料损耗量差异值rrri=（g实时-y实时-z实时）/（gi-yi-zi）；
36、基于ri、rri、rrri获取雷达图fi，并将预设雷达图标记为f；
37、将fi与f进本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，包括破碎设备数据采集模块、烘干设备数据采集模块、筛分设备数据采集模块、数据预处理与存储模块、数字孪生建模模块、仿真分析模块、预警分级模块以及通知模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述仿真分析模块基于数字孪生模型对破碎设备进行分析的具体过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述图像分析子模型的具体分析过程为：
4.根据权利要求3所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述仿真分析模块基于数字孪生模型对烘干设备进行分析的具体过程为：
5.根据权利要求4所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述仿真分析模块基于数字孪生模型对筛选设备进行分析的具体过程为：
6.根据权利要求5所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述筛分效果分析子模型的具体分析过程为：
7.根据权利要求6所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述预警
8.根据权利要求7所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述通知模块以短信通知的方式将分析结果与预警分级结果发送给预设的负责人。
9.根据权利要求8所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述数据预处理与存储模块对信息的预处理包括对采集到的原始数据进行清洗、整合、转换和压缩，以确保数据的质量和一致性。
10.根据权利要求9所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，还包括交互模块，用于提供直观的用户界面，方便生产管理人员查看仿真分析模块的分析结果与预警分级模块的分级结果。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，包括破碎设备数据采集模块、烘干设备数据采集模块、筛分设备数据采集模块、数据预处理与存储模块、数字孪生建模模块、仿真分析模块、预警分级模块以及通知模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述仿真分析模块基于数字孪生模型对破碎设备进行分析的具体过程为：
3.根据权利要求2所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述图像分析子模型的具体分析过程为：
4.根据权利要求3所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述仿真分析模块基于数字孪生模型对烘干设备进行分析的具体过程为：
5.根据权利要求4所述的一种基于数据孪生的智能生产管理系统，其特征在于，所述仿真分析模块基于数字孪生模型对筛选设备进行分析的具体过程为：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭忠，马长新，李振，谭东海，关志峰，李桂杰，唐庆连，李鹏，
申请(专利权)人：山东联化新材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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