[发明专利]Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息管理技术领域，特别是一种用于工业现场流程重现的可视化方法。

背景技术

目前工业生产流程中，普遍具有多变量、复杂性、耦合性、不确定性等特点，特别是某些生产过程具有一定的高危险性、不可观性，因此如果能够通过数据驱动，将工业生产流程进行可视化显示，直观的展现给现场工作者或者培训员工，提高工业现场操作者的安全意识和安全防范措施，就显得尤为重要。目前应用于工业生产中的流程可视化方案，大部分为基于C/S架构的软件工具、模拟动画和生产流程示意图。这三种方案在一定程度上，对于工业生产流程的可视化显示方面起到了很好的作用。但是，在使用过程中，它们的缺点也同样明显。

基于C/S架构的软件，需要安装才能使用，部分软件对硬件环境要求较高，使用时还需要搭建软件环境，用户使用操作较为繁琐，限制了它的用户群体；基于C/S架构的软件的维护成本较高、维护工作量较大，当工业流程变动时，软件版本每升级一次，都要重新经历一个开发周期，同时用户需要重新安装软件；基于C/S架构的软件，对于不同的操作系统，需要开发不同的版本，跨平台性较差；另外软件的可扩展性能较差。

模拟动画，作为展示工业流程常用的方法，在开发过程中往往需要通过复杂的建模过程，工作量较大，同时模拟动画还具有可操作性差，交互性低等缺点。如果工业流程变动，则需要重新建模，费时费力。

生产流程示意图，作为一个静态展示手段，能够直观的描述工业生产的流程。但是，对于生产流程中的动态环节，它缺乏有效的展示手段；当生产流程较为复杂时，生产流程图很难完备描述流程的内部运行机制。

发明内容

本发明的目的就是提供一种Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，它可以将复杂、不可观的工业流程，应用多视图模型，直观的展示给特定目标人群，同时克服了传统的C/S架构下的跨平台性较差、操作使用繁琐等缺点。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：

1)对工业生产流程进行可视化建模；

2)从工业现场采集的原始数据中，利用数据挖掘方法提取有效数据；

3)对提取的有效数据进行加工处理，输出标准数据格式；

4)对步骤3)中输出的标准数据，建立可视化映射；

5)通过步骤4)中的可视化映射和步骤1)中的可视化建模，在浏览器端进行显示和操作。

进一步，步骤1)中所述可视化建模的具体步骤如下：

1-1)确定工业生产各个流程中的关键工艺及影响工艺质量的参数，明确工业生产各流程之间的时间和空间关系；

1-2)根据步骤1-1)确定的工业生产各流程的时间和空间关系，分别对各流程进行建模，通过各流程之间的连接点，对模型进行优化，生成可视化模型。

进一步，步骤2)中所述提取有效数据的方法为：

2-1)对原始数据进行筛选，确定原始数据中的关键参数，及关键参数之间的关联规则，根据关键参数提取有效数据；

2-2)根据关键参数之间的关联规则，建立有效数据之间的关系模型；

2-3)根据步骤2-1)中提取的有效数据及步骤2-2)中建立的关系模型，确定用于存储有效数据的有效数据库逻辑结构，设置有效数据库的存储结构和方法，建立有效数据库；

2-4)将步骤2-1)中提取的有效数据存入有效数据库内。

进一步，步骤3)中所述有效数据进行加工处理的具体方法为：

3-1)根据有效数据的关联规则，对有效数据进行聚类处理，将有效数据划分为多个种类；

3-2)将划分后的有效数据，按照生产流程的时间和空间关系进行分布，生成标准数据格式。

进一步，建立可视化映射的具体方法为：根据聚类处理后的结果，对标准数据和可视化模型建立映射关系。

进一步，步骤5)中所述在浏览器端进行显示和操作的步骤方法为：

5-1)运用网页开发技术，对前端可视化进行布局；

5-2)运用JavaScript和Ajax技术，将可视化映射提供的可视化服务进行组装，在浏览器端进行可视化展视，并实现浏览器端的异步数据刷新和交互功能。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：

1、本发明利用数据驱动，最大程度上还原工业现场流程的真实情况。根据先验知识和专家经验，从工业现场原始数据库中挖掘、提取工业现场流程中的有效数据，通过数据驱动方式，真实的还原工业现场的详细流程，并可观测流程中的参数变化情况，不同参数之间的对比情况；