[发明专利]一种铝电解生产精确感知与智能决策方法及MES系统

权利要求书

1.一种铝电解生产精确感知与智能决策方法，其特征在于：采用电解槽在线检测装置（1）、智能移动终端（2）、智能卡，实现对电解过程数据和全厂管理信息的精确感知；通过无线或有线网络（3）传递数据和信息，通过信息集成平台（5）实时获取数据和信息，进行计算、存储和显示；通过基于生产过程实时数据的生产管理系统（6），实现生产管理；通过基于电解槽实时生产数据的专家操作知识库（8），对电解槽进行控制与操作管理；通过铝电解过程能效管理系统（7），进行能源质量分析和能源管理，及时统计能耗指标，优化调度关键设备的使用；所述专家操作知识库（8）通过采集电解槽电流分布、温度分布、氧化铝浓度、铝液界面形状的在线检测数据和其他生产过程数据，对阳极消耗、热平衡、氧化铝浓度变化进行分析，推理出管控策略，通过智能控制器（9）进行调控，部分需要人工完成的调控，通过生产看板（4）和智能移动终端（2），以数据、视频或图像的方式传递给管理人员和操作人员指导操作。

2.根据权利要求1所述的铝电解生产精确感知与智能决策方法，其特征在于：所述生产管理系统（6）通过实时获取的电解过程数据、全厂管理数据、设备信息和个人位置信息，在分析槽况、成本、质量、能效的基础上，推理出生产决策和管理策略，并通过生产看板（4）、计算机终端和移动终端（2），以数据、视频、图像的方式指导管理人员和工人操作，通过驾驶舱提供各种数据、图形和图像报表，而且不同班次的管理人员和工人可通过移动终端完成交接班，不需要班前准备和班后总结。

3.根据权利要求1所述的铝电解生产精确感知与智能决策方法，其特征在于：所述能效管理系统（7）先通过数据采集单元采集铝电解过程中水电气设备的能耗数据，然后将采集到的数据传输至铝电解SCADA系统中，然后通过大数据分析和处理单元对铝电解SCADA系统中的大数据进行分析和处理，获得铝电解生产节能降耗的规律，从而建立铝电解过程能效管理知识库和智能调度推理机，实现对全厂水电气进行优化调度、集中监控、统一管理，并通过驾驶舱提供各种数据、图形和图像报表。

4.一种基于精确感知与智能决策的铝电解MES系统，其特征在于它包括：SCADA系统；用于检测铝电解实时生产数据的电解槽在线检测装置（1）；用于汇集实时生产数据的在线检测数据汇集器（10）；用于获取操作人员位置信息的智能卡或智能移动终端（2）；厂区无线或有线网络（3）；用于信息显示的生产看板（4）；信息集成平台（5）；基于生产过程实时数据的生产管理系统（6）；铝电解过程能效管理系统（7）；基于电解槽（11）实时生产数据的专家操作知识库（8）；用于生产调控的智能控制器（9）；所述专家操作知识库（8）包括电解槽管控知识库（12）和智能控制器（9），管控知识库通过分析铝电解机理和挖掘电解生产数据建立，智能控制器（9）包括案例和规则推理机，专家操作知识库（8）的推理以信息集成平台（5）实时获取的生产管理信息和电解过程在线检测数据为基础。

5.根据权利要求4所述的基于精确感知与智能决策的铝电解MES系统，其特征在于：信息集成平台（5）是工业云平台，具有无线、有线、RFID、传感和服务的架构，可通过企业服务总线技术接入不同协议的无线或有线设备，并根据相关协议与接口规定，输入和输出现场在线采集和生产过程中多种格式的实时数据、视频和图像；可计算、存储、显示电解槽在线检测、控制和生产管理等实时数据，实现数据处理、逻辑推理和无线与有线信息传输，并提供与DCS系统和ERP系统的接口，进行应用集成。

6.根据权利要求4所述的基于精确感知与智能决策的铝电解MES系统，其特征在于：所述生产管理系统包括自动排产模块、计划管理模块、生产过程操作绩效管理模块和设备管理模块；所述自动排产模块用于自动分析厂区内电解生产天车设备的能力和管理员、工人的能力，并依据生产计划，进行人员任务安排、天车归属分配、天车时间设置、出铝车和阳极拖车调度，并对电解生产中各种非正常工况和效应及异常情况进行预警及报警；所述计划管理模块用于计划编制、计划跟踪、数据查询、质量分析、产能分析功能；所述设备管理模块用于实时监测设备的运行状况，给出相关设备是否应该进行检修的决策。