[發(fā)明專利]基于流程建模的工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法及在磷肥生產(chǎn)中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710504773.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107422705A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑩;范彬彬;張凌飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)濱海產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418
• 代理公司: 天津諾德知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)12213
• 代理人: 欒志超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于業(yè)務(wù)流程建模技術(shù)及數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域，具體涉及一種基于流程建模的工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法及在磷肥生產(chǎn)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，業(yè)務(wù)流程是為達(dá)成某一特定業(yè)務(wù)目標(biāo)而由若干參與者共同完成的一系列活動(dòng)。其中，參與者的參與順序有較為嚴(yán)格的指定，一般與具體的活動(dòng)綁定，活動(dòng)的執(zhí)行順序則由流程的當(dāng)時(shí)狀態(tài)決定。從生命周期來(lái)看，業(yè)務(wù)流程主要包括流程設(shè)計(jì)、發(fā)布運(yùn)行、實(shí)例管理和結(jié)束等。從用途來(lái)看，業(yè)務(wù)流程主要用于優(yōu)化企業(yè)資源、提高企業(yè)生產(chǎn)效率和降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本等。

隨著信息化與工業(yè)化的深度融合，信息技術(shù)滲透到了工業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，條形碼、二維碼、RFID、工業(yè)傳感器、工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、ERP、CAD/CAM/CAE/CAI等技術(shù)在工業(yè)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其是互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，工業(yè)企業(yè)也進(jìn)入了互聯(lián)網(wǎng)工業(yè)的新的發(fā)展階段，工業(yè)企業(yè)所擁有的數(shù)據(jù)也日益豐富。工業(yè)企業(yè)中生產(chǎn)線處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)，由工業(yè)設(shè)備所產(chǎn)生、采集和處理的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于企業(yè)中計(jì)算機(jī)和人工產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)類型看也多是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，生產(chǎn)線的高速運(yùn)轉(zhuǎn)則對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求也更高。

工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用將帶來(lái)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新和變革的新時(shí)代。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等帶來(lái)的低成本感知、高速移動(dòng)連接、分布式計(jì)算和高級(jí)分析，信息技術(shù)和全球工業(yè)系統(tǒng)正在深入融合，給全球工業(yè)帶來(lái)深刻的變革，創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、營(yíng)銷和管理方式。這些創(chuàng)新不同行業(yè)的工業(yè)企業(yè)帶來(lái)了更快的速度、更高的效率和更高的洞察力。工業(yè)大數(shù)據(jù)的典型應(yīng)用包括產(chǎn)品創(chuàng)新、產(chǎn)品故障診斷與預(yù)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)線物聯(lián)網(wǎng)分析、工業(yè)企業(yè)供應(yīng)鏈優(yōu)化和產(chǎn)品精準(zhǔn)營(yíng)銷等諸多方面。

傳統(tǒng)的工業(yè)數(shù)據(jù)分析，往往是領(lǐng)域?qū)＜一谧詣?dòng)化及相關(guān)的理論基礎(chǔ)，對(duì)于日益復(fù)雜的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程往往難以進(jìn)行有效的分析。另一方面，工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用現(xiàn)在往往是由數(shù)據(jù)分析師對(duì)特定的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及相關(guān)背景知識(shí)的缺乏，使得數(shù)據(jù)分析師需要通過(guò)與領(lǐng)域?qū)＜业拇罅繙贤▉?lái)理解幫助做數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析師對(duì)工業(yè)過(guò)程認(rèn)識(shí)的缺乏及領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的認(rèn)識(shí)不足，容易帶來(lái)溝通上的隔閡。因此分析工業(yè)數(shù)據(jù)比普通的數(shù)據(jù)分析工作要困難很多。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種基于流程建模的工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法，以此指導(dǎo)數(shù)據(jù)分析師及領(lǐng)域?qū)＜业臏贤ǎ瑤椭I(lǐng)域?qū)＜医o出數(shù)據(jù)分析師所需的信息來(lái)建立模型，并給定通用的方法，大大提高工業(yè)數(shù)據(jù)分析的效率，符合數(shù)據(jù)分析師及領(lǐng)域?qū)＜业男枰?/p>

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方案：

一種基于流程建模的工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：對(duì)工業(yè)生產(chǎn)流程進(jìn)行建模；

步驟2：采集模型中的數(shù)據(jù)，得到步驟1所述的模型的實(shí)例；

步驟3：使用步驟2的實(shí)例進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析。

優(yōu)選地，所述步驟1中對(duì)工業(yè)生產(chǎn)流程進(jìn)行建模的具體過(guò)程如下：

定義活動(dòng)，即該生產(chǎn)流程中共包含哪幾個(gè)步驟，對(duì)于每個(gè)活動(dòng)，需定義的元素包括活動(dòng)屬性、原料屬性、控制及過(guò)程屬性和產(chǎn)品屬性。

定義連接線，即不同活動(dòng)間如何先后串連，連接線需定義的元素包括從哪個(gè)活動(dòng)出發(fā)，到哪個(gè)活動(dòng)、條件；

定義路由，需定義的元素包括與/或/異或。

優(yōu)選地，所述步驟2中采集模型中的數(shù)據(jù)主要由傳感器等設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和采樣質(zhì)檢數(shù)據(jù)兩個(gè)部分組成，分別對(duì)應(yīng)模型中的控制及過(guò)程屬性和產(chǎn)品屬性，由信息系統(tǒng)或人工錄入；

優(yōu)選地，所述步驟3中數(shù)據(jù)預(yù)處理可根據(jù)模型中定義的取值范圍去除異常值或?qū)⒊龇秶嫡淼秸７秶校鶕?jù)活動(dòng)描述信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行特定的預(yù)處理。

優(yōu)選地，所述步驟3中數(shù)據(jù)分析是指在預(yù)處理后，得到規(guī)整的數(shù)據(jù)，可以選擇不同的活動(dòng)，不同的算法進(jìn)行靈活的分析；

在出現(xiàn)不同活動(dòng)的采樣時(shí)間間隔不同時(shí)，可以通過(guò)卷積等方法將樣本整合到同樣的時(shí)間間隔。

優(yōu)選地，所述活動(dòng)屬性，包括該活動(dòng)消耗的時(shí)間；所述控制及過(guò)程屬性，包括該生產(chǎn)過(guò)程的物化屬性及其取值范圍；產(chǎn)品屬性，包括采樣時(shí)間或是采樣批次。

一種基于流程建模的工業(yè)數(shù)據(jù)分析方法在磷肥生產(chǎn)中的應(yīng)用，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：對(duì)磷肥生產(chǎn)中的從磷礦漿到稀磷酸生產(chǎn)流程進(jìn)行建模；

步驟二：采集模型中的數(shù)據(jù)，得到步驟一所述的磷肥生產(chǎn)中的從磷礦漿到稀磷酸生產(chǎn)流程模型實(shí)例；

步驟三：使用步驟二的磷肥生產(chǎn)中的從磷礦漿到稀磷酸生產(chǎn)流程模型實(shí)例進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理及分析。