工业生产智能系统IPES
工业生产智能系统平台IPES( Industry Production Engineering Smart System )是一套以工业生产物联网为基础,以提高生产管理水平为目标,集生产监控、工况诊断、优化设计、智能控制、设备管理、生产运维、指标评价(KQI)、数据挖掘等功能的一体化闭环系统,从而保障工业生产的安全、高效、节能、环保。
一、系统架构
该系统平台为三层架构,即感知执行层、数据传输层和智能应用层。如图1所示。
 
图1智能平台IPES的系统架构
感知执行层是指工业生产中的各类仪器仪表和执行机构,实现各类工业生产过程中数据信息的采集和控制。
数据传输层是指将前端采集到的数据传输至后端平台的传输方式,基于物联网技术的蓬勃发展,结合无线通讯的技术水平,采用无线传感网、专网和公网无线技术(融合WSNMcWillWiMAXWiFi3GGPRSCDMA、卫星等无线传输技术)组成无线异构网络来进行工业生产工况和物联设备自身工况数据的传输。
智能应用层指系统平台的上层应用,将数据呈现给用户或处理用户输入的应用程序或系统一部分。它通过输入向服务器请求数据,然后以一定的格式显示结果。同时应用层接收传输层上传的数据,利用工业生产业务模型和数据挖掘方法进行生产统计分析、参数优化,智能控制、综合决策等。
二、工业生产智能系统平台IPES的功能模块
工业生产过程智能IPES系统平台包含生产监控、远程计量、运行管理、设备管理、资产管理、工况诊断、预警报警、任务管理、生产运维、指标评价(KQI)、数据挖掘等主要模块。
生产监控:可实时监控和掌握工业生产过程中的生产运行状态,具有工业生产的工况采集、监控及统计分析报表等功能,可对超限报警、工况报警、预测报警等异常报警信息进行主动推送,让用户对所关注的报警信息及时进行处理,保障生产安全。
远程计量:根据工业生产基础数据和实时采集数据等动静态数据,针对不同工业生产情况采用与之相适应的计量模型,实现快速准确的工业需求计量;同时也能对工业生产用能情况进行计量,及时掌握产量和能耗状况。
运行管理:将生产运行过程中需记录的生产设备、介质、仪表、操作等信息进行电子化,并实现对这些数据的分类、汇总、计算、导出等操作,规范生产运行和故障数据统计分析,提高数据共享程度;制定和形成了一套充分满足企业管理的统计分析及报表;为指导生产工艺管理提供基础数据支撑。
设备管理:包括生产设备管理和物联设备管理。生产设备管理主要是油气生产设备全生命周期服役管理,即设计、安装、使用、维护、调配、维修、报废管理;物联设备管理是在线组态、状态监测及诊断、基本校验管理、快速回路检查、报警监视、安全操作管理、OPC开发、记录审查等。
资产管理:包括供应商管理、设备台账、设备档案、设备维修、设备报废、设备技术状况、设备调拨、查询管理、设备数据导入、系统管理组成。此管理系统覆盖经营管理部门对固定资产的管理,将管理流程体系完全网络化、流程化。对设备进行综合管理,达到全面规划、合理配置、优先选购、正常使用、安全运行、适时改造和更新。
工况诊断:根据工业生产过程中的实时采集数据和生产分析数据,采用先进的诊断理论和方法,如以质量守恒、水平衡、热平衡、pH值平衡、能效分析等原理出发,结合行业工艺单元,建立诊断模型,分析生产工况和故障。实现对工业生产过程中工况故障的及时准确诊断,避免或降低生产事故损失。
任务管理:按照生产运维类型或报警类型自动生成工单,工单生成之后按设定的工单流程逐级流转,当现场工作人员按调度人员制定的工单要求完成任务,最终形成整张工单的反馈报告回转给调度人员,以便调度人员安排后续工作。
生产运维:包括系统管理、报警管理、任务管理、设备管理、资产管理、巡检管理、成本管理、人员管理、绩效考核等功能。提高运维质量及效率,降低运维成本。对设备进行巡更巡检;通过工况诊断和设备故障预警实时形成运维任务;对安装、维修、巡检、紧急事项等任务进行管理,形成远程会诊与指挥调度;资产设备的库存管理、使用状况评估,实现资产采购、调拨等智能化运营;通过调度记录和运维人员管理记录,对运维人员的工作业绩进行量化考核;对运维成本进行核算、分析、评价。
指标评价(KQI):通过建立全面、准确反映出工业生产的质量、安全、环保、管理等关键指标 KQI 体系,运用模糊综合评价、灰色关联、层次分析、对标等评价方法,实时对油气生产综合运行状态进行分析和评价;可以全面展示工业生产状况、生产特征、关键指标、生产趋势等,并基于KQI指标进行辅助决策,为企业提升管理效率和降本增效提供有力支持。
数据挖掘:针对IPES系统中所产生的海量数据(原始数据、成果数据、平台系统数据),应用报警、预警、优化的数据驱动模式,发现工业生产的变化规律,实现挖掘目标:指标整体分析,发现异常情况;关键指标之间的关联关系分析;预测工业生产指标变化趋势,实现预警;预测工艺流程的安全性和工况效率指标等,有效指导工业生产的设备安全、故障诊断、工艺挖潜和节能降耗
三、工业生产智能系统平台IPES的特点
开放性:该平台尽量避免采用专有技术,从而使本系统中的软、硬件平台具有充分的开放性。
先进性:该平台中的软、硬件平台建设、应用系统的设计开发以及系统的维护管理所采用的万搏体育技术均综合考虑互联网的发展趋势,采用先进技术的同时又是市场相对成熟的万搏体育,以满足用户现时和未来的发展需求。
适用性:该平台可适用于油田、水泥、污水、物业、煤矿等各个工业生产过程。针对特定的行业时,只需进行个性化的配置。
全生命周期性管理:完善的设备运维系统,使生产和物联设备的全生命周期跟踪和管理得以实现。
多技术运用:该系统主要运用了计算机技术、物联网技术、云计算技术和大数据挖掘技术等。
丰富的挖掘方法:针对工业生产的整个过程,运用多种挖掘算法,如系统聚类、因素分析、回归分析、灰色关联、故障树法等,对采集的海量数据进行分析,找寻蕴藏在数据背后的生产规律,为后期生产措施的调整提供指导。
扩展性:该平台中,所有的网络、服务器、存贮、应用软件的设计都遵循可扩充的原则,以实现随着生产管理业务的发展而扩展。设计本系统时充分考虑了未来发展的需求及系统的扩充和升级能力。选用的技术和设备均具有很强的可扩展性,既满足了现有的需求又满足了系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需要。
四、典型行业应用案例
1物业管控解决方案
2污水处理解决方案
3、能源管理解决方案
4、油气生产解决方案
5、森林防火解决方案
6、节水灌溉解决方案
7、智能大棚解决方案
8、智能工厂解决方案
9、沙盘实训解决方案