CN108681801B - 针对生产过程中的操作指标进行监控的方法及系统 - Google Patents

针对生产过程中的操作指标进行监控的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法和系统，该方法包括，获取工艺实施指示；基于工艺实施指示建立多个监测任务，监测任务与工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应；对监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行监测任务，以得到测量数据；基于测量数据以及工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的多个操作指标的监控数据。该方法可以帮助用户分析引起生产效率低下和工艺波动的原因、可靠地操作边界值。

Description

针对生产过程中的操作指标进行监控的方法及系统
技术领域
本发明属于生产制造管理技术领域，特别涉及一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法及系统。
背景技术
医药、石油化工、钢铁制造、水泥等流程生产行业，其生产过程实质可概述为通过对原材料进行混合、分离、粉碎、加热等物理或化学方法，使原材料增值。这些行业通常采用大规模连续生产方式，生产过程中通过操作相应的生产装置，控制生产工艺条件，以完成生产目标。
在这其中，为实现更好的生产，如实现降低能耗、提高产量、保持产品质量稳定和延长装置运行周期等，需对生产中涉及的操作进行管理。为实现管理目的，可通过对生产过程中形成的与实际操作相关的数据进行监控分析，以帮助用户分析引起生产效率低下和工艺波动的原因、并更可靠地操作边界值。但现实生产过程中，生产中的操作涉及的操作指标很多，数据量大，判断条件多，导致分析计算效率低下，问题难以追踪。
因此，亟需一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法，以便于灵活有效的，对大批量指标数据进行自动提取、超差计算。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提出一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法，以便于灵活有效的，对大批量指标数据的进行自动提取、偏差计算。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法，包括
步骤1、获取工艺实施指示；
步骤2、基于所述工艺实施指示建立多个监测任务，所述监测任务与所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应；
步骤3、对所述监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行所述监测任务，以得到测量数据；
步骤4、基于所述测量数据以及所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的所述多个操作指标的监控数据。
优选地，所述步骤2具体包括，
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标的类别，并基于所述类别和所述工艺实施指示所涉及的生产装置，配置所述监测任务的监测项目；
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标针对工艺参数的要求，并基于所述操作指标针对工艺参数的要求，配置所述监测项目的取值界限和/或动态变化界限；
基于所述工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息，配置所述监测任务的执行时间。
优选地，所述对所述监测任务进行分组，
包括基于所述监测任务的监测项目所属的生产装置，对所述监测任务进行分组。
优选地，所述步骤4具体包括，
步骤11、以预设的时长，从位于远端的多个实时数据库中获取测量数据，并将获取的测量数据存储在本地数据缓存区中；
步骤12、基于所述测量数据以及该测量数据所对应的操作指标的标准值进行偏差计算；
步骤13、将计算得到的偏差值与预设的阈值进行比较以确定超出所述阈值的偏差值，将与所述超出所述阈值的偏差值对应的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中；
重复执行上述步骤11至步骤13以获取所述监测任务执行时间段内的全部监控数据。
优选地，所述位于远端的多个实时数据库包括用于存储现场仪表监测数据的数据库以及实验室信息管理系统的数据库。
本申请的实施例还提供了一种针对生产过程中的操作指标进行监控的系统，包括
获取模块，其用于获取工艺实施指示；
建立模块，其用于基于所述工艺实施指示建立多个监测任务，所述监测任务与所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应；
执行模块，其用于对所述监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行所述监测任务，以得到测量数据；
计算模块，其用于基于所述测量数据以及所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的所述多个操作指标的监控数据。
优选地，所述建立模块，其被具体配置为，
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标的类别，并基于所述类别和所述工艺实施指示所涉及的生产装置，配置所述监测任务的监测项目；
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标针对工艺参数的要求，并基于所述操作指标针对工艺参数的要求，配置所述监测项目的取值界限和/或动态变化界限；
基于所述工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息，配置所述监测任务的执行时间。
优选地，所述执行模块基于所述监测任务的监测项目所属的生产装置，对所述监测任务进行分组。
优选地，所述计算模块，其被具体配置为，
步骤11、以预设的时长，从位于远端的多个实时数据库中获取测量数据，并将获取的测量数据存储在本地数据缓存区中；
步骤12、基于所述测量数据以及该测量数据所对应的操作指标的标准值进行偏差计算；
步骤13、将计算得到的偏差值与预设的阈值进行比较以确定超出所述阈值的偏差值，将与所述超出所述阈值的偏差值对应的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中；
重复执行上述步骤11至步骤13以获取所述监测任务执行时间段内的全部监控数据。
优选地，所述位于远端的多个实时数据库包括用于存储现场仪表监测数据的数据库以及实验室信息管理系统的数据库。
上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
通过分别针对生产中的多个操作指标建立多个监测任务并执行，自动提取实际生产中的操作相关数据并进行偏差计算，灵活有效的完成了对操作指标的监控分析，进而可以帮助用户分析引起生产效率低下和工艺波动的原因、可靠地操作边界值。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，为并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是根据本发明一实施例的针对生产过程中的操作指标进行监控的方法的流程示意图；
图2是根据本发明一实施例的建立监测任务时监测项目的配置界面示意图；
图3是根据本发明一实施例的执行监测任务时获得监控数据的流程示意图；
图4是根据本发明一实施例的多个监测任务执行后的监测结果显示目录界面示意图；
图5是根据本发明一实施例的一具体操作指标的偏差查询分析界面示意图；
图6是根据本发明一实施例的针对生产过程中的操作指标进行监控的系统的构成示意图。
具体实施方式
在下面的实施方式中，第一、第二等的措辞并不具有限定性含义，而是仅出于将一个构成要素与其他构成要素区分开的目的来使用。此外，除非上下文中另有明确的相反指示，否则单数表述包括复数表述。此外，包括或具有等的措辞是指说明书中所记载的特征或构成要素的存在，而不是提前排除一个以上的其他特征或构成要素的附加可能性。
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
本申请提出了一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法，以便于灵活有效的，对大批量指标数据进行自动提取、偏差计算。下面结合附图和实施例对该方法进行详细说明。
流程行业的实际生产中，生产任务的执行是依照一定的工艺实施指示进行操作作业，控制生产工艺过程，以生产预定的产品。
基于不同的企业状况，工艺实施指示的形成制定以及下达的流程多种多样。例如以石化行业为例，工艺实施指示一般是由生产计划部门发起，生产装置工程师以装置工艺主管编制并经中心工艺主管审核通过，最终下达给生产操作部门进行实施，进行实际生产。
本实施例中，首先如图1中步骤1所示，获取工艺实施指示。不难理解，步骤1中所获取的工艺实施指示是已审核通过的，还未实际进行生产实施的工艺实施指示。
之后，如图1中步骤2所示，基于工艺实施指示建立多个监测任务，监测任务与工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应。本步骤中，在步骤1中已得到的工艺实施指示基础上，基于工艺实施指示所涉及的操作指标，建立监测任务。
工艺实施指示中会涉及到多个操作指标，本申请中操作指标可理解为在工艺实施过程中，进行某操作的指标要求。举例而言，在生产进行到的A工序时，需控制生产装置的物料泵以100kg/h加入X物料。100kg/h的加料速度就是在该工序时段操作的一种操作指标。
建立的监测任务是为了执行，监测任务在执行时，可获取实际生产中的相关操作所对应的实际指标数据，并进行相关计算。而在监测任务的建立过程中，涉及到对监测任务的配置。
本发明的实施例中，这种配置包括从工艺实施指示中获取该监测任务所对应操作指标的相关信息以进行监测任务的配置。
具体的，通过工艺实施指示获取操作指标的类别，并基于类别和工艺实施指示所涉及的生产装置，配置监测任务的监测项目。通过工艺实施指示获取操作指标针对工艺参数的要求，并基于操作指标针对工艺参数的要求，配置监测项目的取值界限和/或动态变化界限。
举例而言，图2所示为一实施例中建立的监测任务所对应的监测项目的配置界面。
该监测任务针对的操作指标为，某工序阶段，操控风泵设备以实现输送指标范围压强的干燥风，对应的监测项目为位号PIDR151的压强仪表的监测数据。
在图2中，“操作参数类”为从工艺实施指示获取的该操作指标的类别，“2号聚氯乙烯装置”为该工艺实施指示所涉及的生产装置。而上限值“120”为基于获取的工艺参数的要求而配置的取值界限，最小偏离时间“6”以及最大变化率“10”为配置的动态变化界限。
此外，对监测任务的配置还包括，基于工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息，配置监测任务的执行时间。由于本发明中，执行监测任务要从实际生产过程(工艺实施指示实际实施过程中)中获得数据，而实际生产是生产操作部门基于实施工艺实施指示来进行的。因此，要根据工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息配置监测任务的执行时间，以保证监测任务的可执行性和相对实时性。
举例而言，如根据工艺实施指示的开始实施时间、以及操作指标所涉及工序的相对开始时间，配置监测任务的开始执行时间，如根据该工序的持续时间，配置监测任务的执行持续时长(执行时间段)等。
且进一步的，基于配置的监测任务的执行时间，并结合具体的监测要求，还可以配置执行监测任务时，每次获取的测量数据的时长范围。每次获取的测量数据的时长范围涉及到执行监测任务时的具体的执行过程，其将在后文详述，这里就不作具体说明了。
建立监测任务之后，继续图1中步骤3，对监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行监测任务，以得到测量数据。
在步骤3中，执行建立好的监测任务，获取所需数据。由于建立的监测任务很多，为方便管理，对监测任务进行分组，基于分组分别进行执行监测任务。根据具体的应用场景，监测任务的分组方式多种多样。在本实施例中，分组方式包括，
基于监测任务的监测项目所属的生产装置，对监测任务进行分组。也即将针对同一生产装置的监测任务分为一组，如针对生产装置M，监测任务P1、P2、P3的监测项目分别为生产装置M的温度仪表数据、湿度仪表数据、压强仪表数据，就可将监测任务P1、P2、P3分为一组。
还包括根据执行监测任务时，每次获取的测量数据的时长范围进行分组。例如监测任务P4、P5、P6在执行时，三者都是每次获取10分钟时长范围的测量数据，则可将监测任务P4、P5、P6分为一组。
在步骤3执行监测任务，得到测量数据之后，继续如图1中步骤4所示，基于测量数据以及工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的多个操作指标的监控数据。
本实施例中，监测任务在本地服务器上进行执行，从远端的实时数据库中获取测量数据，并进行计算以得到监控数据，获取数据和进行计算分别采用独立进程，且循环进行。具体过程如图3所示，包括，
步骤11、以预设的时长，从位于远端的多个实时数据库中获取测量数据，并将获取的测量数据存储在本地数据缓存区中。
需要说明的是，这里的远端是相对于本地而言的，实时数据库中的测量数据为生产工艺过程中，一时间段内的多个测量数值以及各测量数值所对应的测量时间。以预设的时长获取测试数据到数据缓存区，是为了实现相对的实时性，并保证实时数据库的操作性能。
具体的，举例而言，进行到A工序时，需控制生产装置的物料泵以100kg/h的流量速度加入X物料，该工序阶段持续时间为从7点到8点共1小时，针对该操作指标的监控任务的执行时间与之相对应。实际生产中，流量仪表每5秒测量一实际流量数据并存储在实时数据库中。若每存一个数据到实时数据库，就从实时数据库取数到本地，则实时性最佳，但数据库的操作过多，影响性能。
本发明的实施例中，以预设时长为10分钟进行取数，即该工艺阶段进行到7点11分时，从实时数据库中取7点到7点10分的测量数据到本地的数据缓存区并进行处理，实现了相对实时性，并保证了实时数据库的操作性能。
之后，继续图3中的步骤12，基于测量数据以及该测量数据所对应的操作指标的标准值进行偏差计算。
这里继续以步骤11中例子进行说明，对应的操作指标的标准值就是100kg/h，将在步骤11中，存储在数据缓存区中的10分钟时长内的各个测量数据与标准值100kg/h进行偏差计算，得到偏差计算结果(偏差值)。
得到偏差计算结果后，继续图3中步骤13，将计算得到的偏差值与预设的阈值进行比较以确定超出所述阈值的偏差值，将与超出阈值的偏差值对应的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中。
继续以步骤11中提到的例子进行说明，假设预设的阈值为5，则将偏差值大于5的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中，也即将该10分钟时长内，大于105kg/h和小于95kg/h的测量实际值及与这些实际值所对应的测量时间成对存入到本地数据库中。
重复执行上述步骤11至步骤13以获取监测任务执行时间段内的全部监控数据。
也即如图3所示，进行循环执行。更新数据缓存区，取下一预定时长的数据，进行计算、存储等处理过程。例如相对上述7点到7点10分的下一预定时长为7点10到7点20，在7点21分，取该段时间内的数据，并进行计算、比较及存储。
本发明实施例中，循环结束的条件为直到得到监测任务执行时间段内的全部监控数据。具体的，以上述例子进行说明，与操作指标对应的监测任务的执行时间段为7点到8点共1小时，预定时长为10分钟，循环执行6次，最终得到的是7点到8点1小时内的所有超限的测量数据，将这些数据作为监控数据存储到本地数据库中。
此外还需说明的是，本实施例中，远端的多个实时数据库包括用于存储现场仪表监测数据的数据库以及实验室信息管理系统的数据库。现场仪表监测数据的数据库用于存储现场仪表监测数据，该类数据通过现场仪表直接测量获得。而实验室信息管理系统(Laboratory Information Management System，LIMS)的数据库用于存储样品分析数据，该类数据属于在生产现场不能直接测量的，需通过现场取样，将样品进行实验分析后而得到的数据。
本申请中，针对实际生产，基于任务驱动，建立多个监测任务并执行，最终得到工艺实施指示所涉及的多个操作指标的监控数据，如图4所示为多个监测任务执行后的监测结果显示目录界面，图4中的操作指标栏的中的“三线浆清-1pH值”、“T211溶剂进料温度T”……等为工艺实施指示所涉及的操作指标，这些操作指标在实际生产中有超限情况，存在对应的监控数据。
基于监控数据进行具体分析，如图5所示为一具体操作指标的偏差查询分析界面，基于该操作指标对应的监控数据，结合具体实际生产中的操作情况，进行分析，就可以实现帮助用户分析引起生产效率低下和工艺波动的原因，逐步调高生产中操作管理水平，实现降低能耗、提高产量、保持产品质量稳定和延长装置运行周期等目的。
本申请上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
通过分别针对生产中的多个操作指标建立多个监测任务并执行，自动提取实际生产中的操作相关数据并进行偏差计算，灵活有效的完成了对操作指标的监控分析，进而可以帮助用户分析引起生产效率低下和工艺波动的原因、可靠地操作边界值。
本申请的实施例还提供了一种针对生产过程中的操作指标进行监控的系统，如图6所示，其包括，
获取模块61，其用于获取工艺实施指示。
建立模块62，其用于基于工艺实施指示建立多个监测任务，监测任务与工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应。
建立模块62，其具体配置为，
通过工艺实施指示获取操作指标的类别，并基于类别和工艺实施指示所涉及的生产装置，配置监测任务的监测项目；
通过工艺实施指示获取操作指标针对工艺参数的要求，并基于操作指标针对工艺参数的要求，配置监测项目的取值界限和/或动态变化界限；
基于工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息，配置监测任务的执行时间。
执行模块63，其用于对监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行监测任务，以得到测量数据。执行模块63基于监测任务的监测项目所属的生产装置，对监测任务进行分组。
计算模块64，其用于基于测量数据以及工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的多个操作指标的监控数据。
计算模块64，其被具体配置为，
步骤11、以预设的时长，从位于远端的多个实时数据库中获取测量数据，并将获取的测量数据存储在本地数据缓存区中；其中，位于远端的多个实时数据库包括用于存储现场仪表监测数据的数据库以及实验室信息管理系统的数据库。
步骤12、基于测量数据以及该测量数据所对应的操作指标的标准值进行偏差计算。
步骤13、将计算得到的偏差值与预设的阈值进行比较以确定超出阈值的偏差值，将与超出所述阈值的偏差值对应的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中。
重复执行上述步骤11至步骤13以获取监测任务执行时间段内的全部监控数据。
上述各模块所执行的具体操作可以参见前述实施例，此处不再赘述。
本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种针对生产过程中的操作指标进行监控的方法，包括
步骤1、获取工艺实施指示；
步骤2、基于所述工艺实施指示建立多个监测任务，所述监测任务与所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应；
步骤3、对所述监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行所述监测任务，以得到测量数据；其中，所述对所述监测任务进行分组包括基于所述监测任务的监测项目所属的生产装置，对所述监测任务进行分组；还包括根据执行所述监测任务时，每次获取的测量数据的时长范围，对所述监测任务进行分组；
步骤4、基于所述测量数据以及所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的所述多个操作指标的监控数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括，
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标的类别，并基于所述类别和所述工艺实施指示所涉及的生产装置，配置所述监测任务的监测项目；
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标针对工艺参数的要求，并基于所述操作指标针对工艺参数的要求，配置所述监测项目的取值界限和/或动态变化界限；
基于所述工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息，配置所述监测任务的执行时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体包括，
步骤11、以预设的时长，从位于远端的多个实时数据库中获取测量数据，并将获取的测量数据存储在本地数据缓存区中；
步骤12、基于所述测量数据以及该测量数据所对应的操作指标的标准值进行偏差计算；
步骤13、将计算得到的偏差值与预设的阈值进行比较以确定超出所述阈值的偏差值，将与所述超出所述阈值的偏差值对应的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中；
重复执行上述步骤11至步骤13以获取所述监测任务执行时间段内的全部监控数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述位于远端的多个实时数据库包括用于存储现场仪表监测数据的数据库以及实验室信息管理系统的数据库。
5.一种针对生产过程中的操作指标进行监控的系统，包括
获取模块，其用于获取工艺实施指示；
建立模块，其用于基于所述工艺实施指示建立多个监测任务，所述监测任务与所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标一一对应；
执行模块，其用于对所述监测任务进行分组，并基于每个分组分别执行所述监测任务，以得到测量数据；其中，所述对所述监测任务进行分组包括基于所述监测任务的监测项目所属的生产装置，对所述监测任务进行分组；还包括根据执行所述监测任务时，每次获取的测量数据的时长范围，对所述监测任务进行分组；
计算模块，其用于基于所述测量数据以及所述工艺实施指示所涉及的多个操作指标的标准值计算得到针对生产过程中的所述多个操作指标的监控数据。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述建立模块，其被具体配置为，
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标的类别，并基于所述类别和所述工艺实施指示所涉及的生产装置，配置所述监测任务的监测项目；
通过所述工艺实施指示获取所述操作指标针对工艺参数的要求，并基于所述操作指标针对工艺参数的要求，配置所述监测项目的取值界限和/或动态变化界限；
基于所述工艺实施指示所涉及的实施时间及工序信息，配置所述监测任务的执行时间。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块，其被具体配置为，
步骤11、以预设的时长，从位于远端的多个实时数据库中获取测量数据，并将获取的测量数据存储在本地数据缓存区中；
步骤12、基于所述测量数据以及该测量数据所对应的操作指标的标准值进行偏差计算；
步骤13、将计算得到的偏差值与预设的阈值进行比较以确定超出所述阈值的偏差值，将与所述超出所述阈值的偏差值对应的测量数据作为监控数据存储在本地数据库中；
重复执行上述步骤11至步骤13以获取所述监测任务执行时间段内的全部监控数据。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述位于远端的多个实时数据库包括用于存储现场仪表监测数据的数据库以及实验室信息管理系统的数据库。
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