CN112541660A - 物料传输流程的评价系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种物料传输流程评价系统和方法。所述的系统包括基础层、能力层以及应用层。基础层包含评价系统的数据中心，是评价系统的基础支撑，用于流程评价过程中涉及的各类数据的存储。数据中心的数据来源，主要分为三类，即企业资源规划系统(ERP)、制造执行系统(MES)以及生产控制系统(PCS)。所述的方法，包括下述步骤：向流程评价管理模块发起流程评价请求，评价请求中包含了待评价流程的相关数据；流程评价管理模块根据待评价的流程数据进行信息翻译，并请求匹配最优模型。模型管理模块响应该请求，筛选出求解该模型需要的算法，一并返回给流程评价管理。
Description
技术领域
本发明属于冶金行业生产中的物流技术领域，特别涉及到用于物料传输的流程的评价系统和方法。
背景技术
目前在冶金行业，物料传输的流程管理多采用固定流程控制系统，在控制软件中将流程的上下游关系和控制连锁等固化成一个程序段，每一个流程写一个程序段。这样的控制系统结构臃肿，连锁关系复杂，在起点和终点之间只有预先定义的流程线路可以选用，且无法实现线路优选和料流信息实时跟踪。面对物料输送系统众多的设备数量、复杂的线路关系、数字化信息化和节能降耗的需求，该方法越来越不满足现代化冶金行业的控制需求。因此，近年来，出现了越来越多的用于物料传输流程的智能决策以及自动控制系统。其中，对流程的评价是流程智能决策的基础，选择评价高的流程而放弃评价低的流程。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明提供了一种物料传输流程的评价系统和方法。
为达到上述目的，本发明提出了一种物料传输流程评价系统，所述的系统包括基础层、能力层以及应用层。基础层包含评价系统的数据中心，是评价系统的基础支撑，用于流程评价过程中涉及的各类数据的存储。数据中心的数据来源，主要分为三类，即企业资源规划系统(ERP)、制造执行系统(MES)以及生产控制系统(PCS)。
中间一层为能力层，能力层提供了知识管理、模型管理以及算法管理三个能力模块。三个模块中，知识管理模块从数据中心获取数据，通过自动的方式形成知识点，或通过人机界面用非自动的方式定义知识点，对知识点进行分类管理，知识点对评价模型以及模型求解的算法的筛选起到重要的支撑作用；模型管理模块主要负责流程评价模型的存储、优化，以及实现模型的增删改查和筛选等的管理功能；算法管理模块，是对适用于模型求解的各类算法的存储，以及算法的筛选功能。
最上层为应用层，该层包含流程评价管理模块，基于能力层，综合运用知识管理、模型管理以及算法管理提供的功能，实现对物料传输流程的评价。
为达到上述目的，本发明一种物料传输流程评价的方法，包括下述步骤：物料传输流程决策系统向流程评价管理模块发起流程评价请求，评价请求中包含了待评价流程的相关数据；流程评价管理模块根据待评价的流程数据进行信息翻译，即获取与该流程相关的知识点，将知识点推送给模型管理模块，并请求匹配最优模型；模型管理模块响应该请求，根据具体的问题获取筛选模型的知识点，之后根据筛选结果，调用算法管理的接口，筛选出求解该模型需要的算法，一并返回给流程评价管理；模型管理模块根据筛选后的模型以及算法，对物料传输流程进行评价，并将评价结果返回给物料传输流程决策系统。
附图说明
图1：一种物料传输流程评价系统的架构
图2：一种物料传输流程评价方法的时序图
图3：评价系统基础数据分类
图4：评价系统知识点分类
具体实施方式
实施例1
结合图1、图3和图4，给出建立物料传输流程评价系统的实施例。
如图1所示，该系统分为三个层次，分为基础层、能力层以及应用层。基础层包含评价系统的数据中心，是评价系统的基础支撑，用于流程评价过程中涉及的各类数据的存储。数据中心的数据来源主要分为三类，即企业资源规划系统(ERP)、制造执行系统(MES)以及生产控制系统(PCS)。数据中心存储的流程评价相关的基础数据如图3所示，可分为六类。其中，各类基础数据可包含的详细信息如下但不限于：
设备信息：设备分类、设备名称、设备编码、设备所属流程、设备所属区域。
设备状态：运行、有料、故障、停止、占用。
设备参数：料仓料位、小车位置、皮带秤瞬时料量、堆取料机位置、料堆位置。
物料信息：物料种类、物料名称、批次、厂商、所属料堆。
料堆信息：料堆编码、起始地址、终止地址、物料编码、物料质量、料堆长度、料堆宽度、料堆高度、最近一次使用的堆取料机。
流程信息：流程编码、流程起点、流程终点、流程所属区域、流程路径、关联皮带秤、运送物料代码、取料料堆、流程开始时间、流程结束时间。
中间一层为能力层，能力层提供了知识管理、模型管理以及算法管理三个能力模块。
1.知识管理模块主要功能是生成、存储、管理知识点，对评价模型以及模型求解的算法的筛选起到重要的支撑作用。知识管理模块一方面从数据中心获取数据作为知识源，通过理解、归纳、翻译等方式，自动形成知识点并进行存储。另一方面，可通过人机界面用非自动的方式定义知识点。在流程评价系统中，一般是有经验的现场操作人员或领域专家，通过人机界面将其经验转换为知识点并进行存储。在知识管理过程中，模块根据知识获取需求，通过一种或多种学习手段，将需求转换为知识点，根据使用频率、更新时间等对知识点进行加权，从而对知识点进行扩展及更新。
和物料传输流程相关的知识点如图4所示，可分为流程事实类知识、流程规则类知识、模型知识以及算法知识四大类，每一类包含的具体知识点如下但不限于：
流程事实类知识：运输距离、累计运量、运行时间、设备占用率、设备故障率、流程调度难度、流程能耗
流程规则类知识：上料计划、流程状态转换规则(启动规则、切换规则、停止规则等)
模型知识：适用范围、约束条件、模型权重、模型说明
算法知识：适用范围、约束条件、算法评价指标、算法描述
2.模型管理模块主要负责流程评价模型的存储、优化，以及实现模型的增删改查和筛选等管理功能。进行流程评价时，模型管理模块根据流程基础信息、已有知识点，对模型以及实现算法进行筛选。模型管理模块中的模型，也和知识点一样，需要扩展和更新。一是提供人机界面，手动添加模型，或对已有模型进行更新。二是对使用过的模型进行评价，提高成功使用过的模型的权重。三是根据模型的应用情况进行自学习，对模型的适用范围、约束条件、模型使用说明等进行归纳总结，形成模型特征相关的知识点。对知识点进行分析、更新和扩展，不断地对模型进行演进，并催生出新的模型。
3.算法管理模块，是对适用于模型求解的各类算法的存储，以及实现算法的筛选功能。算法筛选功能的实现，可以在知识管理模块中存储算法相关的知识点，算法的描述、算法的评价指标(时间复杂度、空间复杂度、正确性、容错性等)、算法适用范围、算法的约束条件等等，在进行算法筛选时，获取相关知识点。而知识点的生成，一方面根据专家的经验进行转换；另一方面，从数据中心获取数据，对算法不断地运行、训练，从而生成算法的各类知识点，并不断地进行更新。
系统的最上层为应用层，该层包含流程评价管理模块，基于能力层，综合运用知识管理、模型管理以及算法管理提供的功能，实现对物料传输流程的评价。用户发起物料流程评价请求时，流程评价管理模块调用模型管理的接口，对评价模型以及算法进行筛选，进行流程评价的知识获取，最后通过模型和算法对流程进行评价，并将评价结果返回用户。
实施例2
结合图2，给出一种物料传输流程评价方法的实施例。
1.用户调用流程决策系统的接口，发起物料传输流程的评价请求。
2.流程决策系统调用模型管理模块提供的模型筛选接口，将用户的问题描述转换为接口的入参，获取适合的模型以及求解算法。在本实施例中，模型管理提供的模型筛选接口需提供的入参包括：流程起点、流程终点、流程所属区域、流程路径、流程开始时间、运送物料代码、取料料堆。
3-4.模型管理模块根据流程信息，获取流程事实知识点、流程规则知识点、模型知识点。在本实施例中，模型管理模块获取了流程的运输距离、累计运量、运行时间、设备占用率、设备故障率、流程调度难度、流程能耗、模型适用范围、模型约束条件、模型权重、模型说明、综合各类知识点，筛选出最适合的模型。
5-7.模型管理模块调用算法管理模快接口，对求解的算法进行筛选。在本实施例中，算法管理模块获取了算法的适用范围、算法约束条件、算法评价指标、算法描述等知识点，最终选取适当的模型求解算法，将结果反馈给模型管理模块。
8.模型管理模块将筛选的模型以及求解算法返回给流程评价管理模块。
9-10.流程评价管理模块根据筛选后得到的模型和实现算法，根据需要获取知识点，进行相应的流程评价计算，获得最终的物料传输流程评价结果。
11.流程评价管理模块将评价结果返回给用户。
本专利在上面举了一个例子，但是不仅限于这个例子。同时本专利给与的是一种方法。而不在于如何实现。
Claims (3)
1.一种物料传输流程评价系统，该系统分为基础层、能力层以及应用层，其特征在于，所述的基础层包含评价系统的数据中心，用于流程评价过程中涉及的各类数据的存储；
所述的能力层包括知识管理、模型管理以及算法管理三个能力模块；其中，知识管理模块用于从数据中心获取数据，通过自动的方式形成知识点，或通过人机界面用非自动的方式定义知识点，对知识点进行分类管理；
模型管理模块用于负责流程评价模型的存储、优化，以及实现模型的增删改查和筛选功能；算法管理模块，是对适用于模型求解的各类算法的存储，以及算法的筛选功能；
所述的应用层，包含流程评价管理模块，基于能力层，综合运用知识管理、模型管理以及算法管理提供的功能，实现对物料传输流程的评价。
2.如权利要求1所述的物料传输流程评价系统，其特征在于，所述的数据中心的数据来源，包括：企业资源规划系统(ERP)、制造执行系统(MES)以及生产控制系统(PCS)。
3.一种物料传输流程评价的方法，其特征在于，所述的方法包括下述步骤：
物料传输流程决策系统向流程评价管理模块发起流程评价请求，评价请求中包含了待评价流程的相关数据；
流程评价管理模块根据待评价的流程数据进行信息翻译，即获取与该流程相关的知识点，将知识点推送给模型管理模块，并请求匹配最优模型；
模型管理模块响应该请求，根据具体的问题获取筛选模型的知识点，之后根据筛选结果，调用算法管理的接口，筛选出求解该模型需要的算法，一并返回给流程评价管理；
模型管理模块根据筛选后的模型以及算法，对物料传输流程进行评价，并将评价结果返回给物料传输流程决策系统。
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