CN117350179B - 一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法及系统 - Google Patents
一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及厚膜工艺领域，揭露一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法及系统，所述方法包括：采集烧结工艺涉及的化学反应过程，将化学反应过程转换为物理模型，对物理模型进行参数调整，得到调整模型；构建烧结工艺的温度场，分析温度场的温度蔓延方向，并分析烧结工艺的预风险温度，对烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；计算第一安全控制的烧结工艺的异变时间，对第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制；检测第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，对第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，对第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺。本发明可以对影响安全性的烧结参数进行综合性的控制。
Description
技术领域
本发明涉及厚膜工艺领域，尤其涉及一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法及系统。
背景技术
厚膜烧结工艺的安全控制的过程是指对厚膜烧结工艺的参数、时间、温度进行调控的过程以保障厚膜烧结工艺的安全进行。
目前，安全控制仅对烧结工艺过程中的某一个参数进行控制，例如仅对温度这个参数进行安全控制，但烧结工艺所设计的参数种类较多、参数较为复杂，烧结工艺的安全性受多个参数的影响，例如烧结工艺的化学反应过程中输入物质含量与输出物质含量、烧结时间等，因此，由于现有技术中厚膜烧结工艺的安全控制的方法较为单调，导致无法实现对影响安全性的烧结参数进行综合性的控制。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法及系统，可以对影响安全性的烧结参数进行综合性的控制。
第一方面，本发明提供了一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法，包括：
从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分；
基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型；
利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；
基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺；
基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述将所述化学反应过程转换为物理模型，包括：
基于所述化学反应过程中的化学反应参数，利用下述公式计算所述物理模型：
其中，表示所述物理模型，/>表示密度，单位为/>，/>表示时间，/>表示速度张量，/>表示坐标张量，/>表示稀疏相到连续相所增加的质量，/>表示静压，单位为，/>表示重力引起的体积力，/>表示其他体积力，/>表示应力张量，/>表示温度，单位为/>，/>表示比热容，单位为/>，/>表示导热系数，/>，/>表示包含化学反应热和其他体积热源的源项，单位为/>，/>表示组分的质量分数，/>表示化学组分生成率，表示离散项产生的源项。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，包括：
构建所述烧结工艺的三维物理场；
对所述三维物理场进行三维网格划分，得到三维划分网格；
利用所述调整模型确定所述三维划分网格的控制模型；
利用所述控制模型计算所述三维划分网格的网格温度场；
拼接所述网格温度场中的每个网格温度场，得到所述烧结工艺的温度场。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述分析所述温度场的温度蔓延方向，包括：
利用所述温度场的历史温度分析所述温度场的规划温度；
利用下述公式计算所述规划温度中温度的温度时间：
其中，表示所述温度时间，/>表示温度蔓延速度，/>表示所述规划温度中温度；表示/>的倒数；
利用所述温度时间和所述规划温度中温度识别所述温度场的温度蔓延方向。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述分析所述烧结工艺的预风险温度，包括：
确定所述烧结工艺的温度阈值；
从所述烧结工艺中识别所述烧结工艺的温度的影响因素；
构建所述烧结工艺的温度与所述影响因素之间的温度-因素曲线；
利用下述公式计算所述温度-因素曲线的异变系数：
其中，表示所述异变系数，/>表示当前数据值，/>表示均值，/>表示标准差；
在所述异变系数大于预设异变阈值时，将所述异变系数对应的温度与所述温度阈值之间的温度范围作为所述预风险温度。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺，包括：
在所述温度蔓延方向达到所述预风险温度时，根据所述温度蔓延方向，选取所述烧结工艺的目标温度；
基于所述目标温度，利用下述公式计算所述烧结工艺的温度控制信号：
其中，表示所述温度控制信号，/>表示比例增益，/>表示积分时间常数，/>表示微分时间常数，/>表示目标温度与测量值之差，/>表示时刻；
利用所述温度控制信号完成对所述烧结工艺的第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，包括：
基于所述烧结时间，划分所述第一安全控制的烧结工艺的工艺工序；
识别所述工艺工序的化学反应；
检测所述化学反应出现化学反应过度的时间，得到所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，包括：
检测所述气氛组成中的风险组成；
识别所述风险组成的风险含量；
在所述风险含量大于预设含量时，利用所述风险组成与所述风险含量，生成所述气氛安全报告。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺，包括：
分析所述气氛安全报告中风险组成是否为化学反应过度的产物；
在所述气氛安全报告中风险组成不为所述化学反应过度的产物时，利用所述风险组成确定所述第二安全控制的烧结工艺的异常输入数据；
利用所述风险组成对应的风险含量计算所述异常输入数据的异常输入含量；
对所述异常输入含量进行第一含量控制，得到第一个第三安全控制的烧结工艺；
在所述气氛安全报告中风险组成为所述化学反应过度的产物时，利用所述气氛安全报告中风险含量计算所述第二安全控制的烧结工艺的正常输入含量；
对所述正常输入含量进行第二含量控制，第二个第三安全控制的烧结工艺。
第二方面，本发明提供了一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统，所述系统包括：
参数提取模块，用于从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分；
参数调整模块，用于基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型；
第一安控模块，用于利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；
第二安控模块，用于基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺；
第三安控模块，用于基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺。
与现有技术相比，本方案的技术原理及有益效果在于：
本发明实施例通过基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，以用于分析所述烧结工艺所涉及的物质的参数在发生化学反应方程式前后的量的变化，进一步地，本发明实施例通过将所述化学反应过程转换为物理模型，以用于将烧结工艺的反应过程通过数学公式表征，本发明实施例通过利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，以用于分析所述烧结工艺的物理实体上各个点的温度分布，进一步地，本发明实施例通过分析所述温度场的温度蔓延方向，以用于预测所述烧结工艺的物理实体上各个点的温度在未来时段的升高或降低的变化，本发明实施例通过基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，以用于对所述第一安全控制的烧结工艺的时间进行控制，本发明实施例通过利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，以用于对所述第二安全控制的烧结工艺中的异常气氛进行控制。因此，本发明实施例提出的一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法及系统，可以对影响安全性的烧结参数进行综合性的控制。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例中图1提供的一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法的其中一个步骤的流程示意图；
图3为本发明一实施例中图1提供的一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法的另一个步骤的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统的模块示意图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法，所述用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本发明实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参阅图1所示，是本发明一实施例提供的用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法的流程示意图。其中，图1中描述的用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法包括：
S1、从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分。
本发明实施例中，所述厚膜工艺是指将电子浆料通过丝网印刷等方法印制在陶瓷基板或者其他绝缘基板上，经干燥、烧结后形成厚度为几微米到数十微米的膜层的过程；所述烧结工艺包括空气烧结和惰性气体烧结，空气烧结和惰性气体烧结是指在氮气、氢气、氩气或其他气体状态下将粉状物料烧结为致密体的过程。
进一步地，本发明实施例中，所述气氛成分是指烧结过程中的气体成分，例如氮气、氢气、氩气或其他气体。
S2、基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型。
本发明实施例通过基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，以用于分析所述烧结工艺所涉及的物质的参数在发生化学反应方程式前后的量的变化。
其中，所述化学反应过程通过化学反应方程式的形式表征。
进一步地，本发明实施例通过将所述化学反应过程转换为物理模型，以用于将烧结工艺的反应过程通过数学公式表征。
本发明的一实施例中，所述将所述化学反应过程转换为物理模型，包括：基于所述化学反应过程中的化学反应参数，利用下述公式计算所述物理模型：
其中，表示所述物理模型，/>表示密度，单位为/>，/>表示时间，/>表示速度张量，/>表示坐标张量，/>表示稀疏相到连续相所增加的质量，/>表示静压，单位为，/>表示重力引起的体积力，/>表示其他体积力，/>表示应力张量，/>表示温度，单位为/>，/>表示比热容，单位为/>，/>表示导热系数，/>，/>表示包含化学反应热和其他体积热源的源项，单位为/>，/>表示组分的质量分数，/>表示化学组分生成率，表示离散项产生的源项。
其中，所述化学反应参数包含化学反应过程中物质的密度、温度、体积力、热传导速度、应力等参数。
可选地，所述基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型的过程为：从所述物理模型中选取含义与所述环境参数的含义类似的参数，得到选取参数，将所述环境参数代替所述选取参数，代入至所述物理模型中，得到所述调整模型。
S3、利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺。
本发明实施例通过利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，以用于分析所述烧结工艺的物理实体上各个点的温度分布。
本发明的一实施例中，参阅图2所示，所述利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，包括：
S201、构建所述烧结工艺的三维物理场；
S202、对所述三维物理场进行三维网格划分，得到三维划分网格；
S203、利用所述调整模型确定所述三维划分网格的控制模型；
S204、利用所述控制模型计算所述三维划分网格的网格温度场；
S205、拼接所述网格温度场中的每个网格温度场，得到所述烧结工艺的温度场。
其中，所述三维物理场是指所述烧结工艺的三维物理模型。
可选地，所述利用所述调整模型确定所述三维划分网格的控制模型的过程为：将所述调整模型作为所述烧结工艺的控制模型，关于所述烧结工艺的三维物理场中的每个三维划分网格，由于每个三维划分网格的所处位置不同，因此每个三维划分网格所对应的控制模型不同，即对于每个三维划分网格，需要将所述调整模型作适当的参数调整，以适应每个三维划分网格的场景。
进一步地，本发明实施例通过分析所述温度场的温度蔓延方向，以用于预测所述烧结工艺的物理实体上各个点的温度在未来时段的升高或降低的变化。
本发明的一实施例中，所述分析所述温度场的温度蔓延方向，包括：利用所述温度场的历史温度分析所述温度场的规划温度；利用下述公式计算所述规划温度中温度的温度时间：
其中，表示所述温度时间，/>表示温度蔓延速度，/>表示所述规划温度中温度；表示/>的倒数；
利用所述温度时间和所述规划温度中温度识别所述温度场的温度蔓延方向。
其中，所述规划温度是指未来时段的温度，可以通过神经网络模型接收历史温度数据，从而预测未来时段温度数据求得；所述温度蔓延方向包含温度在未来时段内发生变化的时刻与发生变化的大小。
本发明的一实施例中，所述分析所述烧结工艺的预风险温度，包括：确定所述烧结工艺的温度阈值；从所述烧结工艺中识别所述烧结工艺的温度的影响因素；构建所述烧结工艺的温度与所述影响因素之间的温度-因素曲线；利用下述公式计算所述温度-因素曲线的异变系数：
其中，表示所述异变系数，/>表示当前数据值，/>表示均值，/>表示标准差；
在所述异变系数大于预设异变阈值时，将所述异变系数对应的温度与所述温度阈值之间的温度范围作为所述预风险温度。
其中，所述温度阈值是指标准的温度上限或者是温度下限；所述影响因素是指受到温度影响的物质参数，例如物质形态、物质含量、物质体积等；所述温度-因素曲线是指不同大小温度与所述影响因素之间的关系曲线。
本发明的一实施例中，所述根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺，包括：在所述温度蔓延方向达到所述预风险温度时，根据所述温度蔓延方向，选取所述烧结工艺的目标温度；基于所述目标温度，利用下述公式计算所述烧结工艺的温度控制信号：
其中，表示所述温度控制信号，/>表示比例增益，/>表示积分时间常数，/>表示微分时间常数，/>表示目标温度与测量值之差，/>表示时刻；
利用所述温度控制信号完成对所述烧结工艺的第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺。
可选地，所述根据所述温度蔓延方向，选取所述烧结工艺的目标温度的过程为：在所述温度蔓延方向为在未来某时刻达到相比于现在更高的温度时，则温度为上升趋势，且将会逐渐上升至预风险温度范围内，此时选择比当前温度更小的温度作为所述目标温度，在所述温度蔓延方向为在未来某时刻达到相比于现在更低的温度时，则温度为下降趋势，且将会逐渐下降至预风险温度范围内，此时选择比当前温度更大的温度作为所述目标温度。
S4、基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺。
本发明实施例通过基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，以用于对所述第一安全控制的烧结工艺的时间进行控制。
本发明的一实施例中，参阅图3所示，所述基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，包括：
S301、基于所述烧结时间，划分所述第一安全控制的烧结工艺的工艺工序；
S302、识别所述工艺工序的化学反应；
S303、检测所述化学反应出现化学反应过度的时间，得到所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间。
其中，所述工艺工序是指所述第一安全控制的烧结工艺的处理流程，进一步地，在出现所述化学反应过度时，会使得产物的不纯度增加，即产生其他杂质。
本发明的一实施例中，所述利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺的过程为：将所述第一安全控制的烧结工艺中每道工艺工序的处理时间都控制在不超出所述异变时间的时间范围内。
S5、基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺。
本发明实施例通过利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，以用于对所述第二安全控制的烧结工艺中的异常气氛进行控制。
本发明的一实施例中，所述利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，包括：检测所述气氛组成中的风险组成；识别所述风险组成的风险含量；在所述风险含量大于预设含量时，利用所述风险组成与所述风险含量，生成所述气氛安全报告。
其中，所述风险组成数字是指有害气体成分。
本发明的一实施例中，所述利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺，包括：分析所述气氛安全报告中风险组成是否为化学反应过度的产物；在所述气氛安全报告中风险组成不为所述化学反应过度的产物时，利用所述风险组成确定所述第二安全控制的烧结工艺的异常输入数据；利用所述风险组成对应的风险含量计算所述异常输入数据的异常输入含量；对所述异常输入含量进行第一含量控制，得到第一个第三安全控制的烧结工艺；在所述气氛安全报告中风险组成为所述化学反应过度的产物时，利用所述气氛安全报告中风险含量计算所述第二安全控制的烧结工艺的正常输入含量；对所述正常输入含量进行第二含量控制，第二个第三安全控制的烧结工艺。
其中，所述异常输入数据与所述正常输入含量对应的正常输入数据均是指所述第二安全控制的烧结工艺的化学反应方程式中等式左边的物质参数，所述异常输入数据是指本道工艺工序不该出现的物质，所述正常输入数据是指本道工艺工序的化学反应方程式中等式左边应该存在的物质数据。
可选地，所述利用所述风险组成对应的风险含量计算所述异常输入数据的异常输入含量的过程为利用所述化学反应方程式的能量守恒原理，来根据等式右边的物质含量计算等式左边所出现的多余的、异常的物质含量；所述对所述异常输入含量进行第一含量控制，得到第一个第三安全控制的烧结工艺的过程为去除所述异常输入含量的过程；所述对所述正常输入含量进行第二含量控制，第二个第三安全控制的烧结工艺的过程为对所述正常输入含量进行减少或增加含量操作，使得产物中的杂质减少。
可以看出，本发明实施例通过基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，以用于分析所述烧结工艺所涉及的物质的参数在发生化学反应方程式前后的量的变化，进一步地，本发明实施例通过将所述化学反应过程转换为物理模型，以用于将烧结工艺的反应过程通过数学公式表征，本发明实施例通过利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，以用于分析所述烧结工艺的物理实体上各个点的温度分布，进一步地，本发明实施例通过分析所述温度场的温度蔓延方向，以用于预测所述烧结工艺的物理实体上各个点的温度在未来时段的升高或降低的变化，本发明实施例通过基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，以用于对所述第一安全控制的烧结工艺的时间进行控制，本发明实施例通过利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，以用于对所述第二安全控制的烧结工艺中的异常气氛进行控制。因此，本发明实施例提出的一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法可以对影响安全性的烧结参数进行综合性的控制。
如图4所示，是本发明用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统功能模块图。
本发明所述用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统400可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统可以包括参数提取模块401、参数调整模块402、第一安控模块403、第二安控模块404以及第三安控模块405。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
在本发明实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
所述参数提取模块401，用于从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分；
所述参数调整模块402，用于基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型；
所述第一安控模块403，用于利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；
所述第二安控模块404，用于基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺；
所述第三安控模块405，用于基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺。
详细地，本发明实施例中所述用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统400中的所述各模块在使用时采用与上述的图1至图3中所述的用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
本发明还提供一种存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分；
基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型；
利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；
基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺；
基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制方法，其特征在于，所述方法包括：
从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分；
基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型；
利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺，其中，所述分析所述烧结工艺的预风险温度，包括：确定所述烧结工艺的温度阈值，从所述烧结工艺中识别所述烧结工艺的温度的影响因素，构建所述烧结工艺的温度与所述影响因素之间的温度-因素曲线，利用下述公式计算所述温度-因素曲线的异变系数：
其中，表示所述异变系数，/>表示当前数据值，/>表示均值，/>表示标准差，
在所述异变系数大于预设异变阈值时，将所述异变系数对应的温度与所述温度阈值之间的温度范围作为所述预风险温度，
所述根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺，包括：在所述温度蔓延方向达到所述预风险温度时，根据所述温度蔓延方向，选取所述烧结工艺的目标温度，基于所述目标温度，利用下述公式计算所述烧结工艺的温度控制信号：
其中，表示所述温度控制信号，/>表示比例增益，/>表示积分时间常数，/>表示微分时间常数，/>表示目标温度与测量值之差，/>表示时刻，
利用所述温度控制信号完成对所述烧结工艺的第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；
基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺；
基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺，其中，所述利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺，包括：分析所述气氛安全报告中风险组成是否为化学反应过度的产物，在所述气氛安全报告中风险组成不为所述化学反应过度的产物时，利用所述风险组成确定所述第二安全控制的烧结工艺的异常输入数据，利用所述风险组成对应的风险含量计算所述异常输入数据的异常输入含量，对所述异常输入含量进行第一含量控制，得到第一个第三安全控制的烧结工艺，在所述气氛安全报告中风险组成为所述化学反应过度的产物时，利用所述气氛安全报告中风险含量计算所述第二安全控制的烧结工艺的正常输入含量，对所述正常输入含量进行第二含量控制，第二个第三安全控制的烧结工艺。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述化学反应过程转换为物理模型，包括：
基于所述化学反应过程中的化学反应参数，利用下述公式计算所述物理模型：
其中，表示所述物理模型，/>表示密度，单位为/>，/>表示时间，/>表示坐标张量，/>表示稀疏相到连续相所增加的质量，/>表示静压，单位为/>，/>表示重力引起的体积力，/>表示其他体积力，/>表示应力张量，/>表示温度，单位为/>，/>表示比热容，单位为/>，/>表示导热系数，/>，/>表示包含化学反应热和其他体积热源的源项，单位为/>，/>表示组分的质量分数，/>表示化学组分生成率，/>表示离散项产生的源项。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，包括：
构建所述烧结工艺的三维物理场；
对所述三维物理场进行三维网格划分，得到三维划分网格；
利用所述调整模型确定所述三维划分网格的控制模型；
利用所述控制模型计算所述三维划分网格的网格温度场；
拼接所述网格温度场中的每个网格温度场，得到所述烧结工艺的温度场。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述温度场的温度蔓延方向，包括：
利用所述温度场的历史温度分析所述温度场的规划温度；
利用下述公式计算所述规划温度中温度的温度时间：
其中，表示所述温度时间，/>表示温度蔓延速度，/>表示所述规划温度中温度，/>表示/>的倒数；
利用所述温度时间和所述规划温度中温度识别所述温度场的温度蔓延方向。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，包括：
基于所述烧结时间，划分所述第一安全控制的烧结工艺的工艺工序；
识别所述工艺工序的化学反应；
检测所述化学反应出现化学反应过度的时间，得到所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，包括：
检测所述气氛组成中的风险组成；
识别所述风险组成的风险含量；
在所述风险含量大于预设含量时，利用所述风险组成与所述风险含量，生成所述气氛安全报告。
7.一种用于实现厚膜烧结工艺的安全控制系统，其特征在于，所述系统包括：
参数提取模块，用于从厚膜工艺中识别烧结工艺，提取所述烧结工艺的烧结参数，其中，所述烧结参数包括烧结温度、烧结时间和气氛成分；
参数调整模块，用于基于所述烧结温度，采集所述烧结工艺涉及的化学反应过程，将所述化学反应过程转换为物理模型，基于所述烧结工艺的环境参数，对所述物理模型进行参数调整，得到调整模型；
第一安控模块，用于利用所述调整模型构建所述烧结工艺的温度场，分析所述温度场的温度蔓延方向，并分析所述烧结工艺的预风险温度，根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺，其中，所述分析所述烧结工艺的预风险温度，包括：确定所述烧结工艺的温度阈值，从所述烧结工艺中识别所述烧结工艺的温度的影响因素，构建所述烧结工艺的温度与所述影响因素之间的温度-因素曲线，利用下述公式计算所述温度-因素曲线的异变系数：
其中，表示所述异变系数，/>表示当前数据值，/>表示均值，/>表示标准差，
在所述异变系数大于预设异变阈值时，将所述异变系数对应的温度与所述温度阈值之间的温度范围作为所述预风险温度，
所述根据所述温度蔓延方向与所述预风险温度，对所述烧结工艺进行第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺，包括：在所述温度蔓延方向达到所述预风险温度时，根据所述温度蔓延方向，选取所述烧结工艺的目标温度，基于所述目标温度，利用下述公式计算所述烧结工艺的温度控制信号：
其中，表示所述温度控制信号，/>表示比例增益，/>表示积分时间常数，/>表示微分时间常数，/>表示目标温度与测量值之差，/>表示时刻，
利用所述温度控制信号完成对所述烧结工艺的第一安全控制，得到第一安全控制的烧结工艺；
第二安控模块，用于基于所述烧结时间，计算所述第一安全控制的烧结工艺的异变时间，利用所述异变时间对所述第一安全控制的烧结工艺进行第二安全控制，得到第二安全控制的烧结工艺；
第三安控模块，用于基于所述气氛成分，检测所述第二安全控制的烧结工艺的气氛组成，利用所述气氛组成对所述第二安全控制的烧结工艺进行气氛安全预警，得到气氛安全报告，利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺，其中，所述利用所述气氛安全报告对所述第二安全控制的烧结工艺进行第三安全控制，得到第三安全控制的烧结工艺，包括：分析所述气氛安全报告中风险组成是否为化学反应过度的产物，在所述气氛安全报告中风险组成不为所述化学反应过度的产物时，利用所述风险组成确定所述第二安全控制的烧结工艺的异常输入数据，利用所述风险组成对应的风险含量计算所述异常输入数据的异常输入含量，对所述异常输入含量进行第一含量控制，得到第一个第三安全控制的烧结工艺，在所述气氛安全报告中风险组成为所述化学反应过度的产物时，利用所述气氛安全报告中风险含量计算所述第二安全控制的烧结工艺的正常输入含量，对所述正常输入含量进行第二含量控制，第二个第三安全控制的烧结工艺。
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