工業(yè)生產(chǎn)智能系統(tǒng)IPES
工業(yè)生產(chǎn)智能系統(tǒng)平臺(tái)IPES（ Industry Production Engineering Smart System ）是一套以工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以提高生產(chǎn)管理水平為目標(biāo)，集生產(chǎn)監(jiān)控、工況診斷、優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能控制、設(shè)備管理、生產(chǎn)運(yùn)維、指標(biāo)評(píng)價(jià)（KQI）、數(shù)據(jù)挖掘等功能的一體化閉環(huán)系統(tǒng)，從而保障工業(yè)生產(chǎn)的安全、高效、節(jié)能、環(huán)保。
一、系統(tǒng)架構(gòu)
該系統(tǒng)平臺(tái)為三層架構(gòu)，即感知執(zhí)行層、數(shù)據(jù)傳輸層和智能應(yīng)用層。如圖1所示。
圖1智能平臺(tái)IPES的系統(tǒng)架構(gòu)
感知執(zhí)行層是指工業(yè)生產(chǎn)中的各類儀器儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各類工業(yè)生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)信息的采集和控制。
數(shù)據(jù)傳輸層是指將前端采集到的數(shù)據(jù)傳輸至后端平臺(tái)的傳輸方式，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，結(jié)合無線通訊的技術(shù)水平，采用無線傳感網(wǎng)、專網(wǎng)和公網(wǎng)無線技術(shù)（融合WSN、McWill、WiMAX、WiFi、3G、GPRS、CDMA、衛(wèi)星等無線傳輸技術(shù)）組成無線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)工況和物聯(lián)設(shè)備自身工況數(shù)據(jù)的傳輸。
智能應(yīng)用層指系統(tǒng)平臺(tái)的上層應(yīng)用，將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給用戶或處理用戶輸入的應(yīng)用程序或系統(tǒng)一部分。它通過輸入向服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)，然后以一定的格式顯示結(jié)果。同時(shí)應(yīng)用層接收傳輸層上傳的數(shù)據(jù)，利用工業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析、參數(shù)優(yōu)化，智能控制、綜合決策等。
二、工業(yè)生產(chǎn)智能系統(tǒng)平臺(tái)IPES的功能模塊
工業(yè)生產(chǎn)過程智能IPES系統(tǒng)平臺(tái)包含生產(chǎn)監(jiān)控、遠(yuǎn)程計(jì)量、運(yùn)行管理、設(shè)備管理、資產(chǎn)管理、工況診斷、預(yù)警報(bào)警、任務(wù)管理、生產(chǎn)運(yùn)維、指標(biāo)評(píng)價(jià)（KQI）、數(shù)據(jù)挖掘等主要模塊。
生產(chǎn)監(jiān)控：可實(shí)時(shí)監(jiān)控和掌握工業(yè)生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，具有工業(yè)生產(chǎn)的工況采集、監(jiān)控及統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表等功能，可對(duì)超限報(bào)警、工況報(bào)警、預(yù)測(cè)報(bào)警等異常報(bào)警信息進(jìn)行主動(dòng)推送，讓用戶對(duì)所關(guān)注的報(bào)警信息及時(shí)進(jìn)行處理，保障生產(chǎn)安全。
遠(yuǎn)程計(jì)量：根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)等動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)，針對(duì)不同工業(yè)生產(chǎn)情況采用與之相適應(yīng)的計(jì)量模型，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的工業(yè)需求計(jì)量；同時(shí)也能對(duì)工業(yè)生產(chǎn)用能情況進(jìn)行計(jì)量，及時(shí)掌握產(chǎn)量和能耗狀況。
運(yùn)行管理：將生產(chǎn)運(yùn)行過程中需記錄的生產(chǎn)設(shè)備、介質(zhì)、儀表、操作等信息進(jìn)行電子化，并實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分類、匯總、計(jì)算、導(dǎo)出等操作，規(guī)范生產(chǎn)運(yùn)行和故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，提高數(shù)據(jù)共享程度；制定和形成了一套充分滿足企業(yè)管理的統(tǒng)計(jì)分析及報(bào)表；為指導(dǎo)生產(chǎn)工藝管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
設(shè)備管理：包括生產(chǎn)設(shè)備管理和物聯(lián)設(shè)備管理。生產(chǎn)設(shè)備管理主要是油氣生產(chǎn)設(shè)備全生命周期服役管理，即設(shè)計(jì)、安裝、使用、維護(hù)、調(diào)配、維修、報(bào)廢管理；物聯(lián)設(shè)備管理是在線組態(tài)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷、基本校驗(yàn)管理、快速回路檢查、報(bào)警監(jiān)視、安全操作管理、OPC開發(fā)、記錄審查等。
資產(chǎn)管理：包括供應(yīng)商管理、設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備檔案、設(shè)備維修、設(shè)備報(bào)廢、設(shè)備技術(shù)狀況、設(shè)備調(diào)撥、查詢管理、設(shè)備數(shù)據(jù)導(dǎo)入、系統(tǒng)管理組成。此管理系統(tǒng)覆蓋經(jīng)營管理部門對(duì)固定資產(chǎn)的管理，將管理流程體系完全網(wǎng)絡(luò)化、流程化。對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合管理，達(dá)到全面規(guī)劃、合理配置、優(yōu)先選購、正常使用、安全運(yùn)行、適時(shí)改造和更新。
工況診斷：根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)和生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)，采用先進(jìn)的診斷理論和方法，如以質(zhì)量守恒、水平衡、熱平衡、pH值平衡、能效分析等原理出發(fā)，結(jié)合行業(yè)工藝單元，建立診斷模型，分析生產(chǎn)工況和故障。實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程中工況故障的及時(shí)準(zhǔn)確診斷，避免或降低生產(chǎn)事故損失。
任務(wù)管理：按照生產(chǎn)運(yùn)維類型或報(bào)警類型自動(dòng)生成工單，工單生成之后按設(shè)定的工單流程逐級(jí)流轉(zhuǎn)，當(dāng)現(xiàn)場工作人員按調(diào)度人員制定的工單要求完成任務(wù)，最終形成整張工單的反饋報(bào)告回轉(zhuǎn)給調(diào)度人員，以便調(diào)度人員安排后續(xù)工作。
生產(chǎn)運(yùn)維：包括系統(tǒng)管理、報(bào)警管理、任務(wù)管理、設(shè)備管理、資產(chǎn)管理、巡檢管理、成本管理、人員管理、績效考核等功能。提高運(yùn)維質(zhì)量及效率，降低運(yùn)維成本。對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡更巡檢；通過工況診斷和設(shè)備故障預(yù)警實(shí)時(shí)形成運(yùn)維任務(wù)；對(duì)安裝、維修、巡檢、緊急事項(xiàng)等任務(wù)進(jìn)行管理，形成遠(yuǎn)程會(huì)診與指揮調(diào)度；資產(chǎn)設(shè)備的庫存管理、使用狀況評(píng)估，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)采購、調(diào)撥等智能化運(yùn)營；通過調(diào)度記錄和運(yùn)維人員管理記錄，對(duì)運(yùn)維人員的工作業(yè)績進(jìn)行量化考核；對(duì)運(yùn)維成本進(jìn)行核算、分析、評(píng)價(jià)。
指標(biāo)評(píng)價(jià)（KQI）：通過建立全面、準(zhǔn)確反映出工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量、安全、環(huán)保、管理等關(guān)鍵指標(biāo) KQI 體系，運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)、灰色關(guān)聯(lián)、層次分析、對(duì)標(biāo)等評(píng)價(jià)方法，實(shí)時(shí)對(duì)油氣生產(chǎn)綜合運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)；可以全面展示工業(yè)生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)特征、關(guān)鍵指標(biāo)、生產(chǎn)趨勢(shì)等，并基于KQI指標(biāo)進(jìn)行輔助決策，為企業(yè)提升管理效率和降本增效提供有力支持。
數(shù)據(jù)挖掘：針對(duì)IPES系統(tǒng)中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)、平臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)），應(yīng)用報(bào)警、預(yù)警、優(yōu)化的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式，發(fā)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)挖掘目標(biāo)：指標(biāo)整體分析，發(fā)現(xiàn)異常情況；關(guān)鍵指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系分析；預(yù)測(cè)工業(yè)生產(chǎn)指標(biāo)變化趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警；預(yù)測(cè)工藝流程的安全性和工況效率指標(biāo)等，有效指導(dǎo)工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備安全、故障診斷、工藝挖潛和節(jié)能降耗
三、工業(yè)生產(chǎn)智能系統(tǒng)平臺(tái)IPES的特點(diǎn)
開放性：該平臺(tái)盡量避免采用專有技術(shù)，從而使本系統(tǒng)中的軟、硬件平臺(tái)具有充分的開放性。
先進(jìn)性：該平臺(tái)中的軟、硬件平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)以及系統(tǒng)的維護(hù)管理所采用的產(chǎn)品技術(shù)均綜合考慮互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，采用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)又是市場相對(duì)成熟的產(chǎn)品，以滿足用戶現(xiàn)時(shí)和未來的發(fā)展需求。
適用性：該平臺(tái)可適用于油田、水泥、污水、物業(yè)、煤礦等各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程。針對(duì)特定的行業(yè)時(shí)，只需進(jìn)行個(gè)性化的配置。
全生命周期性管理：完善的設(shè)備運(yùn)維系統(tǒng)，使生產(chǎn)和物聯(lián)設(shè)備的全生命周期跟蹤和管理得以實(shí)現(xiàn)。
多技術(shù)運(yùn)用：該系統(tǒng)主要運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等。
豐富的挖掘方法：針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的整個(gè)過程，運(yùn)用多種挖掘算法，如系統(tǒng)聚類、因素分析、回歸分析、灰色關(guān)聯(lián)、故障樹法等，對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找尋蘊(yùn)藏在數(shù)據(jù)背后的生產(chǎn)規(guī)律，為后期生產(chǎn)措施的調(diào)整提供指導(dǎo)。
擴(kuò)展性：該平臺(tái)中，所有的網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存貯、應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)都遵循可擴(kuò)充的原則，以實(shí)現(xiàn)隨著生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)的發(fā)展而擴(kuò)展。設(shè)計(jì)本系統(tǒng)時(shí)充分考慮了未來發(fā)展的需求及系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)能力。選用的技術(shù)和設(shè)備均具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，既滿足了現(xiàn)有的需求又滿足了系統(tǒng)投資的長期效應(yīng)以及系統(tǒng)功能不斷擴(kuò)展的需要。
四、典型行業(yè)應(yīng)用案例
2、污水處理解決方案
3、能源管理解決方案
5、森林防火解決方案
7、智能大棚解決方案
8、智能工廠解決方案
