汉鑫工艺优化管理系统v0系统设计说明书文档格式.docx
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1引言
1.1项目名称
指明本项目的名称,汉鑫工艺优化管理系统v1.0。
1.2项目背景
原料配比是炼钢过程的重要环节,需要根据钢水最终指标成分,结合原材料指标以及工艺要求,对原材料做适当的混合,既要保证钢水指标同时要兼顾企业生产成本。
该项目将以电弧炉生产过程的信息化、数字化、智能化为出发点,以具有自主知识产权的全流程智能化关键技术研发为突破口,以华为云平台为依托,以稳定产品质量和生产效率、降低生产成本为最终目标,全流程、多层次的提升不锈钢的智能化水平。
这个过程目前存在以下难点:
1.原材料指标检验存在误差:
目前原材料检验采用抽检,经常会出现检验指标与实际原材料存在差异。
2.生产工艺复杂:
目前电弧炉生产过程中影响最终钢水质量的因素很多,包括废钢生铁以及合金的指标以及配量,同时需要考虑电弧炉工艺参数和设备运行状态。
通过该项目可以提供一个合理的配料方案供工程师参考,不但可以直接减少材料浪费,降低材料成本,而且可以简化操作、降低制造费用,直接给企业带来经济效益,提高企业竞争力。
1.3定义
列出本文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原意。
RawMaterialsRatio原料配比、AlloyFeeding合金加料
1.4参考资料
前期多次交流的记录以及汉鑫IT部门撰写的计算逻辑。
2系统概述
2.1系统目标
原料配比项目通过原辅料成分和价格、原辅料加入量、电弧炉生产工艺数据、电弧炉钢水成分和钢渣成分等生产数据构建人工智能模型。
该模型可以提供一个合理的配料方案供配料工艺人员参考,不但可以直接减少材料浪费,降低材料成本,而且可以简化操作、降低制造费用,直接给企业带来经济效益,提高企业竞争力。
2.2运行环境
操作系统:
Windows
数据库:
华为云RDS
原料配比项目的模型运行在华为公有云上,基于华为云的ModelArts等云服务。
2.3条件与限制
系统实现基本条件:
现有网络通畅、车间现场配备触摸屏电脑。
制约因素:
各个厂的业务流程是否统一,个性化的需求多不多。
3功能需求
3.1系统总体架构
该项目整体是通过四层架构实现,首先是底层的基础设施层,主要是计算资源、存储和网络;
接着是华为云大数据和AI开发平台,主要提供数据分析、建模以及模型管理等能力;
第三层是工业PaaS层,是将行业know-how以及企业数据,结合华为人工智能算法,输出适合企业实际应用场景的模型;
最上层是应用层,主要是对接模型和企业用户,定制开发能够满足用户使用的可视化界面。
图2-1原料配比优化方案总体架构
后续模型交付主要使用华为云AI开发平台ModelArts,主要包括模型训练、发布和调用,具体为:
(1)模型训练,首先将历史数据上传到客户华为云账号的OBS中,并将数据共享给华为EI算法团队,算法团队利用共享数据训练算法模型;
(2)模型发布,训练好的模型通过ModelArts平台发布成容器镜像的形式,并对外提供API接口:
(3)模型调用,模型训练成功后会将模型接口封装成RESTAPI格式,API接收JSON格式的为POST请求,将请求中的数据解析出来输入到模型中,模型输出的结果再通过API接口返回。
业务系统根据返回结果进行业务层面处理。
图2-2原料配比整体方案
3.2系统总体功能
3.3原料管理
3.3.1原料列表
功能描述:
1.查看、管理原料信息。
主要包括的内容:
原料名称、种类、价格、各元素含量等
2.查询:
根局原料名称查询原料信息。
3.添加配料:
新增原料信息。
4.导入数据:
通过Excel导入数据。
5.导出数据:
导出料表中数据到Excel。
6.下载模板:
下载Excel模板。
界面定义:
3.4配料优化
原料配比优化:
在保证钢水成分在目标成分范围内,通过优化原料配比来降低生产成本。
备注:
*当现有原辅料质量无法配出满足要求的钢水质量,保证钢水成分最接近目标成分和原辅料成本最低。
3.4.1选料
选取配料:
选择/取消需要的原料信息。
优化设定:
输入优化设定信息,如:
原料A配比范围40%~60%。
3.4.2预期目标质量
输入配料目标质量的指标范围。
3.4.3智能配比
系统调用华为云AI算法,得到最优配比。
输入总质量,计算各原料放入质量,及其他定制功能。
主要用例的功能描述:
保存方案:
把本次方案的原材料信息、目标指标信息、方案结果等信息保存。
3.5质量预测
根据原料配比和加入量,预测电弧炉终点钢水中Ni、Cr、Cu、Mo、Mn的含量。
3.5.1配料
查看、编辑、删除、excel导入/导出原材料信息。
原料信息包括但不限于名称、种类、价格、各元素占比、库存、批次、日期等信息。
1)查询:
查询系统中的原材料数据。
2)导出:
下载原材料数据或者导入模版。
3)导入:
用户下载模版,根据模版的格式填写原材料数据,填写完毕后导入系统。
4)删除:
删除一条或多条数据。
5)新增:
新增一条数据。
6)编辑:
修改一条数据信息。
3.5.2质量预测
调用华为云AI算法,预测质量。
保存:
3.6历史方案
对配料优化及质量预测两个场景的方案查看及回显功能。
3.6.1方案列表
配料优化及质量预测方案列表。
主要用例的功能描述:
1)详情:
展示全部参数及预测结果。
2)删除:
将本次结果删除。
3)导出:
将方案中全部输出/输出参数导出Excel。
3.7其他
3.7.1系统登录
用于登录汉鑫工艺优化管理系统,主要是操作界面。
登录系统,验证用户名、密码是否正确,验证用户是否有权限,验证通过则进入系统主页,否则弹出相关提示信息。
其他说明:
无。
4系统接口
4.1用户接口
A.模型训练接口:
模型训练的输入需要将原辅料成分化验数据、电弧炉终点钢水和钢渣的化验数据、原辅料加入量以及电弧炉工艺参数按照标准格式将每条记录输入至CSV文件中,具体要求可以参考后续交付件《数据接口说明》
B.模型使用接口:
模型训练成功后会将模型预测接口封装成RESTAPI格式,接收的输入JSON格式的为POST请求,对于此种交互方式,用户需要有一定的HTTP基础。
可以通过把RESTAPI封装为Web界面,来方便生产人员利用Web交互页面获取钢水成分预测结果及原料配比。
4.2软件接口
软件接口即华为云对接的数据接口需求,具体要求请查看后续交付件《数据接口说明》。
4.3硬件接口
模型全部在华为云云端完成,采用B/S架构,不涉及硬件接口。
5附件1:
待定问题列表
编号
优先级
需求来源
需求描述
初步实现计划
需要的配合
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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