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方案綜述

架構(gòu)圖

實時在線優(yōu)化系統(tǒng)(RTO)通過多源數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)平臺,、算法支撐平臺和展示平臺,建立融合裝置機(jī)理模型和優(yōu)化算法,采用數(shù)據(jù)模型+機(jī)理模型雙驅(qū)動的方式實現(xiàn)流程行業(yè)核心生產(chǎn)單元在線優(yōu)化,、裝置開工指導(dǎo)和開工方案對比分析,以提質(zhì)增效為目標(biāo),快速消除工藝擾動,降低能耗、降低碳排放,、提高產(chǎn)品產(chǎn)量和收率,提升企業(yè)盈利能力和核心競爭力?；跀?shù)字孿生平臺實時在線優(yōu)化系統(tǒng)(RTO)是實時控制優(yōu)化的重要組成部分,。

系統(tǒng)功能

1數(shù)據(jù)采集
2數(shù)據(jù)中心建設(shè)
3優(yōu)化模型開發(fā)
4算法平臺建設(shè)
5綜合展示

1、數(shù)據(jù)采集,。: 構(gòu)建企業(yè)云邊端協(xié)同數(shù)據(jù)服務(wù)平臺,，通過物聯(lián)網(wǎng)關(guān)和協(xié)議轉(zhuǎn)換采集DCS系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)等生產(chǎn)數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù),，同時集成基礎(chǔ)原料和產(chǎn)品的質(zhì)化驗數(shù)據(jù),，設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)以及其與生產(chǎn)裝置有關(guān)的其它數(shù)據(jù)，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)服務(wù)和支撐作用,。

2,、數(shù)據(jù)中心建設(shè)。: 實時在線優(yōu)化系統(tǒng)(RTO)需要集成多種數(shù)據(jù)源,，包括設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù),、工藝流程數(shù)據(jù)以及質(zhì)化驗數(shù)據(jù)等，因此數(shù)據(jù)平臺建設(shè)是項目成功與否的關(guān)鍵,，根據(jù)項目特點構(gòu)建企業(yè)的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),，并實現(xiàn)與企業(yè)其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成。

3,、優(yōu)化模型開發(fā),。: 采用基于深度高斯數(shù)學(xué)模型和多目標(biāo)帶約束的貝葉斯優(yōu)化方法，用于復(fù)雜工業(yè)過程的在線操作優(yōu)化問題,。 ? 針對復(fù)雜工業(yè)過程非平穩(wěn)性問題,，采用深度高斯過程進(jìn)行建模。 ? 針對貝葉斯優(yōu)化如何結(jié)合多目標(biāo)和約束的問題，以多目標(biāo)問題的期望超體積改進(jìn)（EHVI）指標(biāo)作為研究出發(fā)點,。 ? 將多目標(biāo)問題與深度高斯過程模型相結(jié)合,，將單輸出深度高斯過程轉(zhuǎn)化為構(gòu)建多輸出深度高斯過程。 ? 使用可行性指示函數(shù)對超體積改進(jìn)（HVI）進(jìn)行加權(quán),，將多目標(biāo)和約束融合到深度高斯代理模型的更新中,。

4、算法平臺建設(shè),。: 在線優(yōu)化系統(tǒng)算法平臺編輯器主要用來編寫模塊運行預(yù)處理時所用的C,、C++、Python語言算法源代碼,、設(shè)置對應(yīng)的圖標(biāo),、需要通訊變量的端口位置，平臺集算法庫和算法編輯,、編譯,、動態(tài)庫生成、調(diào)試等操作于一體的集成算法開發(fā)環(huán)境,。同時系統(tǒng)提供內(nèi)置函數(shù)庫功能,、提高常用功能代碼的利用效率。

5,、綜合展示,。

建立流程行業(yè)生產(chǎn)裝置全流程在線優(yōu)化綜合展示系統(tǒng)，實時監(jiān)控全流程上下游裝置投入/產(chǎn)出/收率,、能耗,、物耗等生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)；關(guān)鍵KPI指標(biāo)計算,、儀表盤和領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙等多種展示方式,；在線曲線及圖表實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)追溯分析,；豐富的信息分析和展示方式,。 * 展示吸收率和能耗相關(guān)優(yōu)化數(shù)據(jù)及設(shè)備模型信息。系統(tǒng)提供手動優(yōu)化模型模塊,，操作人員可打開可調(diào)變量界面輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算并返回結(jié)果展示,，系統(tǒng)功能設(shè)計方便靈活。 * 對工藝設(shè)備進(jìn)行建模,，用戶可在系統(tǒng)界面上查看重點設(shè)備模型數(shù)據(jù)和模擬運行實時數(shù)據(jù)，如：吸收塔泛點,，吸收塔氣相溫度和液相溫度變化曲線,。

用戶效益

* 提升經(jīng)濟(jì)效益：先進(jìn)過程控制與工藝實時優(yōu)化相結(jié)合，基于機(jī)理模型對關(guān)鍵過程變量進(jìn)行嚴(yán)格控制,，在不修改工藝流程,、不增加或減少生產(chǎn)設(shè)備的前提下,，始終處于較好運行狀態(tài)，僅通過調(diào)整操作參數(shù),，使生產(chǎn)過程帶來更具經(jīng)濟(jì)效益的運行點,。

* 提高生產(chǎn)效率：通過RTO系統(tǒng)分析、評估和優(yōu)化工藝參數(shù),，對比進(jìn)料溫度,，溶劑循環(huán)量，吸收塔操作壓力,，再生塔底溫度,，硫磺反應(yīng)器溫度等參數(shù)變化對脫硫率，硫磺回收率,，裝置能耗等工藝指標(biāo)的影響,，確定較優(yōu)的工藝操作條件，大大降低能耗,，減少碳排放,。

* 節(jié)能降耗：通過人工智能和大數(shù)據(jù)分析等先進(jìn)算法，大量收集分析歷史數(shù)據(jù),，精準(zhǔn)搭建數(shù)據(jù)驅(qū)動模型,，構(gòu)建工藝參數(shù)的變化趨勢，實時制定更新控制策略,，賦能生產(chǎn)計劃優(yōu)化,、系統(tǒng)化控制。

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