基于数据分析的工厂能源消耗管理方法与流程

本发明涉及能源管理相关，尤其涉及基于数据分析的工厂能源消耗管理方法。

背景技术：

1、工厂作为能源消耗的主要场所之一，其能源消耗情况对整体能源利用效率和环境可持续性影响重大。随着时代的发展，各个行业对节能减排和能源效率提升的关注日益增加，使得工厂管理者更加关注能源消耗的优化和控制，以降低能耗成本并提升竞争力。有效管理和优化能源消耗对于提高工厂的经济效益和环境可持续性非常重要。

2、然而，在许多传统的工厂中，能源消耗的监测和管理往往存在一些挑战和缺陷。虽随着大数据分析、人工智能和物联网等技术的不断发展和普及，工厂能够更加方便地获取和处理大量的能源消耗数据，但仍有一定缺陷，例如，缺乏针对性的能源消耗分析，难以找出具体的改进措施；缺乏有效的调优策略和控制手段，难以实现能耗的优化和控制。因此我们提出基于数据分析的工厂能源消耗管理方法，来解决上述中遇到的问题，以弥补传统管理方法的不足。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供基于数据分析的工厂能源消耗管理方法，以解决上述背景技术中提出的缺乏针对性的能源消耗分析，难以找出具体的改进措施；缺乏有效的调优策略和控制手段，难以实现能耗的优化和控制的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明方法包括以下步骤：

3、s1：通过安装传感器设备或接入工厂现有的能源监测系统，实时获取工厂中任一生产线的能源消耗数据；

4、s2：对工厂内任一生产线的能源消耗数据以及产量进行现状能源消耗分析处理，得到工厂内生产线对应的线耗能值；

5、s3：获取工厂内所有生产线的线耗能值，依照生产线的线耗能值的大小顺序进行排序，得到工厂生产线能耗列表；按照工厂生产线能耗列表进行选取，依次对工厂内生产线能耗列表中设定个数最前的线耗能值所对应的生产线进行异常能源消耗分析，得到异常能耗设备的异参值；对生产线中所有的异参值进行处理得到耦合调优系数；

6、s4：获取工厂内所有生产线的耦合调优系数，将耦合调优系数发送到生产线的总控制器，在生产线的下一运行周期开始时，使总控制器根据耦合调优系数调控生产线中各个生产设备的运行功率，实现对能耗的优化和控制；

7、s5：设定预设调优周期，预设调优周期包括若干条生产线的运行周期；对预设调优周期内生产线的能源损耗进行调优验证处理，得到生产线的能耗优化值；将能耗优化值与预设阈值组进行能耗降低调优比对分析，以生成对应的调优处理策略；调优处理策略包括适应性调控策略和回调生产分析与处理策略和停机与重调策略。

8、作为优选的，依次对工厂内生产线能耗列表中设定个数最前的线耗能值所对应的生产线进行异常能源消耗分析，具体分析方法步骤如下：

9、s31：获取该生产线中所有生产设备的能源消耗值，选取预设个数最大的能源消耗值所对应的生产设备标记为异常能耗设备；获取异常能耗设备的设备运行参数，设定设备运行参数的预设偏离阈值，将设备运行参数与对应的预设偏离阈值进行差值计算得到参数偏离值表示fs，s=1、2、……、k，s∈k，s表示异常能耗设备中参数偏离值对应参数的编号；其中，设备运行参数包括但不限于设备的温度、湿度、压力、流量或运行时间等；

10、s32：将异常能耗设备的所有参数偏离值进行加权计算，利用公式，得到异常能耗设备的异参值df；其中，s表示异常能耗设备中参数为s的权重系数；

11、s33：设定生产线中异常消耗设备为j，j=1、2、……、j，j∈j，j表示生产线中异常消耗设备的编号，j表示j的总数；获取生产线中所有异常消耗设备的异参值df，并进行加权计算，利用公式，得到耦合调优系数qri；其中，qri表示生产线为ri所对应的耦合调优系数，y表示耦合调优预设误差值，表示生产线中异常消耗设备为m所对应的协作修正比例系数。

12、作为优选的，对工厂内任一生产线的能源消耗数据以及产量进行现状能源消耗分析处理，具体分析方法步骤如下：

13、s21：设定生产线的运行周期为t，提取在t内生产线的能源消耗数据；设定工厂的生产线为ri，i=1、2、……、n，i∈n，i表示对应生产线的编号；将对应生产线的能源消耗量记为dri，且获取生产线的已运行时长记为fri，利用计量装置采集在t内该生产线的生产量记为lri；

14、s22：利用公式，得到生产线的线耗能值mxri；其中，tdri、tlri、tfri分别表示生产线编号为i上在t时所对应的能源消耗量、生产量、运行时长，分别为在生产线编号为i上的能源消耗量、生产量、运行时长对应的权重因子，b表示预设误差修正系数。

15、作为优选的，对能源消耗调优操作后预设调优周期内生产线的能源损耗进行调优验证处理，具体处理方法如下步骤：

16、s51：获取能源消耗调优操作完成后生产线在预设调优周期中任一运行周期的线耗能值标记为已调线耗能值mx现，且将生产线在能源消耗调优操作前一预设调优周期中所有运行周期的线耗能值的均值标记为前次线耗能值mx前；设定生产线在预设调优周期中运行周期记为gh，h=1、2、……、h，h∈h，h表示预设调优周期中运行周期的编号；

17、s52：将已调线耗能值与前次线耗能值进行计算，利用公式ts=（mx前-mx现）/mx前；再利用公式，得到生产线的能耗优化值tsgh；其中，c表示预设能耗优化修正系数，表示运行周期为h所对应的权重比例系数；

18、s53：将能耗优化值与预设阈值组进行能耗降低调优比对，以生成对应的调优处理策略。

19、作为优选的，在将能耗优化值与预设阈值组进行能耗降低调优比对，以生成对应的调优处理策略，具体步骤如下：

20、若能耗提升值小于零，表示生产线在预设调优周期内能源消耗量有所降低，生成适应性调控策略；适应性调控策略用于使生产线的总控制器选取以耦合调优系数持续运作；

21、若能耗提升值大于或等于零，表示生产线在该运行周期内能源消耗量增多，则生成回调生产分析与处理策略；回调生产分析与处理策略用于对历史预设调优周期内任一运行周期的线耗能值进行系数优选分析处理，得到回归调优系数；生产线的总控制器在下一运行周期时依据回归调优系数调控生产线中各个生产设备的运行功率，实现对能耗的优化和控制；

22、设定能耗调优异常阈值，若能耗提升值大于能耗调优异常阈值，则生成停机与重调策略；停机与重调策略用于控制对应生产线立即停机，再执行回调生产分析与处理策略得到回归调优系数，设定停机重启间歇时间阈值，在达到停机重启间歇时间阈值时，使生产线的总控制器依据回归调优系数调控生产线中各个生产设备的运行功率。

23、作为优选的，在对历史预设调优周期内任一运行周期的线耗能值进行系数优选分析处理，具体分析与处理步骤如下：

24、s531：获取生产线在预设调优周期内任一运行周期的线耗能值，将其按照线耗能值的大小顺序排序得到生产线历史线耗列表；从生产线历史线耗列表中依次选取设定个数最小的线耗能值表示为较优线耗能值，提取较优线耗能值所对应的耦合调优系数并记为rqri，r=1、2、……、r，r∈r，r表示依次选取最小线耗能值所对应耦合调优系数顺序的编号；

25、s532：利用公式，以得到回归调优系数pri；其中，表示在线耗能值编号为r所对应耦合调优系数的权重比例系数；

26、s533：将回归调优系数发送到生产线的总控制器中，在生产线的当前运行周期完成后，在下一运行周期运行时由总控制器依据回归调优系数调控生产线中各个生产设备的运行功率。

27、作为优选的，对异常能耗设备进行故障分析及处理，具体分析及处理步骤如下：

28、获取异常能耗设备的异参值，以及异常能耗设备的能源消耗值；对异参值、能源消耗值进行计算，得到异常能耗设备的故障值；将故障值与预设的正常阈值进行比对，若故障值不处于预设的正常阈值，则表示该异常能耗设备处于故障状态，并生成设备故障指令；将设备故障指令和对应的设备编号、位置发送到设备对应的故障维护人员的智能终端；由故障维护人员依据设备故障指令和对应的设备编号、位置对应的设备进行维护。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果：

30、1、 本发明通过实时监测和分析工厂内生产线的能源消耗数据，准确了解工厂生产线的能耗状况，利用实时获取的能源消耗数据进行分析、优化和控制，实现工厂能源消耗的管理和优化，提高工厂的竞争力和可持续发展能力。

31、2、 本发明通过对生产线的能源损耗进行调优验证处理，可以验证生产线运作依据耦合调优系数调控后是否能耗降低，评估节能结果，并依据预设调优周期持续改进和迭代优化，实现能源消耗的持续改进和持续节能效果，推动工厂能源管理水平的不断提升。