[01151711]基于精益控制的制粉中试平台信息管理系统设计研究

1、课题来源与背景 项目来源：粮食公益性行业科研专项研究项目（201513003） 背景：目前,粮食加工环节的能源监控与节约是粮食行业亟待解决的重大问题之一。国内很多制粉企业和研发部门展开了小麦制粉过程节约能耗的研究,主要有两种途径。第一种途径是通过优化小麦制粉工艺,利用智能控制技术提升单台设备的产能和提高设备的工作效率,达到降低生产过程中的能耗水平,从而达到降低整体生产成本的目的。第二种途径是对小麦制粉过程中电耗的影响因素进行了分析和探讨。小麦制粉加工过程中,小麦制粉工艺流程、制粉过程中设备动力匹配状况、生产原粮的变化、制粉生产过程中对机械设备的调整等多个因素都会对能耗产生影响,通过定量分析和模型描述面粉厂电耗数据,为面粉厂生产经济运行提供理论性指导和决策依据。 2、技术原理及性能指标 项目确定小麦制粉加工过程中各设备能耗实时监测的方法、技术要求以及精益化管理与控制要求。只要技术经济和性能指标包括： 1)建立小麦制粉加工过程中设备能耗数学模型;研究小麦制粉加工过程中各设备调节参数,并建立小麦加工功效分析系统、能量监测和计量和控制系统。研究不同制粉方法的工艺参数与功耗之间的关系,建立数学模型,进行优化控制的研究,产生在流量平衡（负荷均衡）的制粉方法基础上更进一步的优化方法。 2)开发精益化控制平台与能耗计量监测器,并利用实时能耗计量监测数据,通过精益化控制平台实现对现有的小麦制粉加工的工序和环节中的设备进行改造升级的研究,以实现节能减排与精益化控制。 3)项目研发基于精益控制的制粉中试平台信息管理系统,研究最终实现小麦制粉加工降耗1%-3%。 3、技术的创造性与先进性 针对粮食加工中的共性关键技术进行攻关,通过小麦制粉加工功效动态监测技术、小麦加工功效有效性分析技术和小麦加工工艺过程的精益化控制技术等关键技术的研究,推进传统粮食加工工业化进程,促进粮食生产加工的系统化升级,实现节能增效的目的。主要科技创新点包括： 1)采用精益化控制的思想,建立各环节能源关系,实现小麦制粉生产过程能源数据的自动采集、能耗统计与分析、能源平衡及预测、设备故障诊断、系统优化及自动排产等功能,为企业进一步实现与 ERP 集成,提高现代化能源信息管理水平奠定基础。 2)从系统的角度,进行影响小麦制粉生产能耗的多因素定量研究。应用模糊层次分析法研究小麦制粉生产流程的综合能耗问题,结合生产实际,对吨粉综合能耗影响程度大小的排序及多因素对能耗影响的量化指标,为指导生产过程制定科学的节能降耗措施提供理论依据。 4、技术的成熟程度,适用范围和安全性 鉴于国内小麦和玉米加工生产线以及目前谷物加工的整体发展水平,建设该试验生产线是十分必要的,并且能够实现社会效益、环境效益和经济效益三方面统一的目的。 基于精益控制的制粉中试平台信息管理系统在精益生产的理论和制粉工艺技术的指导下,通过以上对节能降耗技术和精益化控制技术两个方面的研究,建立小麦加工能耗分析系统、能量检测和计量精益化控制系统,开发精益化控制平台与能耗计量监测器,实现对各种能源介质和重点耗能设备的实时监测、控制、优化调度和综合管理,及时了解和掌握各种能源介质的生产、使用以及各种能源管网、关键耗能设备的运行工况,做到科学决策和调度指挥,确保生产与能源系统的安全、可靠、经济和高效运行。 5、应用情况及存在的问题 目前,本项目开发的“基于精益控制的制粉中试平台信息管理系统”已经在郑州伟鼎科技有限公司、河南御宝信息技术有限公司等得到成功运用,并达到了相应的使用要求。在上述单位中,根据各自产品的结构特点运用本项目的成果,小麦制粉能源监测与管理系统以JAVA语言和SQL Server2008数据库为基础完成,借助网络通信系统,采用B/S架构模式,集成了数据采集、能源消耗实时监控、基础数据管理、能源报表管理、成本管理等功能;根据小麦制粉加工过程中设备能耗的影响因素,找出了优化节能控制策略;采用了小麦制粉能源管理系统,对小麦制粉过程中能耗设备进行能源数据的采集、保存和分析,实现小麦制粉的节能与数字化控制。该中试实验平台经过两年多的使用,大大提高了产品的性能,降低了产品的功耗,使得产品的设计、应用进一步提升,提高了企业的整体竞争力,节约企业成本。 项目需要在如下方面进行改进：1.探索精益化控制的思想,寻找模糊层次分析法和专家系统相结合的研究小麦制粉生产流程,为实现降低能耗提提供理论依据;2.对小麦制粉生产能耗的多因素定量研究影响,不局限于对吨粉综合能耗影响程度大小的排序对能耗影响的量化指标,为节能降耗措施提供技术支持;3.研究小麦加工工艺过程的精益化控制技术更广泛的应用领域,实现小麦加工工艺过程节能减耗,增加其经济价值。