漢鑫工藝優(yōu)化管理系統(tǒng)v0系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書

1、漢鑫工藝優(yōu)化管理系統(tǒng)v1.0系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書文檔種類：項(xiàng)目管理撰寫時(shí)間：2020年07月13日發(fā)行范圍：全公司變更記錄版本號(hào)修改點(diǎn)說明變更人變更日期審批人審批日期修改點(diǎn)說明的內(nèi)容有如下幾種：創(chuàng)建、修改（+修改說明）、刪除（+刪除說明）目錄1 引言21.1 項(xiàng)目名稱21.2 項(xiàng)目背景21.3 定義21.4 參考資料32 系統(tǒng)概述32.1 系統(tǒng)目標(biāo)32.2 運(yùn)行環(huán)境32.3 條件與限制33 功能需求33.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)33.2 系統(tǒng)總體功能53.3 系統(tǒng)管理53.3.1 用戶管理53.3.2 角色管理63.3.3 部門管理73.4 配料優(yōu)化73.4.1 配料73.4.2 預(yù)期目標(biāo)質(zhì)量83.4.3

2、智能配比93.5 質(zhì)量預(yù)測(cè)103.5.1 配料103.5.2 質(zhì)量預(yù)測(cè)113.6 歷史方案113.6.1 方案列表113.7 其他123.7.1 系統(tǒng)登錄124 系統(tǒng)接口134.1 用戶接口134.2 軟件接口134.3 硬件接口135 附件1：待定問題列表131 引言1.1 項(xiàng)目名稱指明本項(xiàng)目的名稱，漢鑫工藝優(yōu)化管理系統(tǒng)v1.0。1.2 項(xiàng)目背景原料配比是煉鋼過程的重要環(huán)節(jié)，需要根據(jù)鋼水最終指標(biāo)成分，結(jié)合原材料指標(biāo)以及工藝要求，對(duì)原材料做適當(dāng)?shù)幕旌?，既要保證鋼水指標(biāo)同時(shí)要兼顧企業(yè)生產(chǎn)成本。該項(xiàng)目將以電弧爐生產(chǎn)過程的信息化、數(shù)字化、智能化為出發(fā)點(diǎn)，以具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全流程智能化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)為

3、突破口，以華為云平臺(tái)為依托，以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本為最終目標(biāo)，全流程、多層次的提升不銹鋼的智能化水平。這個(gè)過程目前存在以下難點(diǎn)：1. 原材料指標(biāo)檢驗(yàn)存在誤差：目前原材料檢驗(yàn)采用抽檢，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)檢驗(yàn)指標(biāo)與實(shí)際原材料存在差異。2. 生產(chǎn)工藝復(fù)雜：目前電弧爐生產(chǎn)過程中影響最終鋼水質(zhì)量的因素很多，包括廢鋼生鐵以及合金的指標(biāo)以及配量，同時(shí)需要考慮電弧爐工藝參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。通過該項(xiàng)目可以提供一個(gè)合理的配料方案供工程師參考，不但可以直接減少材料浪費(fèi)，降低材料成本，而且可以簡(jiǎn)化操作、降低制造費(fèi)用，直接給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。1.3 定義列出本文檔中所用到的專門術(shù)語的定義和縮寫詞

4、的原意。Raw Materials Ratio原料配比、Alloy Feeding合金加料1.4 參考資料 前期多次交流的記錄以及漢鑫IT部門撰寫的計(jì)算邏輯。2 系統(tǒng)概述2.1 系統(tǒng)目標(biāo)原料配比項(xiàng)目通過原輔料成分和價(jià)格、原輔料加入量、電弧爐生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、電弧爐鋼水成分和鋼渣成分等生產(chǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)建人工智能模型。該模型可以提供一個(gè)合理的配料方案供配料工藝人員參考，不但可以直接減少材料浪費(fèi)，降低材料成本，而且可以簡(jiǎn)化操作、降低制造費(fèi)用，直接給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。2.2 運(yùn)行環(huán)境操作系統(tǒng)：Windows數(shù)據(jù)庫： 華為云 RDS原料配比項(xiàng)目的模型運(yùn)行在華為公有云上，基于華為云的ModelArt

5、s等云服務(wù)。2.3 條件與限制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本條件：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通暢、車間現(xiàn)場(chǎng)配備觸摸屏電腦。制約因素：各個(gè)廠的業(yè)務(wù)流程是否統(tǒng)一，個(gè)性化的需求多不多。3 功能需求3.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)該項(xiàng)目整體是通過四層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，首先是底層的基礎(chǔ)設(shè)施層，主要是計(jì)算資源、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)；接著是華為云大數(shù)據(jù)和AI開發(fā)平臺(tái)，主要提供數(shù)據(jù)分析、建模以及模型管理等能力；第三層是工業(yè)PaaS層，是將行業(yè)know-how以及企業(yè)數(shù)據(jù)，結(jié)合華為人工智能算法，輸出適合企業(yè)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的模型；最上層是應(yīng)用層，主要是對(duì)接模型和企業(yè)用戶，定制開發(fā)能夠滿足用戶使用的可視化界面。圖2-1 原料配比優(yōu)化方案總體架構(gòu)后續(xù)模型交付主要使用華為云AI開發(fā)平臺(tái)

6、ModelArts，主要包括模型訓(xùn)練、發(fā)布和調(diào)用，具體為：（1）模型訓(xùn)練，首先將歷史數(shù)據(jù)上傳到客戶華為云賬號(hào)的OBS中，并將數(shù)據(jù)共享給華為EI算法團(tuán)隊(duì)，算法團(tuán)隊(duì)利用共享數(shù)據(jù)訓(xùn)練算法模型；（2）模型發(fā)布，訓(xùn)練好的模型通過ModelArts平臺(tái)發(fā)布成容器鏡像的形式，并對(duì)外提供API接口：（3）模型調(diào)用，模型訓(xùn)練成功后會(huì)將模型接口封裝成REST API格式，API接收J(rèn)SON格式的為POST 請(qǐng)求，將請(qǐng)求中的數(shù)據(jù)解析出來輸入到模型中，模型輸出的結(jié)果再通過API接口返回。業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)返回結(jié)果進(jìn)行業(yè)務(wù)層面處理。 圖2-2原料配比整體方案3.2 系統(tǒng)總體功能漢鑫工藝優(yōu)化系統(tǒng)v1.0系統(tǒng)設(shè)置用戶管理角色管理

7、部門管理權(quán)限配置參數(shù)優(yōu)化質(zhì)量預(yù)測(cè)歷史方案選擇原料配料區(qū)間占比預(yù)期目標(biāo)質(zhì)量其他條件約束AI算法配比選擇原料配料占比其他條件約束AI預(yù)測(cè)保存參數(shù)優(yōu)化方案質(zhì)量預(yù)測(cè)方案方案詳情方案加載方案導(dǎo)出保存3.3 系統(tǒng)管理3.3.1 用戶管理功能描述：查看、管理用戶信息。主要包括的內(nèi)容：用戶基礎(chǔ)信息、重置密碼等界面定義：3.3.2 角色管理功能描述:查看、管理角色信息。主要包括的內(nèi)容：角色編碼、名稱、時(shí)間等角色分配對(duì)應(yīng)的用戶角色分配對(duì)應(yīng)的菜單權(quán)限界面定義：3.3.3 部門管理功能描述：查看、管理部門信息。主要包括的內(nèi)容：部門編碼、名稱、權(quán)限等界面定義：3.4 配料優(yōu)化原料配比優(yōu)化：在保證鋼水成分在目標(biāo)成分范圍內(nèi)

8、，通過優(yōu)化原料配比來降低生產(chǎn)成本。備注：*當(dāng)現(xiàn)有原輔料質(zhì)量無法配出滿足要求的鋼水質(zhì)量，保證鋼水成分最接近目標(biāo)成分和原輔料成本最低。3.4.1 配料功能描述：查看、編輯、刪除、excel導(dǎo)入/導(dǎo)出原材料信息。原料信息包括但不限于名稱、種類、價(jià)格、各元素占比、庫存、批次、日期等信息。界面定義：主要用例的功能描述：1) 查詢：查詢系統(tǒng)中的原材料數(shù)據(jù)。2) 導(dǎo)出：下載原材料數(shù)據(jù)或者導(dǎo)入模版。3) 導(dǎo)入：用戶下載模版，根據(jù)模版的格式填寫原材料數(shù)據(jù)，填寫完畢后導(dǎo)入系統(tǒng)。4) 刪除：刪除一條或多條數(shù)據(jù)。5) 新增：新增一條數(shù)據(jù)。6) 編輯：修改一條數(shù)據(jù)信息。3.4.2 預(yù)期目標(biāo)質(zhì)量功能描述：輸入配料目標(biāo)質(zhì)量

9、的指標(biāo)范圍。界面定義：3.4.3 智能配比功能描述：系統(tǒng)調(diào)用華為云AI算法，得到最優(yōu)配比。輸入總質(zhì)量，計(jì)算各原料放入質(zhì)量，及其他定制功能。界面定義：主要用例的功能描述：保存：把本次方案的原材料信息、目標(biāo)指標(biāo)信息、方案結(jié)果等信息保存。3.5 質(zhì)量預(yù)測(cè)根據(jù)原料配比和加入量，預(yù)測(cè)電弧爐終點(diǎn)鋼水中Ni、Cr、Cu、Mo、Mn的含量。3.5.1 配料功能描述：查看、編輯、刪除、excel導(dǎo)入/導(dǎo)出原材料信息。原料信息包括但不限于名稱、種類、價(jià)格、各元素占比、庫存、批次、日期等信息。界面定義：主要用例的功能描述：1) 查詢：查詢系統(tǒng)中的原材料數(shù)據(jù)。2) 導(dǎo)出：下載原材料數(shù)據(jù)或者導(dǎo)入模版。3) 導(dǎo)入：用戶下

10、載模版，根據(jù)模版的格式填寫原材料數(shù)據(jù)，填寫完畢后導(dǎo)入系統(tǒng)。4) 刪除：刪除一條或多條數(shù)據(jù)。5) 新增：新增一條數(shù)據(jù)。6) 編輯：修改一條數(shù)據(jù)信息。3.5.2 質(zhì)量預(yù)測(cè)功能描述：調(diào)用華為云AI算法，預(yù)測(cè)質(zhì)量。界面定義：主要用例的功能描述： 保存：把本次方案的原材料信息、目標(biāo)指標(biāo)信息、方案結(jié)果等信息保存。3.6 歷史方案對(duì)配料優(yōu)化及質(zhì)量預(yù)測(cè)兩個(gè)場(chǎng)景的方案查看及回顯功能。3.6.1 方案列表功能描述：配料優(yōu)化及質(zhì)量預(yù)測(cè)方案列表。界面定義：主要用例的功能描述：1) 詳情：展示全部參數(shù)及預(yù)測(cè)結(jié)果。2) 加載：把全部參數(shù)回顯到具體功能操作頁面。3) 導(dǎo)出：將方案中全部輸出/輸出參數(shù)導(dǎo)出Excel。3.7

11、其他3.7.1 系統(tǒng)登錄功能描述：用于登錄漢鑫工藝優(yōu)化管理系統(tǒng)，主要是操作界面。界面定義：主要用例的功能描述：登錄系統(tǒng)，驗(yàn)證用戶名、密碼是否正確，驗(yàn)證用戶是否有權(quán)限，驗(yàn)證通過則進(jìn)入系統(tǒng)主頁，否則彈出相關(guān)提示信息。其他說明：無。4 系統(tǒng)接口4.1 用戶接口A. 模型訓(xùn)練接口：模型訓(xùn)練的輸入需要將原輔料成分化驗(yàn)數(shù)據(jù)、電弧爐終點(diǎn)鋼水和鋼渣的化驗(yàn)數(shù)據(jù)、原輔料加入量以及電弧爐工藝參數(shù)按照標(biāo)準(zhǔn)格式將每條記錄輸入至CSV文件中，具體要求可以參考后續(xù)交付件數(shù)據(jù)接口說明B. 模型使用接口：模型訓(xùn)練成功后會(huì)將模型預(yù)測(cè)接口封裝成REST API格式，接收的輸入JSON格式的為POST 請(qǐng)求，對(duì)于此種交互方式，用戶需要有一定的HTTP基