数据与知识协同的铝电解生产工况溯因识别方法

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61773405
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0302.控制系统与应用
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Aluminum electrolysis industry is facing the austere issues, such as overcapacity, high cost and environmental protection, in addition, aluminum electrolysis enterprises are often in a critical state of profit and loss. Therefore it is urgent to put forward the fine control and precise identification of the production process for aluminum electrolysis industry. However, traditional manual analysis and operation are unable to cope with the challenge. The precise and automatic identification is restricted by knowledge relationship hard to describe, inefficient method of data-knowledge fusion and lack of automatic identification algorithms. To this end, according to the ideology of knowledge automation, combining with the process knowledge solidification and extraction of characteristics of individualized conditions from data for reasoning, to build the relationship network model of knowledge with posterior relevance and layered cross-domain. Research on the collaborative method of characteristics of individualized and knowledge for heterogeneous data, to propose the root cause analysis and cell condition identification method for knowledge network model based on joint reasoning, in addition, it will get application validation of cell condition identification based on root cause analysis, resulting in getting the identification method and system of individualized cell conditions for the aluminum electrolysis process based on the synergy between data and knowledge in this subject. This subject provides a effective and scientific way to support the fine, personalized and intelligent control for the aluminum electrolysis process in the cell condition identification, and it is the enrichment of knowledge automation theory and methods. Moreover, the subject plays an important role in the improvement of production efficiency, promoting energy-saving emission reduction and the green production model changing of aluminum electrolytic industry.
铝电解行业面临资源、能源、环保和高素质人员短缺等方面的重大挑战,企业常常处于临界盈亏状态,对生产过程精细化控制和工况自动准确识别提出了迫切需求,而目前仍依赖操作人员进行电解槽工况识别方式。实现工况自动准确识别的难点主要在于铝电解过程领域知识复杂,知识关系描述困难,缺乏有效的数据-知识融合机制和智能识别方法。为此,本课题基于知识自动化的思想,将工艺知识库、数据-知识协同方法、推理识别方法相结合,构建具有后验关联性的分层跨域知识关系网络模型,研究异构关联数据的个性化特征提取与知识协同方法,提出基于联合推理的知识网络溯因分析与工况识别方法,实现个性化槽况智能识别验证,从而形成数据与知识协同的铝电解生产过程个性化工况溯因识别方法。本课题将在工况识别方面为实现铝电解生产过程精细化、个性化、智能化控制提供有力的理论方法支撑,丰富知识自动化的科学研究内容,对于实现铝电解工业精细化绿色化生产具有重要意义。

结项摘要

本课题基于知识自动化的思想,将工艺知识、数据-知识协同方法、推理识别方法相结合,提出了数据与知识协同的铝电解生产工况溯因识别方法。主要成果包括建立了2类分层跨域知识关系网络模型;提出了3种异构关联数据的个性化特征提取与知识协同方法;提出3种基于联合推理的知识网络溯因分析与工况识别方法;并开发了基于溯因分析的槽况自动识别系统作为铝电解工业数据分析与智能决策系统的重要功能模块,相关成果经过成套技术应用获2021年度中国有色金属工业科学技术一等奖。项目组在研究期限内发表相关学术期刊论文19篇,其中SCI收录15篇(含JCR1区论文4篇),EI收录4篇,授权国家发明专利12项,申请软件著作权2项,培养博士研究生5人,硕士研究生14人,完成了全部预期研究目标。本项目为铝电解生产过程精细化、个性化、智能化的工况识别和溯因分析提供了有力的理论方法支撑,对于工业人工智能和知识自动化领域研究具有重要的科学意义。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(3)
专利数量(9)
Constrained voting extreme learning machine and its application
约束投票极限学习机及其应用
  • DOI:
    10.23919/jsee.2021.000018
  • 发表时间:
    2021-02-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Min Mengcan;Chen Xiaofang;Xie Yongfang
  • 通讯作者:
    Xie Yongfang
A Cell Condition-sensitive Frequency Segmentation Method Based on Sub-band Instantaneous Energy Spectrum on Aluminium Electrolysis Cell Voltage
基于子带瞬时能谱的铝电解槽电压的槽况敏感频率分割方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Engineering
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Zeng Zhaohui;Gui Weihua;Chen Xiaofang;Xie Yongfang;Zhang Hongliang
  • 通讯作者:
    Zhang Hongliang
A semi-supervised Laplacian extreme learning machine and feature fusion with CNN for industrial superheat identification
用于工业过热度识别的半监督拉普拉斯极限学习机以及与 CNN 的特征融合
  • DOI:
    10.1016/j.neucom.2019.11.012
  • 发表时间:
    2020-03-14
  • 期刊:
    NEUROCOMPUTING
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Lei, Yongxiang;Chen, Xiaofang;Xie, Yongfang
  • 通讯作者:
    Xie, Yongfang
Evaluation strategy and mass balance for making decision about the amount of aluminum fluoride addition based on superheat degree
基于过热度决策氟化铝添加量的评价策略和质量平衡
  • DOI:
    10.3934/jimo.2018169
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Industrial & Management Optimization
  • 影响因子:
    1.3
  • 作者:
    Weichao Yue;Weihua Gui;Xiaofang Chen;Zhaohui Zeng;Yongfang Xie
  • 通讯作者:
    Yongfang Xie
A Hybrid Regularization Semi-Supervised Extreme Learning Machine Method and Its Application
一种混合正则化半监督极限学习机方法及其应用
  • DOI:
    10.1109/access.2019.2900267
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    IEEE Access
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Lei Yongxiang;Cen Lihui;Chen Xiaofang;Xie Yongfang
  • 通讯作者:
    Xie Yongfang

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其他文献

基于单层小波变换的压缩感知图像处理
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  • 作者:
    岑翼刚;陈晓方;岑丽辉;陈世明
  • 通讯作者:
    陈世明
流程工业知识自动化及其在铝电解生产中的应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    控制理论与应用
  • 影响因子:
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  • 作者:
    桂卫华;岳伟超;陈晓方;谢永芳;阳春华
  • 通讯作者:
    阳春华
有色冶金过程建模与优化的若干问题及挑战
  • DOI:
    --
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    2013
  • 期刊:
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  • 作者:
    桂卫华;阳春华;陈晓方;王雅琳
  • 通讯作者:
    王雅琳
基于小波域维纳滤波器的信号稀疏表示
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵志鹏;岑翼刚;陈晓方
  • 通讯作者:
    陈晓方
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄亚;李勇刚;陈晓方
  • 通讯作者:
    陈晓方

其他文献

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陈晓方的其他基金

铝电解生产系统全要素融合的交互学习和智能协同决策
  • 批准号:
    62133016
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    297 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于迁移代价的连续碳酸化分解过程序列化最优操作方法
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相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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