安全事故猛于虎。
化工企业由于其生产原料及生产产品设计的特殊性、复杂性和多样性,更容易导致安全事故的发生,造成不堪设想的严重后果。每一场事故,每一个冰冷的数字背后都承载着无数家庭的痛苦。因此,实现化工生产线故障预警与诊断具有重要意义。
本团队以Tennessee Eastman(TE)化工过程为样例,以Python为平台,结合Matlab的建模功能,运用经典的机器学习算法(隐马尔可夫模型,Hide Markov Model)及基于统计原理的信号分离方法(独立成分分析法,Independent Component Analysis)构建复杂化工过程的故障预警与诊断系统。
本系统主要功能如下:
1.化工生产线故障预警:监控指标以波形图显现,通过与报警阈值比对,直观呈现生产线健康状况;
2.高效的故障检测:故障检测率最高可达100%(故障6);
3.即时预/报警:监控指标超过预设阈值立刻通过声音、闪光效果进行预/报警;
4.快速自动故障分类:对TE化工过程的故障实现快速自动分类,准确率可达99.8%(故障7,详见说明书);
5.故障预警后处理:针对不同故障,及时显示预设的处理、维修建议,通知维修人员,维修后提交日志,存入数据库。
设计理念:
1.安全第一——综合运用不同机器学习算法的优点,提高故障检测率与分类准确率,确保安全生产;
2.人机交互与自动化——人机交互界面合理、高效,故障检测与分类实现自动化;
3.故障预警与分类可视化——一旦侦测出故障信号,即时实现声、光、电子邮件同时自动预/报警,并将故障分类结果直观显示于TE过程的生产流程图上;
4.视情维护与应用扩展——建立维修数据库,预留摄像头及多种传感器接口,为该系统实际应用扩展渠道。