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申请/专利权人：江西江铃集团晶马汽车有限公司

摘要：本发明公开了一种客车生产线能耗智能监控与能效提升方法及系统，旨在实现客车生产线能耗的精细化管理与持续能效提升，在生产线关键节点部署传感器网络，借助工业网关实现数据的标准化传输与预处理。实时同步并清洗数据，实时监控能耗状态，并配置阈值报警系统。运用支持向量机等算法建立能耗预测模型，结合聚类与回归分析识别效率瓶颈，指导流程优化。融合PID算法，设计协同控制器，动态调整生产计划，优先安排低成本时段的高能耗作业，促进能效最大化。实施节能措施后，持续评估效果，迭代优化节能策略，并紧跟最新节能技术动态，不断提升系统效能。该系统从数据采集到策略执行形成闭环管理，推动绿色智能制造发展。

主权项：1.一种客车生产线能耗智能监控与能效提升方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.系统部署与数据采集：在客车生产线的各个环节安装电能表、温湿度传感器、水耗流量计并收集数据，各个环节包括：冲压、焊接、总装、涂装，并针对客车生产中的特殊工艺：车身冲压、精密焊接、涂装车间，在总装线增设动态监测点，关注能耗波动大的环节：使用电动工具、输送系统，实现精细化能耗追踪，配置工业智能网关，实现设备间的通信协议转换与数据预处理，将数据传输至数据处理层；S2.数据整合与处理：为不同生产阶段的数据打上工艺标签：冲压阶段能耗、涂装环境参数，结合客车设计参数：车型尺寸、材料类型、生产计划，进行深度的数据融合，建立数据管道，通过API接口和数据库同步技术，将采集的数据实时传输至本地数据中心，数据清洗与标准化，对收集到的原始数据进行清洗，剔除异常值，统一各传感器数据格式；S3.实时监控与报警：构建可视化监控平台，实时显示生产线能耗分布图、能耗曲线、设备状态、展示各工艺段的能耗效率比，设置阈值报警：根据行业标准和企业内部规定，设定能耗阈值，当能耗超过预设值时，系统自动发送报警通知；S4.能耗模型建立与能耗分析：利用数据驱动方法，基于客车工艺单元与全链路能耗数据，包括客车的特殊工艺：车身骨架焊接工艺、侧围蒙皮张拉工艺、大部件吊装与定位、车身磷化处理，构建跨尺度能耗预测模型，具体步骤如下：收集生产线中各环节的详细能耗数据，包括焊接、涂装、总装、检测工序、侧围蒙皮张拉工艺的电耗、气耗、水耗，并记录生产班次、车型、产量、作业时间、设备运行状态，环境数据，在侧围蒙皮张拉工位安装专用的能耗计量设备，包括电能表和温度传感器，以监测加热设备的能耗和温度控制系统的效率，部署应变传感器，监测张拉过程中的力学参数，为侧围蒙皮张拉工艺单独打上工艺标签，结合张拉过程中采集的能耗数据、温度数据和力学参数，分析张拉工艺的能耗效率，识别能耗高点和潜在的优化空间，考虑材料类型：不同金属的热导率、延展性对能耗的影响，细化能耗模型，展示张拉环节的能耗曲线、温度控制情况和能耗效率指标，应用机器学习算法分析张拉温度、张拉速度、材料类型与能耗的关系，识别最优化的工艺参数组合，以降低能耗同时保证产品质量，区分不同材料规格、车型的张拉能耗模式，发现潜在的低效操作模式并提出改进建议，记录车间温湿度、季节变化影响能耗的环境因素，清洗数据，填补缺失值，处理异常值，统一计量单位，对时间序列数据进行平滑处理；通过相关性分析识别与能耗紧密相关的变量：产量、车型复杂度、设备效率、作业时间、焊接电流、电压、张拉速度、吊装次数、磷化处理温度，并构建反映生产效率的衍生特征：单位时间产量、设备利用率、工艺复杂度；鉴于客车生产过程复杂，使用支持向量回归SVR处理非线性关系，得到能耗模型公式，，其中：V表示总能耗，P表示各工序的具体能耗，，其中：n是工序中不同能源消耗点的数量，Ei表示第i个能源消耗点的能耗率，即单位时间内该点的能耗，Ti是第i个工序、设备的运行时间，EFi是效率因子，用来调整实际操作中的效率损失，范围是0到1之间，T表示作业时间，Y代表产量，产量增加会伴随能耗上升，但规模效应会降低单位产品能耗，S代表生产班次，不同的班次安排会影响设备的启停频率和效率，从而影响能耗，C代表环境因素的综合指标，通过温湿度指数来反映，环境条件会影响到设备效率和能耗，α1,α2,α3,α4,α5是模型的系数，表示各变量对能耗影响的权重，是误差项，用来捕捉模型未解释的随机变异，并根据公式预测能耗趋势；优化建议与实施：制定节能策略，基于模型分析结果，提出调整生产计划、优化工艺流程、升级节能设备，实施节能措施，并持续监测能耗变化，定期用新数据更新模型，适应生产变化，考虑工艺复杂度、材料使用、车辆型号因素对能耗的影响，聚类分析，按生产班次、车型聚类能耗数据，识别能耗异常、低效的生产模式，回归分析，分析能耗与产量、生产效率、特定车型因素的关系，识别主要影响因素，工艺流程审查：结合能耗热点，审查各生产环节，识别节能潜力区域；S5.生产优化与调度：依据能耗预测模型和客车工艺单元的具体能耗数据，基于PID控制器结合智能算法，设计跨尺度协同控制器，以最优能效值为调控目标，实现智能协同控制，调整生产排程，在能源成本低时段安排高能耗作业，工艺与设备升级，根据能效分析结果，投资于能效更高的设备和改进生产工艺，减少能耗；S6.反馈循环与持续改进：实施节能措施后，持续跟踪能耗变化，评估节能效果，策略调整：根据评估结果，不断调整和优化节能策略，形成持续改进的闭环。

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