有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范编制说明.docx

《有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范编制说明.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范编制说明.docx（17页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范（草案）编制说明有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范编制组2023年10月有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范编制说明1 .工作简况1.1 任务来源据中国有色金属工业协会函202395号文关于下达2023年第四批协会标准制修订计划的通知的耍求，中南大学负责团体标准有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范的编制任务，鹏城国家实验室、冶金自动化研究设计院、长沙有色冶金研究院有限公司、株洲冶炼集团股份有限公司、华东交通大学和江西理工大学等6家单位共同制定。标准性质为推荐性团体标准，标准计划号为2023-028-T/CNIA,项目起止时间为202

2、3年-2025年，完成周期18个月。1.2 主要参加单位和工作成员及其所做工作1.2.1 主要参加单位情况1.2.1.1 主起草单位情况简介中南大学自动化学院拥有“制造过程智能控制与优化决策”高等学校学科创新引智基地、“有色冶金自动化”教育部工程研究中心、”有色冶金过程控制理论、方法与应用”教育部创新团队、“先进控制与智能自动化”湖南省工程实验室等多个国家级、省部级高水平科研与教学平台。近年来，中南大学自动化学院在流程工业智能优化制造、智能系统等领域积极开展研究，取得了丰硕的科研成果。2004年以来先后获国家科学技术奖励5项，省部级科学技术奖励30余项。近3年来新增课题140余项，其中国家级项

3、目90余项。在国内外重要学术期刊发表论文500余篇，其中SCl收录论文225篇。申请国家发明专利220余项，授权国家发明专利100余项。出版专著、教材和译著16部，获中国出版政府奖、有色金属工业出版物一等奖等，在流程工业机理模型建模及优化算法开发方面积累了充足的经验。中南大学负责起草试验方案工作，确定有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范内容并组织开展调研工作，制定标准调研计划和征求意见工作；鹏城国家实验室、冶金自动化研究设计院和长沙有色冶金研究院有限公司负责提供技术咨询，为标准搜集提供国内外相关标准资料，提出采标方向等；株洲冶炼集团股份有限公司负责提供有色金属行业动态实时优化算法库开发过

4、程技术内容；华东交通大学和江西理工大学等单位协助中南大学进行调研和征求意见工作。1.2.2 主要工作成员所负责的工作情况本标准主要起草人及工作职责见表1表1主要起草人及工作职责起草人工作职责阳春华负责标准的工作指导、标准的编写、及组织协调孙备、黄科科、袁小锋、李勇刚、梁骁俊、任浩确定有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范内容并对编写内容进行把关鄢锋、刘卫平、朱建勇负责提供企业的现场调研及配合标准编写杨辉、黄学雨标准相关材料信息提供及配合完成其它工作事宜桂卫华对标准制定过程提供关键指导1.3主要工作过程及工作内容2022年2月，标准编制组相关单位前往株洲冶炼集团有限公司进行第一次现场调研，参

5、观企业现场工作情况，了解不同流程工业的生产运行原理以及各个环节的可优化部分，与企业技术人员深入讨论标准的技术要求，根据此次调研情况，标准编制组各单位给出自己的讨论意见，由主编单位整理形成标准讨论稿Io2022年6月，标准编制组相关单位自行组织地点进行第一次智能制造有色金属生产过程优化运行智能算法库开发规范工作会议，对标准讨论稿进行研究和讨论，根据与会专家和企业代表的修改意见，由标准主编单位对标准讨论稿进行修改，形成标准讨论稿2。2022年8月，根据第一次标准工作会议的讨论意见，针对标准工作会议暴露出来的标准调研时研究不充分或者有遗漏的地方进行重点调研，对标准讨论稿进行补充和修改，形成标准讨论稿

6、3。2022年10月，进行第二次标准工作会议,完善标准讨论稿各个部分的细节，形成标准讨论稿4。对于有争议的部分，标准编制组相关单位可自行调研并组织线上会议。2022年12月，标准编制组主编单位整理总结标准调研与标准工作会议的成果，向全体委员会议提交标准项目建议书、标准草案及标准立项说明等材料。1.3.2起草阶段由标准负责编制单位中南大学组织召开标准进度协调会，相关参与单位相继汇报标准的进展完成情况及需要协调问题。2023年3月，标准编制组相关单位自行组织地点进行标准进度汇报及进度协调会，各单位相继汇报标准进度完成情况和需要协调解决的问题，修改标准讨论稿4形成征求意见稿，同时编制组根据征求意见稿

7、规定的性能要求及实验方法启动实验验证。2023年6月，标准编制组主编单位与测试单位前往株洲冶炼集团有限公司开展现场试验工作，主编单位指导企业按照智能制造有色金属生产过程优化运行智能算法库开发规范设计优化算法，由测试单位对优化算法的运行状况和互操作性进行测试，根据测试结果继续修改标准中的相关内容，形成标准讨论稿2023年9月，根据半年的现场试验和实测数据，召开现场工作会议，形成会议纪要，由编制组及时修改标准文本，形成智能制造有色金属生产过程优化运行智能算法库开发规范征求意见稿及编制说明。133征求意见阶段202X年XX月，有色标准化技术委员会组织在XX召开了有色金属行业动态实时优化算法库开发技术

8、规范预审会，提出的问题点包括:XXXX;XXXX;XXXXo编制组人员按照要求对标准内容进行修改，制定出有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范意见征集稿。202X年XX月，编制组将团体标准有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范意见征集稿、标准编制说明、标准意见征集表，分别发送给XXXX,XXXX,XXXX等XX家公司进行意见征集，其中有意见回复XX家，其他无意见，均接收到回复。1.3.4审查阶段A.技术专家审查会议202X年XX月XX日，协会标准有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范审定会在全国有色金属标准化技术委员会主持下于XX省XX市召开。共有XX个单位XX位专家参加会议，与会

9、专家对送审稿及送审稿的编制说明进行了认真、热烈的讨论，对有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范送审稿中存在的问题提出了宝贵的意见和建议，会后，编制组根据专家的意见修改完善，形成了本标准送审稿和编制说明（送审稿）。B.委员审查202X年XX月XX日，全国有色金属标准化技术委员会在XX省XX市召开了全国有色金属标准化技术委员会全体委员大会。全国有色金属标准化技术委员会全体委员大会应到会委员共计XX名，实际到会委员XX名。与会委员对该标准制修订程序、征求意见的过程、以及技术内容的确定等多方面进行了审查。与会XX名委员全体投票通过，同意该标准送审稿及和送审稿编制说明通过审查。标准编制组按照审查意见

10、对标准文本和编制说明进一步完善后，形成标准报批稿报送至全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)秘书处，上报至中国有色金属工业协会审批、发布。2.标准编制原则和依据2.1 编制原则2.1.1 本标准按照GB/T1.12020给出的规则起草。2.1.2 本标准标准过程中，始终遵循满足市场需求，技术内容合理，分析方法可行的原则，满足有色金属行业烟气制酸的智能化控制技术需求。2.1.3 编制的标准切实可行，具有可操作性。2.2 编制依据本标准为有色金属团体推荐性标准，之前没有相关的国家标准和行业标准。本标准编制过程中根据开发要求，以有色金属行业动态实时优化算法库开发技术发展现状为基础，结合当

11、前国内外有色金属冶炼企业和研究院所的先进算法和算法开发技术，并根据下列与有色金属行业动态实时优化算法库开发相关的技术标准等制订。GB/T36455-2018软件构建模型3标准主要内容的确定依据及主要试验和验证情况分析3.1 范围本标准规定了有色金属工业动态实时优化算法的分类、命名和封装标准。本标准适用于指导有色金属工业动态实时优化算法的设计、开发和应用，可为工业互联网平台提供优化算法准入的依据。3.2 编制思路工业发达国家在流程工业优化算法开发领域已有多年的积累，并将其视为提高流程行业核心竞争力的重要手段。例如，HoneyWeIl公司通过统一的工艺知识系统(PKS)解决了先进过程控制(APC)

12、的众多优化问题，包括单一回路优化到全局优化等方面。国内流程工业领域也有部分企业和机构从事将流程工业积累的知识经验转化为优化算法的相关工作，并在部分应用场景下取得了良好的应用效果。流程工业优化算法是工业软件的核心。我国不少生产企业曾花费巨资从国外引进先进的工业软件，但由于技术保密等原因，我国企业并未掌握其中核心的优化算法。随着我国流程工业转型升级不断深入以及工业软件国产化需求，我国对流程工业优化算法的需求将出现持续快速增长。因此，我国流程工业优化算法开发的规范化、规模化和高端化将支撑我国完成一批工业软件的国产化，提高我国流程工业的“软实力”和在全球工业软件市场的占用率。在我国有色金属行业发展“智

13、能工厂”和“网络协同制造”技术的初期阶段，为了更好的发挥标准的引领作用，从分类体系、命名编码规则和封装方式等方面对有色金属行业优化算法库开发进行规范，可有效避免流程工业优化算法标准混杂、算法难以复用和跨平台使用等情况，为有色金属行业优化算法库的推广应用提供保障。此标准的建立能够有效填补相关领域的空白，并作为未来技术发展的基础。3.3 主要技术内容本文件规定了有色金属行业动态实时优化算法库开发技术规范，从应用场景、形式化描述和求解算法对优化算法进行分类，对优化算法分类、编码规则和封装方式等方面进行规定，适用于构建需要满足过程大数据完备精准性、模型大范围快速自适应性和过程控制优化动态实时性要求的有

14、色金属工业优化算法。其主要技术内容包括1、分类体系：在应用场景、优化问题形式、优化求解算法三个维度对优化算法进行分类的有色金属工业过程优化算法分类体系；2、命名编码规则：在应用场景、优化问题形式、优化求解算法三个层次对优化算法进行命名的命名规范及相应的编码规则;3、封装方式：规定了优化算法架构、优化算法内核开发模板、优化算法内核开发语言与文件类型的优化算法封装标准。3.4 优化算法分类体系设计有色金属工业动态大数据驱动的实时优化算法，首先应面向生产过程建模、控制和优化等不同应用场景需求；进而，在具体应用场景中，对相应的优化问题进行形式化数学描述；最终，根据优化数学问题的特点，采取特定求解算法对

15、优化问题进行求解。其中，共需要在应用场景、优化问题形式、优化求解算法三个维度上思考问题，因此，可以在这三个维度上设计优化算法分类体系，具体标准如图1。演工业优化箍船分It蟀充图1有色金属工业过程优化算法进阶式分类标准体系3.4.1应用场景分类优化算法分类体系中的应用场景维度可根据有色金属工业生产的层级关系再细分为过程数据层、模型层、控制层和运行优化层等多个部分，分类标准如图20在不同的层次下，优化问题的目标需求、模型形式、模型粒度、时空复杂度、求解精度和响应速度均有不同，需要设计对应的优化算法。例如，在数据层，针对数据缺失问题，需要设计数据缺失补全优化算法；针对过程数据多重时滞分布问题，需要设计数据时空配准优化算法。运行优化屉段成本集济兹多目标馍化,配方馍化.工优化一- PID控I.HMff.a三fim,充动馍化一- 债型除Kh9识,aitfis迁学习一- 时空配MQ露”全.去蹄图2优化算法应用场景分类标准3.4.2优化问题形式化描述分类考虑设计优化算法设计的一般流程：面向有色金属工业生产过程中某一特定优化需求，考虑一系列有关的限制条件（约束），选择一组合适的参数（变量），控制这组参数以使设计指标（目标）达到最优。图3优化问题形式化描述模型分类要素其中，面向有色金属工业生产过程中某一特定优化需求