冶金企業能源生產管控路徑論文
摘要：為了降低冶金生產的能源消耗量，在大資料背景下提出一種冶金企業能源生產管控路徑設計方法。利用冶金管控路徑中線，建立虛擬路徑漫遊網路，設定路徑節點和虛擬邊，建立多渠道輸送路徑，基於網路結構和網路大資料功能，確立具體管控路徑網路資料結構，製備尾綴匹配表和對應節點記錄格式，透過原始節點虛擬化，進行冶金能源管控路徑虛擬網路賦值，完成管控路徑設計。實驗研究表明，設計的能源生產管控路徑與傳統路徑相比，固定產量條件下，資源消耗量減少22%，可以有效減少冶金能源。
關鍵詞：冶金；管控路徑；節點虛擬化
隨著我國最新一輪城鄉快速發展建設，金屬資源和冶金能源的問題日趨嚴重。作為我國國民經濟的重要支撐，國內冶金行業受到了巨大沖擊，因為其能源消耗量比例佔據國內能量消耗總量的巨大部分，所以能否運用科學管理手段節約國內冶金企業各類能源消耗，對我國社會整體改革和能源消耗下降具有重要意義。傳統冶金企業的能源管理和生產調控，一般僅能採用宏觀調控的手段，在生產過程中減少能源消耗。部分企業透過對全域性生產週期的計算和靜態分析，以及對冶金使用的單一能源介質和裝置的改革，達到冶金也能的目的[1]。這樣很難從根本上滿足全域性用能低消耗、零放散、高收益的要求。現代網際網路大資料技術的出現，為各行業提供了新的資料基礎和計算方式。這也給我國冶金企業的能源生產管理，提供了廣泛的技術基礎。透過網路雲平臺和雲計算，結合外部資料流，可以從根本出發，從實際工況的角度，對冶金行業能源消耗情況進行客觀分析和改進，達到節約能源的目的。從目前來看，透過大資料對冶金管控路徑的最佳化和重組，是節約冶金能源行業最有效的路徑之一。現代冶金行業生產線的核心，就是其整個生產線的管控路徑。因為冶金行業的能源管理需求需要根據冶金生產過程中的能量使用分配以及回收情況，對冶金能量轉換和輸送配送進行調整。結合大資料思想，即可做到最優分配。對此設計結合大資料相關資料資料，以虛擬技術為核心，提出新型冶金企業能源管控路徑，減少冶金行業能源消耗，實現配置最優[2]。
1冶金企業能源生產管控路徑設計
1.1建立管控路徑漫遊網路
冶金企業的管控路徑是冶金生產的重要通道，將各路徑相連，可以形成一個具有網格特徵的路徑三維空間，個路徑的中線也形成了一箇中線集合漫遊網路如圖1所示。圖1路徑網路圖設計對原冶金管控路徑網路進行改造，在路徑節點處引入路徑虛擬邊和對應虛擬節點，保證相鄰的兩個虛擬節點之間具有虛擬邊聯通性。虛擬便需要由三維直線和圓弧線建立，將所有剩餘的'路徑斜邊進行光滑打磨。改造後的中線網路程式設計了一個具有漫遊功能的管控路徑集合網路。網路內各元素的功能如下：原始節點：不同能源管控路徑中的各交叉口交點或者某條路徑端頭中線的中線點為管控原始節點。設計消除了傳統交叉口的原始節點，只保留端頭節點。虛擬路徑節點：在路徑交叉口的原節點處中線上扎入心的中線節點，此時的節點為虛擬節點。在路徑規劃中，虛擬節點不具備現實意義，只作為路徑拐彎處的起點和終點。虛擬邊，設定在管控路徑的交叉口出，直接連線兩個虛擬節點的某段三維圓弧或者路徑虛擬便。虛擬邊可以看做是一條路徑進入另一條路徑的網路軌跡，可以近似的看做是一種路徑彎道。此外，漫遊網路內的交叉口具有全路徑屬性，即在路徑交叉口的任意兩個虛擬節點邊都是可以直接互通的，如圖2所示。冶金視點從任意一條路徑進入到其他路徑內均有虛擬邊可以走。此外管控路徑節點具有鮮明的時序性，依附於節點邊上。各邊走向為順時針方向，形成有序邊角[3]。
1.2大資料下的路徑網路資料結構
上述建立的管控路徑漫遊網路為虛擬網路，必須基於網路結構和網路大資料功能，確立具體的網路資料結構。因為管控路徑的虛擬漫遊網路不需要考慮虛擬邊的方向走向，資料稀疏五香路徑。所以資料採用多重資料表進行儲存。每條邊用一個數據節點標誌，資料內容包括一個標誌域、兩個資料頂點域以及2個指標於和路徑邊資訊域。所有依附於同一個資料頂點的串聯邊分列同一個資料鏈表中。因為每個邊均有兩個資料頂點，所以每條邊均同時存在於兩個連結串列中[4]。為了提高管控效率，減少不必要記憶體，設計額外採用節點邊位移標誌性程式碼，用於指向節點針。該節點針需要利用大資料技術和雲計算技術，進行節點指向匹配。匹配原理就是講記憶體資料結構和資料庫分開，然後根據資料尾綴重新契合。利用大資料製備對應尾綴契合表如表1所示[5。路徑網路資料在進行資料庫錄入時，將所有資料劃分為資料節點表和資料邊緣表。資料節點表的記錄結構如下：
1.3管控路徑的建立
節能化管控路徑的建立需要以上述建立的虛擬網路抽象實體模型為基礎，基於節點結構資料，根據路徑實體元素、大資料網路元素以及引數元素進行重組。實體冶金管控路徑可以劃分為路徑中心點、分段路徑、路徑組等幾個層次。透過大資料資料，取出上述虛擬網路中的分段中線網路，將原始節點進行虛擬化，邊緣化光滑，以及原始節點排序。具體步驟如下：將原始節點虛擬化，在虛擬網路的分段中線上有兩條節點邊，插入若干個虛擬網路節點。為了消除網路賦值的跳變現象，虛擬邊必須平滑。具體可以使用平滑差值的方法報紙虛擬邊的一致性。設計使用基於三維旋轉向量的圓弧差值演算法。分別對原始邊進行賦值，將虛擬節點插入到原始邊的切線處，以切線為圓心生成虛擬邊。對原始路徑進行邊緣化光滑，從路徑以便開始搜尋，找到首個光華店，在該點的兩側標註新的光滑點。這三個點之間插入圓弧，製作圓弧的切邊。圓弧的插入可以使用虛擬邊求解演算法，將路徑原始邊的虛線部分轉化為實線。節點排序主要依據與節點編標。將管控路徑中的所有節點編表中的邊根據方位角順序進行排序，對於路徑邊緣的邊，為0度方位角，則直接插入到有序邊角尾部。透過上述過程即可對漫遊管控路徑進行合理賦值，根據賦值資訊即可生成新的管控路徑，實現冶金能源的生產分配。
2實驗資料分析
為了詳細驗證上述設計的大資料背景下冶金企業能源生產管控路徑能否有效節省冶金資源，進行實驗對比。設定對比組和實驗組，令對比組選擇傳統冶金路徑。令實驗組選擇新型路徑方法，在固定冶金產量目標下，計算整體能源消耗量，其結果如表3所示。根據表3資料可以看出在產量完全相同的情況下，實驗組生產總成本明顯低於對比組。可以證明應用新設計的能源生產管控路徑可以明顯降低生產成本，減少資源消耗。
3結語
隨著我國基礎設施建設和國內產業升級，冶金能源消耗的合理降低可以為我國節約大量的經濟成本。大資料技術的開發和應用，為我國冶金企業能源節約研究提供的豐富的資料基礎。透過不同型別的資料彙總，利用虛擬化技術，可以對冶金企業管控路徑做出有效最佳化，保證相關企業可以合理配置資源，實現濟源節約。
參考文獻
[1]徐雪松,楊勝傑.大資料背景下中國鋼鐵生產能源管控路徑最佳化研究[J].工業技術經濟,2017,36(1):32-40.
[2]範鐵軍,吳秀婷,施燦濤.中小鋼鐵企業智慧製造實施路徑研究[J].冶金經濟與管理,2018，7(17).:12-40.
[3]欒天陽.基於LEAP模型的吉林省鋼鐵工業碳減排路徑研究[D].吉林大學,2016，17(7).:15-4.
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