汉鑫工艺优化管理系统v0系统设计说明书

1、汉鑫工艺优化管理系统v1.0系统设计说明书文档种类：项目管理撰写时间：2020年07月13日发行范围：全公司变更记录版本号修改点说明变更人变更日期审批人审批日期修改点说明的内容有如下几种：创建、修改（+修改说明）、删除（+删除说明）目录1 引言21.1 项目名称21.2 项目背景21.3 定义21.4 参考资料32 系统概述32.1 系统目标32.2 运行环境32.3 条件与限制33 功能需求33.1 系统总体架构33.2 系统总体功能53.3 系统管理53.3.1 用户管理53.3.2 角色管理63.3.3 部门管理73.4 配料优化73.4.1 配料73.4.2 预期目标质量83.4.3

2、智能配比93.5 质量预测103.5.1 配料103.5.2 质量预测113.6 历史方案113.6.1 方案列表113.7 其他123.7.1 系统登录124 系统接口134.1 用户接口134.2 软件接口134.3 硬件接口135 附件1：待定问题列表131 引言1.1 项目名称指明本项目的名称，汉鑫工艺优化管理系统v1.0。1.2 项目背景原料配比是炼钢过程的重要环节，需要根据钢水最终指标成分，结合原材料指标以及工艺要求，对原材料做适当的混合，既要保证钢水指标同时要兼顾企业生产成本。该项目将以电弧炉生产过程的信息化、数字化、智能化为出发点，以具有自主知识产权的全流程智能化关键技术研发为

3、突破口，以华为云平台为依托，以稳定产品质量和生产效率、降低生产成本为最终目标，全流程、多层次的提升不锈钢的智能化水平。这个过程目前存在以下难点：1. 原材料指标检验存在误差：目前原材料检验采用抽检，经常会出现检验指标与实际原材料存在差异。2. 生产工艺复杂：目前电弧炉生产过程中影响最终钢水质量的因素很多，包括废钢生铁以及合金的指标以及配量，同时需要考虑电弧炉工艺参数和设备运行状态。通过该项目可以提供一个合理的配料方案供工程师参考，不但可以直接减少材料浪费，降低材料成本，而且可以简化操作、降低制造费用，直接给企业带来经济效益，提高企业竞争力。1.3 定义列出本文档中所用到的专门术语的定义和缩写词

4、的原意。Raw Materials Ratio原料配比、Alloy Feeding合金加料1.4 参考资料 前期多次交流的记录以及汉鑫IT部门撰写的计算逻辑。2 系统概述2.1 系统目标原料配比项目通过原辅料成分和价格、原辅料加入量、电弧炉生产工艺数据、电弧炉钢水成分和钢渣成分等生产数据构建人工智能模型。该模型可以提供一个合理的配料方案供配料工艺人员参考，不但可以直接减少材料浪费，降低材料成本，而且可以简化操作、降低制造费用，直接给企业带来经济效益，提高企业竞争力。2.2 运行环境操作系统：Windows数据库： 华为云 RDS原料配比项目的模型运行在华为公有云上，基于华为云的ModelArt

5、s等云服务。2.3 条件与限制系统实现基本条件：现有网络通畅、车间现场配备触摸屏电脑。制约因素：各个厂的业务流程是否统一，个性化的需求多不多。3 功能需求3.1 系统总体架构该项目整体是通过四层架构实现，首先是底层的基础设施层，主要是计算资源、存储和网络；接着是华为云大数据和AI开发平台，主要提供数据分析、建模以及模型管理等能力；第三层是工业PaaS层，是将行业know-how以及企业数据，结合华为人工智能算法，输出适合企业实际应用场景的模型；最上层是应用层，主要是对接模型和企业用户，定制开发能够满足用户使用的可视化界面。图2-1 原料配比优化方案总体架构后续模型交付主要使用华为云AI开发平台

6、ModelArts，主要包括模型训练、发布和调用，具体为：（1）模型训练，首先将历史数据上传到客户华为云账号的OBS中，并将数据共享给华为EI算法团队，算法团队利用共享数据训练算法模型；（2）模型发布，训练好的模型通过ModelArts平台发布成容器镜像的形式，并对外提供API接口：（3）模型调用，模型训练成功后会将模型接口封装成REST API格式，API接收JSON格式的为POST 请求，将请求中的数据解析出来输入到模型中，模型输出的结果再通过API接口返回。业务系统根据返回结果进行业务层面处理。 图2-2原料配比整体方案3.2 系统总体功能汉鑫工艺优化系统v1.0系统设置用户管理角色管理

7、部门管理权限配置参数优化质量预测历史方案选择原料配料区间占比预期目标质量其他条件约束AI算法配比选择原料配料占比其他条件约束AI预测保存参数优化方案质量预测方案方案详情方案加载方案导出保存3.3 系统管理3.3.1 用户管理功能描述：查看、管理用户信息。主要包括的内容：用户基础信息、重置密码等界面定义：3.3.2 角色管理功能描述:查看、管理角色信息。主要包括的内容：角色编码、名称、时间等角色分配对应的用户角色分配对应的菜单权限界面定义：3.3.3 部门管理功能描述：查看、管理部门信息。主要包括的内容：部门编码、名称、权限等界面定义：3.4 配料优化原料配比优化：在保证钢水成分在目标成分范围内

8、，通过优化原料配比来降低生产成本。备注：*当现有原辅料质量无法配出满足要求的钢水质量，保证钢水成分最接近目标成分和原辅料成本最低。3.4.1 配料功能描述：查看、编辑、删除、excel导入/导出原材料信息。原料信息包括但不限于名称、种类、价格、各元素占比、库存、批次、日期等信息。界面定义：主要用例的功能描述：1) 查询：查询系统中的原材料数据。2) 导出：下载原材料数据或者导入模版。3) 导入：用户下载模版，根据模版的格式填写原材料数据，填写完毕后导入系统。4) 删除：删除一条或多条数据。5) 新增：新增一条数据。6) 编辑：修改一条数据信息。3.4.2 预期目标质量功能描述：输入配料目标质量

9、的指标范围。界面定义：3.4.3 智能配比功能描述：系统调用华为云AI算法，得到最优配比。输入总质量，计算各原料放入质量，及其他定制功能。界面定义：主要用例的功能描述：保存：把本次方案的原材料信息、目标指标信息、方案结果等信息保存。3.5 质量预测根据原料配比和加入量，预测电弧炉终点钢水中Ni、Cr、Cu、Mo、Mn的含量。3.5.1 配料功能描述：查看、编辑、删除、excel导入/导出原材料信息。原料信息包括但不限于名称、种类、价格、各元素占比、库存、批次、日期等信息。界面定义：主要用例的功能描述：1) 查询：查询系统中的原材料数据。2) 导出：下载原材料数据或者导入模版。3) 导入：用户下

10、载模版，根据模版的格式填写原材料数据，填写完毕后导入系统。4) 删除：删除一条或多条数据。5) 新增：新增一条数据。6) 编辑：修改一条数据信息。3.5.2 质量预测功能描述：调用华为云AI算法，预测质量。界面定义：主要用例的功能描述： 保存：把本次方案的原材料信息、目标指标信息、方案结果等信息保存。3.6 历史方案对配料优化及质量预测两个场景的方案查看及回显功能。3.6.1 方案列表功能描述：配料优化及质量预测方案列表。界面定义：主要用例的功能描述：1) 详情：展示全部参数及预测结果。2) 加载：把全部参数回显到具体功能操作页面。3) 导出：将方案中全部输出/输出参数导出Excel。3.7

11、其他3.7.1 系统登录功能描述：用于登录汉鑫工艺优化管理系统，主要是操作界面。界面定义：主要用例的功能描述：登录系统，验证用户名、密码是否正确，验证用户是否有权限，验证通过则进入系统主页，否则弹出相关提示信息。其他说明：无。4 系统接口4.1 用户接口A. 模型训练接口：模型训练的输入需要将原辅料成分化验数据、电弧炉终点钢水和钢渣的化验数据、原辅料加入量以及电弧炉工艺参数按照标准格式将每条记录输入至CSV文件中，具体要求可以参考后续交付件数据接口说明B. 模型使用接口：模型训练成功后会将模型预测接口封装成REST API格式，接收的输入JSON格式的为POST 请求，对于此种交互方式，用户需要有一定的HTTP基