专利摘要
Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法：1)对工业生产流程进行可视化建模；2)从提取有效数据；3)输出标准数据格式；4)建立可视化映射；5)在浏览器端进行显示和操作。本发明可以将复杂、不可观的工业流程，应用多视图模型，直观的展示给特定目标人群，同时克服了传统的C/S架构下的跨平台性较差、操作使用繁琐等缺点。
权利要求
1.Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)对工业生产流程进行可视化建模；
2)从工业现场采集的原始数据中，利用数据挖掘方法提取有效数据；
3)对提取的有效数据进行加工处理，输出标准数据格式；
4)对步骤3)中输出的标准数据，建立可视化映射；
5)通过步骤4)中的可视化映射和步骤1)中的可视化建模，在浏览器端进行显示和操作。
2.如权利要求1所述的Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，其特征在于，步骤1)中所述可视化建模的具体步骤如下：
1-1)确定工业生产各个流程中的关键工艺及影响工艺质量的参数，明确工业生产各流程之间的时间和空间关系；
1-2)根据步骤1-1)确定的工业生产各流程的时间和空间关系，分别对各流程进行建模，通过各流程之间的连接点，对模型进行优化，生成可视化模型。
3.如权利要求2所述的Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，其特征在于，步骤2)中所述提取有效数据的方法为：
2-1)对原始数据进行筛选，确定原始数据中的关键参数，及关键参数之间的关联规则，根据关键参数提取有效数据；
2-2)根据关键参数之间的关联规则，建立有效数据之间的关系模型；
2-3)根据步骤2-1)中提取的有效数据及步骤2-2)中建立的关系模型，确定用于存储有效数据的有效数据库逻辑结构，设置有效数据库的存储结构和方法，建立有效数据库；
2-4)将步骤2-1)中提取的有效数据存入有效数据库内。
4.如权利要求3所述的Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，其特征在于，步骤3)中所述有效数据进行加工处理的具体方法为：
3-1)根据有效数据的关联规则，对有效数据进行聚类处理，将有效数据划分为多个种类；
3-2)将划分后的有效数据，按照生产流程的时间和空间关系进行分布，生成标准数据格式。
5.如权利要求4所述的Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，其特征在于，建立可视化映射的具体方法为：根据聚类处理后的结果，对标准数据和可视化模型建立映射关系。
6.如权利要求5所述的Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，其特征在于，步骤5)中所述在浏览器端进行显示和操作的步骤方法为：
5-1)运用网页开发技术，对前端可视化进行布局；
5-2)运用JavaScript和Ajax技术，将可视化映射提供的可视化服务进行组装，在浏览器端进行可视化展视，并实现浏览器端的异步数据刷新和交互功能。
说明书
技术领域
本发明涉及信息管理技术领域，特别是一种用于工业现场流程重现的可视化方法。
背景技术
目前工业生产流程中，普遍具有多变量、复杂性、耦合性、不确定性等特点，特别是某些生产过程具有一定的高危险性、不可观性，因此如果能够通过数据驱动，将工业生产流程进行可视化显示，直观的展现给现场工作者或者培训员工，提高工业现场操作者的安全意识和安全防范措施，就显得尤为重要。目前应用于工业生产中的流程可视化方案，大部分为基于C/S架构的软件工具、模拟动画和生产流程示意图。这三种方案在一定程度上，对于工业生产流程的可视化显示方面起到了很好的作用。但是，在使用过程中，它们的缺点也同样明显。
基于C/S架构的软件，需要安装才能使用，部分软件对硬件环境要求较高，使用时还需要搭建软件环境，用户使用操作较为繁琐，限制了它的用户群体；基于C/S架构的软件的维护成本较高、维护工作量较大，当工业流程变动时，软件版本每升级一次，都要重新经历一个开发周期，同时用户需要重新安装软件；基于C/S架构的软件，对于不同的操作系统，需要开发不同的版本，跨平台性较差；另外软件的可扩展性能较差。
模拟动画，作为展示工业流程常用的方法，在开发过程中往往需要通过复杂的建模过程，工作量较大，同时模拟动画还具有可操作性差，交互性低等缺点。如果工业流程变动，则需要重新建模，费时费力。
生产流程示意图，作为一个静态展示手段，能够直观的描述工业生产的流程。但是，对于生产流程中的动态环节，它缺乏有效的展示手段；当生产流程较为复杂时，生产流程图很难完备描述流程的内部运行机制。
发明内容
本发明的目的就是提供一种Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法，它可以将复杂、不可观的工业流程，应用多视图模型，直观的展示给特定目标人群，同时克服了传统的C/S架构下的跨平台性较差、操作使用繁琐等缺点。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，具体步骤如下：
1)对工业生产流程进行可视化建模；
2)从工业现场采集的原始数据中，利用数据挖掘方法提取有效数据；
3)对提取的有效数据进行加工处理，输出标准数据格式；
4)对步骤3)中输出的标准数据，建立可视化映射；
5)通过步骤4)中的可视化映射和步骤1)中的可视化建模，在浏览器端进行显示和操作。
进一步，步骤1)中所述可视化建模的具体步骤如下：
1-1)确定工业生产各个流程中的关键工艺及影响工艺质量的参数，明确工业生产各流程之间的时间和空间关系；
1-2)根据步骤1-1)确定的工业生产各流程的时间和空间关系，分别对各流程进行建模，通过各流程之间的连接点，对模型进行优化，生成可视化模型。
进一步，步骤2)中所述提取有效数据的方法为：
2-1)对原始数据进行筛选，确定原始数据中的关键参数，及关键参数之间的关联规则，根据关键参数提取有效数据；
2-2)根据关键参数之间的关联规则，建立有效数据之间的关系模型；
2-3)根据步骤2-1)中提取的有效数据及步骤2-2)中建立的关系模型，确定用于存储有效数据的有效数据库逻辑结构，设置有效数据库的存储结构和方法，建立有效数据库；
2-4)将步骤2-1)中提取的有效数据存入有效数据库内。
进一步，步骤3)中所述有效数据进行加工处理的具体方法为：
3-1)根据有效数据的关联规则，对有效数据进行聚类处理，将有效数据划分为多个种类；
3-2)将划分后的有效数据，按照生产流程的时间和空间关系进行分布，生成标准数据格式。
进一步，建立可视化映射的具体方法为：根据聚类处理后的结果，对标准数据和可视化模型建立映射关系。
进一步，步骤5)中所述在浏览器端进行显示和操作的步骤方法为：
5-1)运用网页开发技术，对前端可视化进行布局；
5-2)运用JavaScript和Ajax技术，将可视化映射提供的可视化服务进行组装，在浏览器端进行可视化展视，并实现浏览器端的异步数据刷新和交互功能。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
1、本发明利用数据驱动，最大程度上还原工业现场流程的真实情况。根据先验知识和专家经验，从工业现场原始数据库中挖掘、提取工业现场流程中的有效数据，通过数据驱动方式，真实的还原工业现场的详细流程，并可观测流程中的参数变化情况，不同参数之间的对比情况；
2、提供的可视化方案，具有良好的交互性、动态可视化效果性能良好等特点。通过可伸缩矢量图形SVG、Flash等相关技术建立工业流程的可视化模型，并以数据驱动工业各流程之间的相互推进，用户可以方便、直观的在可视化模型中进行与工业生产流程相关的操作，具有良好的交互性能和可视化效果；
3、采用多视图模型，对于参数信息可以从多角度进行展示，更加细化了流程中参数的变化情况。同时还可以进行多参数视图显示，通过参数的对比情况，使用户更好的了解工业生产流程中各参数随工艺流程的推进的变换情况；
4、基于B/S架构，相比较传统的C/S架构的软件，具有跨平台性能良好、操作简便、开发维护成本较低等优点，无需针对不同的操作系统开发不同版本，另外系统发布后，用户无需安装软件环境，就可远程访问，极大程度上简便了用户的使用操作；
5、具有针对工业生产流程的故障重现、分析故障和故障预测等功能，可为工业生产提供有力保障。通过历史数据的驱动，还原故障发生时，工业现场的真实情况，判断工业生产流程中的发生故障的节点。并通过对于故障节点的分析，对今后工业流程中的故障进行预测，确保工业生产安全、有序进行。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下。
图1为本发明的流程示意图；
图2为Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化三层体系架构图。
具体实施方式
选取液化天然气，即liquefied natural gas，LNG，加注工业现场的操作流程作为实例，具体的实施步骤如下：
1)对LNG加注现场操作流程进行可视化建模，以标准流程图图形或者PAD图描述加注现场全程操作的过程，并根据实际流程操作，使用矢量图形，如SVG格式，技术绘制各流程的可视化操作图元；
2)从LNG加注现场采集的原始数据中，利用类群区分、回归分析、关联规则、特征变化和偏差分析等数据挖掘方法，并参考先验知识库提取有效数据；
3)对2)中提取LNG加注现场有效数据进行加工处理，输出标准数据格
4)对步骤3)中输出的标准数据，建立可视化映射；
5)通过步骤4)中的可视化映射和步骤1)中的LNG加注流程可视化建模，在浏览器端进行显示和操作。
进一步，步骤1)中所述可视化建模的具体步骤如下：
1-1)确定工业生产各个流程中的关键工艺及影响工艺质量的参数，明确工业生产各流程之间的时间和空间关系。根据LNG加注站的操作规范和实际操作流程，归纳总结出LNG加注站的工作流程为：卸车流程、储罐调压流程、加注和预冷流程、泄压流程。各流程的时间顺序依次为：卸车流程、储罐调压流程、加注和预冷流程、泄压流程，在各工艺流程中涉及的关键参数类型，主要为：温度、压力、流量、液位、开关量，主要为阀门的开关量。
1-2)根据步骤1-1)确定的操作流程，根据实际操作中的设备，即加注管道、气化器、泵、仪表等参数，利用矢量图形相关技术进行图元绘制，并加入图元库，可视化建模过程中，根据数据可视化、流程可视化的最优化原则，以实际工作流程时间关联顺序以及各设备间的工作关系为参照，对所绘制的图元库进行筛选、联接，完成LNG加注流程建模。
进一步，步骤2)中所述提取有效数据的方法为：
2-1)对LNG加注现场原始数据进行筛选，确定原始数据中的关键参数，及关键参数之间的关联规则，根据关键参数提取有效数据。根据实际调研的情况，确定需要提取的关键参数类型和关键参数名称，例如卸车流程中需要提取汽车槽车储罐内的压强、温度，潜液泵的流量、压强、温度，阀门的开关量等参数；可以根据同一流程中，对应同一设备，对需提取的相关参数进行关联，例卸车流程中，与汽车槽车储罐相关的参数有压强、温度、流量、开关量等。由此建立参数及参数间关系的先验知识库，为数据关系模型建立提供支撑。
2-2)根据LNG加注流程中关键参数之间的关联规则，建立有效数据之间的关系模型。根据2-1)所确定的先验知识库，建立设备-参数之间的一对一、一对多模型，例潜液泵对应的参数有压强、流量等；不同设备的参数，根据参数的类型关系建立联系，例储罐的压强与潜液泵压强之间等。
2-3)根据步骤2-1)中提取的有效数据及步骤2-2)中建立的关系模型，确定用于存储有效数据的有效数据库逻辑结构，设置有效数据库的存储结构和方法，建立有效数据库。根据2-1)确定的LNG加注流程中的关键参数和2-2)中建立的关系模型，确定所有LNG加注现场有效数据参数的存储结构，并进行数据的筛选、分类，根据筛选过后的有效数据，建立有效数据数据库。
2-4)将步骤2-1)中提取的LNG加注过程中现场有效数据存入有效数据数据库。
进一步，步骤3)中所述有效数据进行加工处理的具体方法为：
3-1)根据有效数据的关联规则，对有效数据进行聚类处理，将有效数据划分为多个种类。主要有两种方法，其一：根据步骤2-3)所述的关系模型，聚类其中包含的具有联动特性的参数类别。其二：根据参数的类型，进行分类。例如，对于同一设备LNG汽车槽车储罐的多个温度、压强、流量等参数，根据参数类型，将同类型参数进行聚类处理。
3-2)将划分后的有效数据，按照生产流程的时间和空间关系进行分布，生成标准数据格式。根据LNG加注现场的操作流程，和相关设备的空间分布，确定需要的参数数据以及参数数据格式。在LNG加注流程中的卸车流程中，牵涉设备有潜液泵、汽车槽车储罐、场站低温储罐等。由此可以确定当前流程所需的参数，基于时间线建立顺序数据格式，形成数据交互接口。
进一步，建立可视化映射的方法：根据聚类处理后的结果，对标准数据和可视化模型建立映射关系。数据经过聚类之后，同类型的数据有一个或多个可选择的图元可视化效果。例如与温度相关的参数，采用类温度计的图元展现方式；与压强有关的参数，采用仪表图元的展现方式等。由此建立参数数据与图元的映射方案，结合LNG加注流程模型型，生成各动态交互模块，达到有效数据可视化的目的。
进一步，步骤5)中所述在浏览器端进行显示和操作的步骤方法为：
5-1)前端可视化布局。将图元库和可视化展示部分按需求布置于前端界面之上，通常采用控制面板与主控界面的模式。控制面板，主要负责LNG加注流程当前界面的操作按钮的设置，控制当前界面图元的运动。例如，卸车流程控制面板，主要负责卸车流程中，汽车槽车储罐、潜液泵、加注管道等设备的参数和相应操作的显示。主控界面，则是负责整个LNG加注流程的宏观信息的展示与操作。
5-2)通过JavaScript和Ajax技术，驱动由步骤3-2)所述的动态交互模块，在浏览器端进行数据到图形以至于到流程的可视化展视。
Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方案设计主要分为三层体系：后台数据处理层、中间可视化映射层、前端显示操作层。层次化的设计方案，能够确保数据流动过程中，各层次的分工、协作，最后达到流程可视化重现的功能。后台数据处理层，主要进行数据的挖掘和加工，为中间可视化映射层提供标准化的数据格式。中间可视化映射层，则主要负责各参数数据的可视化展现方案，包括多数据单视图模型和单数据的多视图模型。前端显示操作层则负责将后台数据处理层和中间可视化映射层的可视化方案进行直观显示，并为用户提供操作界面。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Web环境下基于工业现场数据的流程重现可视化方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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