工业产品碳足迹在线监测方法、系统、设备和存储介质与流程

本发明涉及环保低碳，尤其涉及一种工业产品碳足迹在线监测方法、系统、设备和存储介质。

背景技术：

1、随着工业的快速发展，在工业生产过程中产生的碳排放对环境造成的污染现象愈发严重，针对此类现象，国家出台了一系列的碳排放标准，旨在提高人们的环保意识。目前，各行各业都在积极响应国家的号召，推进低碳化生产，但目前的工业低碳化生产技术仍存在诸多问题，在应用了mes（manufacturing execution system，生产制造管理系统）生产系统的工业产品生产线上，无法对批次产品碳足迹进行有效的实时监测，延后的数据不具备时效性；且对产品碳足迹的监测手段不够精准，无法精准获取批次产品的能源流数据和物料流数据，导致无法精准建模，计算准确合规的产品碳足迹结果；且企业碳足迹数据依赖于第三方碳足迹计算软件的人工录入，效率低的同时较易泄漏，威胁企业数据安全。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种工业产品碳足迹在线监测方法、系统、设备和存储介质，通过实时监测采集工业产品生产过程中各个生产单元的能源流数据和物料流数据，构建碳足迹计算模型，精确计算产品碳足迹数据，并设置碳足迹告警机制，实现精准的工业产品碳足迹监测，及时发现并解决工业产品生产过程中的碳排放问题，制定相应的减排措施，提高生产效率的同时提高环保效益。

2、本发明提出了一种工业产品碳足迹在线监测方法，所述方法包括：

3、预设采集时间段，基于mes生产系统和能源管理系统在采集时间段内采集产品生产过程中的能源流数据和物料流数据；

4、基于生命周期评价方法论构建产品碳足迹计算模型，将所述能源流数据和物料流数据输入至所述产品碳足迹计算模型进行计算处理，得出产品碳足迹数据；

5、将所述产品碳足迹数据上传至云平台进行数据分析，预设碳足迹告警阈值，基于所述碳足迹告警阈值判断所述产品碳足迹数据是否触发碳足迹告警机制，生成分析报告，并基于所述分析报告生成产品碳足迹管理指令；

6、基于情景模拟对比判断所述产品碳足迹管理指令的可靠性，当判断所述产品碳足迹管理指令的可靠性充足时，则基于产品碳足迹管理指令对产品生产过程进行碳足迹监测管理，并生成碳足迹监测管理记录。

7、进一步的，所述基于mes生产系统和能源管理系统在采集时间段内采集产品生产过程中的能源流数据和物料流数据包括：

8、向mes生产系统发送开始上料指令，并在能源管理系统中分别截取各个生产单元的电表读数初始值和燃气表读数初始值；

9、经过采集时间段后，向mes生产系统发送停止上料指令，并在能源管理系统中分别截取各个生产单元的电表读数最终值和燃气表读数最终值；

10、分析处理截取到的各个生产单元的电表读数初始值、电表读数最终值、燃气表读数初始值、燃气表读数最终值，获取在采集时间段内各个生产单元的电表读数差异值和燃气表读数差异值；

11、基于所述电表读数差异值和燃气表读数差异值获取采集时间段内各个生产单元的能源流数据。

12、进一步的，所述基于mes生产系统和能源管理系统在采集时间段内采集产品生产过程中的能源流数据和物料流数据还包括：

13、在mes生产系统中获取系统工单，并在所述系统工单中提取产品生产过程的物料清单；

14、基于所述物料清单获取产品生产过程中的原材料流量数据；

15、对采集时间段内各个生产单元生产的产品进行质检，获取合格产品流量数据、废弃产品流量数据，并通过空气采集装置获取温室气体排放流量数据；

16、分析处理所述原材料流量数据、合格产品流量数据、废弃产品流量数据、温室气体排放流量数据，获取采集时间段内各个生产单元的物料流数据。

17、进一步的，所述基于生命周期评价方法论构建产品碳足迹计算模型，将所述能源流数据和物料流数据输入至所述产品碳足迹计算模型进行计算处理，得出产品碳足迹数据包括：

18、将所述能源流数据和物料流数据输入至所述产品碳足迹计算模型进行计算处理，分别得出产品生产过程中的能源碳排放数据和物料碳排放数据，并将所述能源碳排放数据和物料碳排放数据进行合并得出产品生产过程中的产品碳足迹数据，计算公式包括：

19、；

20、式中，为产品碳足迹，为产品的物料碳排放，为产品的能源碳排放。

21、进一步的，所述能源碳排放数据的计算公式包括：

22、；

23、式中，为生产单元的产品的能源碳排放，为生产单元的碳排放系数，为生产单元待机状态的功率，为生产单元待机状态的运行时间，为生产单元空载状态的功率，为生产单元空载状态的运行时间，为生产单元负载状态的功率，为生产单元负载状态的运行时间，为生产单元生产周边的功率，为生产单元生产周边的运行时间。

24、进一步的，所述物料碳排放数据的计算公式包括：

25、；

26、式中，为产品的物料碳排放，为物料原材料回收率，为生产过程中第种物料的碳排放系数，为第种物料原材料回收过程的碳排放系数，为消耗第种物料的质量。

27、进一步的，所述将所述产品碳足迹数据上传至云平台进行数据分析，预设碳足迹告警阈值，基于所述碳足迹告警阈值判断所述产品碳足迹数据是否触发碳足迹告警机制，生成分析报告，并基于所述分析报告生成产品碳足迹管理指令包括：

28、将所述产品碳足迹数据上传到云平台，并基于国际碳足迹标准预设产品碳足迹告警阈值；

29、将所述产品碳足迹数据与所述产品碳足迹告警阈值的进行数值比较，若所述产品碳足迹数据的数值高于所述产品碳足迹告警阈值，则触发碳足迹告警机制，若所述产品碳足迹数据的数值不高于所述产品碳足迹告警阈值，则不触发碳足迹告警机制；

30、对所述产品碳足迹数据进行数据分析，结合所述碳足迹告警机制触发结果生成产品碳足迹数据分析报告，并基于所述产品碳足迹数据分析报告生成产品碳足迹管理指令。

31、本发明还提出了一种工业产品碳足迹在线监测系统，所述系统包括：

32、数据采集模块，所述数据采集模块用于预设采集时间段，基于mes生产系统和能源管理系统在采集时间段内采集产品生产过程中的能源流数据和物料流数据；

33、碳足迹数据计算模块，所述碳足迹数据计算模块用于基于生命周期评价方法论构建产品碳足迹计算模型，将所述能源流数据和物料流数据输入至所述产品碳足迹计算模型进行计算处理，得出产品碳足迹数据；

34、碳足迹数据分析模块，所述碳足迹数据分析模块用于将所述产品碳足迹数据上传至云平台进行数据分析，预设碳足迹告警阈值，基于所述碳足迹告警阈值判断所述产品碳足迹数据是否触发碳足迹告警机制，生成分析报告，并基于所述分析报告生成产品碳足迹管理指令；

35、管理模块，所述管理模块用于基于情景模拟对比判断所述产品碳足迹管理指令的可靠性，当判断所述产品碳足迹管理指令的可靠性充足时，则基于产品碳足迹管理指令对产品生产过程进行碳足迹监测管理，并生成碳足迹监测管理记录。

36、本发明还提出了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序用于实现上述的工业产品碳足迹在线监测方法的步骤。

37、本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的工业产品碳足迹在线监测方法的步骤。

38、本发明通过预设采集时间段，在mes生产系统和能源管理系统中实时监测并采集产品生产过程中的能源流数据和物料流数据，实现了产品碳足迹的实时监测，具备一定的时效性；基于生命周期评价方法论构建产品碳足迹计算模型，可实现精准建模，精确计算产品碳足迹数据，且不易造成泄漏；将产品碳足迹数据上传至云平台，便于操作人员进行远程监控管理；设置碳足迹告警机制，并预设碳足迹告警阈值，在产品碳足迹数据高于碳足迹告警阈值的情况下触发碳足迹告警机制，提高了生产过程的稳定性和安全性；基于情景模拟对比判断产品碳足迹管理指令的可靠性，可进一步保证生产过程的安全性，生成碳足迹监测管理记录，实现了对产品生产过程中碳排放情况的全面监测和管理，及时发现并解决产品生产过程中的碳排放问题，制定相应的减排措施，提高生产效率的同时提高环保效益。