跨区域实时监测与预警的制造业安全系统的制作方法

本发明涉及蓄电池制造监测，具体为跨区域实时监测与预警的制造业安全系统。

背景技术：

1、蓄电池作为一种重要的能源存储装置，广泛应用于电动汽车、可再生能源等领域。然而，蓄电池制造涉及多个制造环节，受到跨区域和跨时区因素的影响，这加大了生产过程中的安全隐患和风险。为解决这一问题，跨区域实时监测与预警的制造业安全系统应运而生。

2、蓄电池制造过程涉及多个制造环节，如电极涂布、电池组装等，而这些环节往往在不同地区或时区完成。不同地区的气候、温度、湿度等环境差异，可能导致制造参数变化，进而影响生产质量和安全性。电极涂布制造过程中的不均匀涂布、材料气体泄漏等问题可能导致电池短路、漏液等安全隐患。而多地区制造导致难以及时监测和处理这些问题，加大了生产安全风险。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了跨区域实时监测与预警的制造业安全系统，通过实时监测不同地区的环境数据，系统能够迅速捕捉潜在的生产风险和问题。这种迅速的风险识别使得制造企业能够在问题出现之前采取预防和纠正措施，从而避免了可能导致质量问题或安全隐患的情况发生。通过建立地理模型和可视化界面，系统为管理人员提供了一个直观的方式来了解不同地区的环境状况和警报信息。这种信息的可视化帮助管理人员迅速识别重点区域，并更好地规划资源以应对潜在的风险。此外，系统中的数据分析模块，通过建立环境关联模型，揭示了地区环境特点和制造工艺参数之间的关联性。这为制造过程的优化和参数调整提供了数据支持，进一步提升了生产效率和产品品质。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：跨区域实时监测与预警的制造业安全系统，包括部署模块、数据采集模块、分析模块、预警模块和建立跨区域地理模型模块；

5、所述部署模块用于在若干个跨区域现场布置传感器组，用于实时监测若干个跨区域现场的环境数据；

6、所述数据采集模块用于收集若干个区域现场的环境数据，建立地区环境特点数据库；

7、所分析模块，用于基于跨区域中不同地区的气候、温度和湿度环境因素，并关联地区环境特点数据库，建立蓄电池制造涂布工艺的模拟模型，模拟不同环境因素下的制造效果，并分析计算获得：温湿度系数wsd、气体浓度系数qt、静电电荷系数jdx、振动系数zdx和露点温度系数ldx；

8、并将温湿度系数wsd、气体浓度系数qt、静电电荷系数jdx、振动系数zdx和露点温度系数ldx进行拟合，获得实时环境稳定系数wdx，所述实时环境稳定系数wdx通过以下公式计算获得：

9、

10、式中，e1、e2、e3、e4和e5分别表示为温湿度系数wsd、气体浓度系数qt、静电电荷系数jdx、振动系数zdx和露点温度系数ldx的权重值，且0.15<e1<0.55，0.35<e2<0.55，0.25<e3<0.35，0.15<e4<0.35，0.15<e5<0.35，且e1+e2+e3+e4+e5≥1.0，c1为修正常数；

11、所述预警模块用于接收实时环境稳定系数wdx，对实时环境稳定系数wdx比较阈值处理，获得警报信息jbxx；

12、建立跨区域地理模型模块用于建立地理信息区域模型，通过地图界面显示不同区域的实时环境稳定系数wdx和警报信息jbxx的信息，可视化的多区域监控。

13、优选的，所述部署模块包括区域方案布置单元和传感器网络搭建单元；

14、所述区域方案布置单元用于根据若干个监测点的分布和涂布区域的特点，制定传感器的布置方案，包括在涂布设备周围、室内外不同位置布置传感器组，所述传感器组包括温湿度传感器、气压传感器、气体浓度传感器、粉尘传感器、静电传感器、振动传感器和地理位置传感器；

15、所述传感器网络搭建单元用于针对无线传感器，建立稳定的传感器网络，确保传感器数据传输至数据采集模块。

16、优选的，所述分析模块包括实时数据处理单元；所述实时数据处理单元用于收集和整理不同地区的环境数据，并关联地区环境特点数据库的信息，对收集到的环境数据进行清洗、标准和格式化。

17、优选的，所述分析模块还包括建立环境关联模型单元，所述建立环境关联模型单元用于建立蓄电池制造涂布工艺的模拟模型，分析地区环境特点和制造工艺参数之间的关联性，包括温度对涂布速度的影响，计算获得第一影响因子r1，湿度对涂布质量影响，计算获得第二影响因子r2，不同气体浓度对电极材料的影响，计算获得第三影响因子r3，静电电荷对涂布均匀性的影响，计算获得第四影响因子r4，振动对涂布厚度的影响，计算获得第五影响因子r5，露点温度对涂布粘附性的影响，计算获得第六影响因子r6；

18、所述第一影响因子r1、第二影响因子r2、第三影响因子r3、第四影响因子r4、第五影响因子r5和第六影响因子r6通过以下公式计算获得：

19、y1＝β0+r1*x+ε

20、y2＝β0+r2*sd+ε

21、y3＝β0+r3*qtnd+ε

22、y4＝β0+r4*jd+ε

23、y5＝β0+r5*zd+ε

24、y6＝β0+r6*lw+ε

25、公式的意义为，y1表示因变量，即涂布速度值，x表示自变量，即温度值，利用多元回归分析公式，β0表示为线性回归模型的截距，表示当自变量x为零时，因变量涂布速度y1的估计值，第一影响因子r1为温度的回归系数，计算r1的值，衡量温度对涂布速度y1的影响程度，ε表示为误差值，即实际观测值与模型预测值之间的差异；

26、y3表示为因变量，即电极材料质量密度值，qtnd表示自变量，即气体浓度值，利用多元回归分析公式，β0表示为线性回归模型的截距，表示当自变量qtnd为零时，因变量电极材料质量密度值y3的估计值，第三影响因子r3为气体浓度值的回归系数，计算r3的值，衡量气体浓度值对电极材料质量密度值y3的影响程度；

27、y4表示为因变量，即涂布均匀值，jd表示自变量，即静电电荷值，利用多元回归分析公式，β0表示为线性回归模型的截距，表示当自变量jd为零时，因变量涂布均匀之y4的估计值，第四影响因子r4为静电电荷值的回归系数，计算r4的值，衡量静电电荷值对涂布均匀值y4的影响程度；

28、y5表示为因变量，即涂布厚度值，zd表示自变量，即干扰振动值，利用多元回归分析公式，β0表示为线性回归模型的截距，表示当自变量zd为零时，因变量涂布厚度值y5的估计值，第五影响因子r5为振动值的回归系数，计算r5的值，衡量其他机器的干扰振动值对涂布厚度值y5的影响程度；

29、y6表示为因变量，即涂布黏附值，lw表示自变量，即露点温度值，利用多元回归分析公式，β0表示为线性回归模型的截距，表示当自变量lw为零时，因变量涂布黏附值y6的估计值，第六影响因子r6为露点温度值的回归系数，计算r6的值，衡量露点温度对涂布黏附值y6的影响程度。

30、优选的，所述分析模块还包括实时系数计算单元，所述实时系数计算单元用于依据第一影响因子r1、第二影响因子r2、第三影响因子r3、第四影响因子r4、第五影响因子r5和第六影响因子r6计算获得温湿度系数wsd、气体浓度系数qt、静电电荷系数jdx、振动系数zdx和露点温度系数ldx：

31、wsd＝r1*x′+r2*sd′

32、qt＝r3*qtnd′

33、jdx＝r4*jd′

34、zdx＝r4*jd′

35、ldx＝r5*lw′

36、式中，x′表示为实时温度值，sd′表示为实时湿度值，qtnd′表示为实时气体浓度值，jd′表示为实时静电电荷值，jd′表示为实时干扰振动值，lw′表示为实时露点温度值。

37、优选的，所述预警模块包括生成预警信息单元，所述生成预警信息单元用于接收实时环境稳定系数wdx，对实时环境稳定系数wdx比较阈值处理，获得警报信息jbxx，具体计算方式如下：

38、jbxx＝(wdx≥zxz&&wdx≤zxz)&&(t≥sjz)&&(wdx≥jdyz)

39、式中：用于将实时环境稳定系数wdx与预设的阈值进行对比，当实时环境稳定系数wdx为实际值，zxz为最小预设阈值，该数据由预警模块预设获取，最小预设阈值zxz代表触发报警信息wdx最小预设阈值，zdz为最大预设阈值，该数据由预警模块预设获取，最大阈值zdz代表触发警报信息jbxx最大预设阈值，t为实际实时环境稳定系数wdx变化的时间值，由数据采集模块采用计时器获取，时间值t代表wdx触发的时间，sjz为时间阈值，且sjz＝10min，时间阈值sjz代表触发报警信息jbxx的时间阈值；jdyz表示为静电浮动阈值；当实时环境稳定系数wdx超过静电浮动阈值jdyz时，则触发报警信息；

40、在获得报警信息ybjx后，由生成预警信息单元输出相对应的报警信息，并生成报警日志。

41、优选的，所述预警模块还包括用户通知单元和跟踪单元；

42、所述用户通知单元用于，若警报信息jbxx被触发，则通过多种方式通知用户，包括在建立跨区域地理模型中弹出提示，邮件通知和短信通知用户；

43、所述跟踪单元，用于设置处理时间阈值，设置在30min时，若持续30min不响应，则进行远程停机措施，同时停止制造涂布过程以确保安全。

44、优选的，所述建立跨区域地理模型模块包括地理信息数据获取单元和整合单元；

45、所述地理信息数据获取单元用于收集若干个不同区域的地理信息数据，包括经纬度和地图数据；

46、所述整合单元用于整合地理信息数据，创造地理信息数据库，用于在地图上显示各个区域。

47、优选的，所述建立跨区域地理模型模块包括可视化单元和用户交互单元；

48、所述可视化单元，使用地图可视化库，包括leaflet和googlemapsapi，在界面上展示地理信息和区域，并将实时环境稳定系数wdx以热力图方式在地图上显示，以区分不同区域的环境情况，并从预警模块生成的警报信息jbxx，在地图上标记出警报区域，并显示警报内容；

49、所述用户交互单元用于创造用户界面，让用户访问和查看地理信息，实时环境稳定系数wdx和警报信息jbxx，并提供交互式功能，包括地图缩放和点击区域获取详细信息。

50、(三)有益效果

51、本发明提供了跨区域实时监测与预警的制造业安全系统。具备以下有益效果：

52、(1)该跨区域实时监测与预警的制造业安全系统，该系统通过实时监测、数据分析和预警等手段，实现了多地区蓄电池制造涂布过程的安全性和效率的提升。通过对不同地区环境因素的综合考量，系统能够准确评估制造过程中的风险，及时发出预警，保障制造业的持续安全运行。这一创新技术有望在蓄电池制造领域引发积极影响，提高产品质量和工作效率，同时为行业可持续发展注入新动力。

53、(2)该跨区域实时监测与预警的制造业安全系统，通过实时监测，制造业管理者可以基于准确的环境数据做出决策。这有助于优化制造流程、调整参数，从而提高产品质量和生产效率。

54、(3)该跨区域实时监测与预警的制造业安全系统，系统中的预警模块能够通过多种方式通知用户，如弹出提示、邮件和短信通知，让相关人员能够及时响应潜在问题。此外，跟踪单元还能设置处理时间阈值，确保在30分钟内响应，进一步降低风险。

55、(4)该跨区域实时监测与预警的制造业安全系统，通过建立地理模型，系统能够将不同地区的环境数据和警报信息进行整合和可视化展示。这有助于管理人员从地理角度洞察全局，并更好地了解各个区域的风险状况。