工业制造 · Verified Case

盐化工行业:卤水制盐生产优化与质量追溯

面向储气库卤水净化处理、盐产品生产与深加工、副产物资源化利用、环境保护和节能减排场景,以 OntOS 六层本体架构统一承接卤水资源、生产工艺、设备状态、工艺参数、能源消耗、产品质量、环境排放和历史优化经验。

关联本体 储气库卤水制盐智能制造本体

案例背景

面向储气库卤水净化处理、盐产品生产与深加工、副产物资源化利用、环境保护和节能减排场景,以 OntOS 六层本体架构统一承接卤水资源、生产工艺、设备状态、工艺参数、能源消耗、产品质量、环境排放和历史优化经验。

案例描述

针对蒸发结晶能耗高、副产物利用不足、废水废渣排放压力大、人工巡检滞后和工艺参数依赖经验等问题,接入 DCS、PLC、传感器、智能仪表、质检仪器和边缘网关,形成秒级监控、AI 参数优化、24 小时能耗预测、预测维护和全链路质量追溯闭环,目标将综合能耗从 215 kgce/t 降至 ≤180 kgce/t、资源转化率提升至 ≥95%、优级品率提升至 ≥98%、自动化率提升至 ≥90%、异常响应时间压缩到 <5 分钟。

制盐工艺语义贯通

将卤水预处理、多效蒸发、结晶、固液分离、干燥包装和母液回收统一为可追溯的工艺链路。

AI 工艺与能耗优化

以深度学习、强化学习、遗传算法和 LSTM 时序预测支撑参数寻优、能耗预测和负荷调度。

质量与环保双闭环

把 GB/T 5462 质量指标、批次追溯、废水减排、废渣利用和排放达标纳入同一套规则与证据链。

项目案例

客户面对的问题

蒸发结晶环节能耗占比高,综合能耗长期维持在 215 kgce/t 左右。

卤水成分、工艺参数、设备状态和质检结果分散在 DCS、EMS、质检和台账中。

副产物综合利用不足,废水废渣排放与环保合规压力持续增加。

工艺参数优化依赖经验,异常响应约 30 分钟,难以满足连续生产要求。

项目案例

使用本体前后的变化

使用本体前使用本体后
温度、压力、流量、液位、浓度和真空度分散采集,异常靠人工巡检发现通过边缘网关按 1 秒频率接入并映射到工艺参数本体,异常检测延迟目标 <3 秒。
蒸发、结晶、干燥参数主要依赖经验设定以机理模型和 AI 模型联合优化参数,先经质量预验证再下发执行。
单位能耗、蒸汽消耗和电耗按报表事后分析按工序、产品、时间和设备分解能耗,提前 24 小时预测并生成节能建议。
成品不合格后只能人工追查原料和过程记录一批一码贯穿原料、预处理、蒸发参数、结晶控制、干燥温度和质检结果。
储气库卤水制盐智能制造闭环展示从设备采集、语义建模、智能优化、质量预验证到执行反馈和经验沉淀的生产闭环。
正在生成关系图…
储气库卤水制盐智能制造本体关系图展示卤水资源、工艺流程、参数、设备、能耗、质量、排放、智能能力和历史经验之间的核心关系。
正在生成关系图…
储气库卤水制盐智能制造时序图展示边缘采集、本体上下文、智能监控、优化计算、质量验证、控制执行和经验回流的时序关系。
正在生成关系图…
项目案例

本体域与业务的关联

核心业务对象是什么?

L1 核心业务本体

定义卤水资源、生产工艺、生产设备、能源消耗、盐产品、副产品、环境排放和工艺参数,形成制盐生产的统一知识底座。

设备数据如何进入本体?

L2 桥接本体

通过 Modbus RTU/TCP、OPC UA、PROFINET、EtherNet/IP、MQTT、HART 和 FOUNDATION Fieldbus 接入 DCS、PLC、智能仪表和质检仪器,并映射到温度、压力、流量、液位、蒸汽、电耗等标准语义。

智能能力如何编排?

L3 能力本体

将 SmartMonitoring、ProcessOptimization、EnergyManagement、PredictiveMaintenance 和 QualityTraceability 注册为可路由能力,支撑异常检测、参数优化、能耗预测、RUL 和根因分析。

实时场景如何判断?

L4 上下文本体

按生产模式、负荷水平、班次、季节、峰电标记、设备健康和工艺参数组织当前场景,例如四效蒸发、负荷 85.5%、真空度 -0.088MPa、卤水流量 125.5m3/h。

历史经验如何复用?

L5 记忆本体

把相似工况、初始状态、优化动作、结果、相似度和置信度沉淀为历史优化案例,当相似度 >0.8 时推荐复用。

质量与合规如何验收?

L6 质量本体

围绕 GB/T 5462、食用盐食品安全标准、能源管理、排放标准和企业规程,验证 NaCl、水分、水不溶物、白度、粒度、排放和响应时效。

项目案例

3 个应用场景

场景 1

多效蒸发能耗优化

客户问题

蒸汽消耗占总能耗 60%-70%,一效到四效温度、效间温差和末效真空度稍有偏离就会放大单位能耗。

本体做法

按一效 145-150 摄氏度、二效 125-130 摄氏度、三效 105-110 摄氏度、四效 75-85 摄氏度和效间温差 15-20 摄氏度建立规则,结合 AI 优化进料量、循环比、蒸汽量和负荷。

应用效果

支撑综合能耗降至 ≤180 kgce/t、蒸汽消耗降至 ≤1.2 t/t 产品、电耗降至 ≤25 kWh/t 产品。

输出内容
  • 能耗预测
  • 参数优化建议
  • 蒸汽负荷调度
场景 2

设备健康与预测维护

客户问题

蒸发器结垢、结晶器振动、离心机不平衡、泵类电流压力异常和阀门泄漏会造成非计划停机。

本体做法

采集振动、温度、电流、压力、运行时间和动作次数,计算健康评分、故障风险和剩余寿命,自动生成定期维护、状态维护或预测维护工单。

应用效果

减少非计划停机 50%,提升设备综合效率 OEE 至 ≥88%。

输出内容
  • 健康评分
  • RUL预测
  • 维护工单
场景 3

批次质量追溯与根因分析

客户问题

当 NaCl、水分、水不溶物、白度或粒度异常时,需要快速定位原料批次、蒸发参数、结晶控制和干燥温度。

本体做法

用一批一码串联原料入库、预处理、蒸发结晶、固液分离、干燥包装和成品检测,支持正向、反向和横向追溯。

应用效果

把质量追溯覆盖率提升到 100%,优级品率目标提升至 ≥98%。

输出内容
  • 追溯报告
  • 证据链
  • 根因分析
业务示意

典型闭环

当四效蒸发场景中卤水流量为 125.5m3/h、末效真空度为 -0.088MPa、产品 NaCl 纯度为 99.2% 时,系统先由边缘网关接入 DCS、EMS 和质检数据,再映射为卤水、工艺、设备、能耗和质量本体实例;若单位能耗接近 180 kgce/t 或温差偏离 15-20 摄氏度区间,智能监控触发工艺优化,L5 召回相似工况,L6 对优化参数做质量预验证后再下发控制指令,最终把节能效果、质量结果和排放数据沉淀为新案例。

项目案例

项目交付成果

业务交付物

  • 卤水资源、制盐工艺、设备、能耗、质量和环保本体
  • 卤水质量、蒸发温度、工艺参数、能耗、设备健康和产品质量规则集
  • 卤水预处理、多效蒸发、结晶、干燥和母液回收流程模板
  • 批次追溯、异常处置、环保合规和节能复盘规范

平台交付物

  • 边缘采集网关与工业协议标准化映射
  • 智能监控、工艺优化、能耗管理、预测维护和质量追溯能力
  • 时序数据库、图数据库、关系数据库和数据湖协同底座
  • 监控大屏、工艺优化系统、预测维护系统和质量追溯系统
项目案例

业务价值

更低能耗

通过多效蒸发参数优化与负荷调度,目标节能 16%-20%。

更高转化

把卤水净化、母液回收和副产利用纳入闭环,资源转化率目标 ≥95%。

质量更清

将物料、工艺、计划、批次、质检和交付记录串成可核查证据链,目标关键批次追溯覆盖率达到 100%,工艺/质检规则命中率达到 95% 以上,异常定位时间压缩到 15 分钟内,质量问题闭环率提升至 95% 以上。

更快响应

秒级采集和事件驱动告警将异常响应从 30 分钟压缩到 <5 分钟。

更绿生产

同步跟踪废水减排 30%、废渣利用率 ≥85% 和副产品利用率 ≥90%。

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