本發明涉及發酵生產管理,特別是一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺。
背景技術:
1、生產管理(production?management)對企業生產系統的設置和運行的各項管理工作的總稱,又稱生產控制;目前現代工廠生產管理過程已經逐步采用專業scada(supervisory?control?and?data?acquisition)系統,即數據采集與監視控制系統來進行自動控制管理。例如“cn?115061431?a一種基于信息化實現藥企紅霉素發酵過程的管控系統”公開了一種針對紅霉素的生產工藝過程高度集中的信息管理系統。其系統采用原始plc數據采集方式來管理生產工藝控制系統,統一協調控制生產過程的工藝、集成化生產運作,提高系統生產協調性和運行效率。
2、但這種基于scada的控制系統僅適用于單個生產車間的自動化控制,同時僅適用于生產工藝相對固定且簡單的產品,工藝控制與優化依賴于scada系統之外的人為經驗控制。然而目前國內大中型的制藥企業都不會只有一個生產車間,也不會只有一個產品。面對工藝發展和當今市場環境的要求,傳統的生產管理方式已很難達到。
3、發酵生產過程的關鍵在于微生物的培養,傳統控制參數如罐溫、通氣量、攪拌速度、罐壓并不能反應菌體真實代謝狀態,特別是以次級代謝產物為最終產品的生產。菌體代謝的關鍵控制參數為各類酶促反應的流向與速率集合,這些微觀世界的粒子難以直接控制,但我們能夠通過發酵過程中的碳源、氮源、磷源及生長因子的消耗,以及發酵尾氣中各類氣體的含量與消耗速率來間接判斷。而這類關鍵數據要么沒有合適的儀器進行采集,要么采集的信息以孤島形式存在,流程不暢通。各部門、各崗位花費大量人力物力保證生產流程,效率低下。
4、因此,本領域目前亟需針對發酵生產過程,開發高度集中的生產信息管理控制平臺,統一協調控制生產過程及輔助系統的的各項工藝,提高系統協調性和運行效率。并利用大數據對生物發酵過程進行更底層的ai分,形成生產過程中的偏差預警,并在專家系統的支持下對發酵工藝進行自主調控,穩定并提升發酵生產水平;因此,需要設計一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺來解決上述問題。
技術實現思路
1、本發明所要解決的技術問題是提供一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,該平臺旨在克服現有技術發酵過程中缺少統一的生產信息管理控制平臺,無法統一協調控制生產過程及輔助系統的各項工藝,容易影響生產的效率,且容易產生生產過程中偏差預警的問題,具有可為發酵生產全過程流程的自動化及工藝調整優化的可視化數據支撐的特點。
2、為實現上述技術目標,本發明所采用的技術方案是:
3、一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,包括數據采集系統、數據查詢系統、生產管理系統和數據分析系統;數據分析系統包括云服務器,云服務器內置數據分析程序,數據采集系統與云服務器通過數據接口通訊連接;數據查詢系統和生產管理系統與數據分析系統通訊連接。
4、優選地,數據采集系統包括:
5、在線傳感數據采集模塊,通用opc接口采集不同scada系統的實時數據;
6、離線檢測數據采集模塊,通過掃描儀器收集各個實驗室的檢測數據;
7、發酵尾氣數據采集模塊,通過質譜儀數據接口,采集發酵尾氣原始數據及的二次計算數據;
8、視覺信息采集模塊,對菌絲圖片進行智能視覺分析和數據標記。
9、優選地,視覺信息采集模塊內置圖像分析程序,通過采集電子顯微鏡拍攝的菌絲圖片進行圖像分析,并進行數據標記。
10、優選地,數據查詢系統包括:
11、數據總覽模塊,實時顯示不同車間的不同設備的實時工藝參數;
12、歷史曲線模塊,顯示工藝參數的歷史數據,自動調整顯示畫面的采用頻率。
13、優選地,生產管理系統包括:
14、批次管理模塊,統一管理同一發酵批次的所有相關信息并展示。
15、排產管理模塊,自動匯總各個車間的生產安排,并對沖突進行調整;
16、物料管理模塊,發酵培養基用物料追溯至對應發酵批次,對公用物料統一進行分配管理。
17、優選地,數據采集系統包括:
18、指標排行榜模塊,收集選定品種、選定指標的歷史排行榜,自動可視化展示;
19、報表模塊,收集工藝參數和生產結果的數據,用于個性化查詢;
20、數據對比分析模塊,對自定義不同發酵批次的過程數據進行對比分析與歷史最優批次進行對比分析;
21、分析控制模塊,形成培養過程的控制參數預置清單,對生產進行自動化控制。
22、優選地,指標排行榜模塊、報表模塊、數據對比分析模塊和分析控制模塊均通過接口數據分析程序鏈接獲取分析后的數據。
23、優選地,分析控制模塊與dcs生產管理系統通訊連接,控制自動化生產過程。
24、本發明的有益效果為:
25、1,本發明通過不同數據采集模塊,對生產工藝上相互關聯但又分散在不同系統中的信息進行收集,形成發酵大數據管控平臺;能在同一畫面、報表中集中得到不同車間、不同產品的實時生產情況。
26、2,本發明以批次管理為手段,實現生產全過程的無紙化和可追溯性。控制物料生產過程,減少物料損耗,提高生產效率。
27、3,本發明針對發酵生產過程的特點,收集更多菌體代謝隱藏的底層數據。通過各項數據對比分析,系統地把握生產狀況。通過生產過程的工藝、質量和設備信息可視化、數據智能化分析,真實反映生產工藝質量現狀。結合多尺度分析理論,利用大數據分析來規范調控風險,實時指導工藝人員調整,提高工藝優化效率。
1.一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于,包括數據采集系統、數據查詢系統、生產管理系統和數據分析系統;數據分析系統包括云服務器,云服務器內置數據分析程序,數據采集系統與云服務器通過數據接口通訊連接;數據查詢系統和生產管理系統與數據分析系統通訊連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:數據采集系統包括:
3.根據權利要求2所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:視覺信息采集模塊內置圖像分析程序,通過采集電子顯微鏡拍攝的菌絲圖片進行圖像分析,并進行數據標記。
4.根據權利要求1所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:數據查詢系統包括:
5.根據權利要求1所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:生產管理系統包括:
6.根據權利要求1所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:數據采集系統包括:
7.根據權利要求6所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:指標排行榜模塊、報表模塊、數據對比分析模塊和分析控制模塊均通過接口數據分析程序鏈接獲取分析后的數據。
8.根據權利要求6所述的一種基于大數據分析的發酵生產過程管控平臺,其特征在于:分析控制模塊與dcs生產管理系統通訊連接,控制自動化生產過程。