一种基于工业大数据的化学品库存管理系统的制作方法

本发明涉及智能仓储，具体为一种基于工业大数据的化学品库存管理系统。

背景技术：

1、化学品仓储管理涉及工业物联网感知技术、仓库管理系统、自动化立体库与自动导引车、大数据流处理框架以及图数据库技术等公知技术要素，分别用于实现仓储环境数据的采集、库位业务流程的管理以及货物的自动化搬运与存取；

2、现有与本发明最接近的技术方案为环境监测系统与仓库管理系统联动的化学品仓储管理方法，该方案按照国家标准预先划定化学品的存储分区，对不同类别化学品设置固定的物理隔离间距，在仓库内部署温湿度传感器与气体浓度检测仪，按照固定周期采集环境参数并上传至环境监测系统，环境监测系统对采集数据设置单一阈值报警规则，当某一监测点位的数值超过预设阈值时触发声光报警，仓库管理系统按照化学品的分区规则与批次信息，采用先进先出原则进行出入库调度，入库后不再根据环境变化进行动态调整，报警触发后由现场管理人员根据经验判断并人工决策是否转移化学品；

3、上述方案中，仓库管理系统与环境监测系统在数据层面相对独立，环境监测仅作为报警工具存在，其风险评估逻辑局限于单点、单一阈值的静态判断，不具备对多化学品交互反应风险的建模与推演能力，库位调度也不随环境风险动态调整，由此导致该方案难以感知局部微环境突变引发的叠加性风险累积效应，难以在风险实际发生前对多化学品组合场景下的隐性级联反应风险进行识别，且库位调度规则与环境风险状态相互独立，只能在报警触发后依赖人工经验进行事后处置，响应存在明显的时间滞后，为此，我们提出一种基于工业大数据的化学品库存管理系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于工业大数据的化学品库存管理系统。

2、本发明要解决的技术问题是：现有化学品仓储管理系统仅依据化学品固有属性和静态贮存规则进行分区隔离与物理管控，无法感知和评估因局部微环境突变所引发的动态叠加风险，现有系统缺乏对多品类化学品混存场景下隐性级联反应链的推演能力，难以在风险发生前主动识别由多种化学品交互作用引发的次生风险，此外，现有预警机制基于单一阈值的被动触发方式，警报产生时风险事件往往已经发生，缺乏在风险累积初期主动重构库存布局的能力。

3、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，所述系统包括感知采集层、数据处理层、风险建模层、决策调度层和执行反馈层。

4、所述感知采集层包括温湿度传感器、气体浓度检测仪和振动传感器，用于采集仓储空间内多个货位点位的温度数据、气体浓度数据和振动强度数据。

5、所述数据处理层与所述感知采集层连接，用于对采集的数据进行时间戳对齐、缺失值插补和异常噪声滤除处理，形成统一时间粒度的结构化环境状态数据流。

6、所述风险建模层包括动态风险场构建模块和级联反应知识图谱推理模块，动态风险场构建模块与所述数据处理层连接，用于根据所述结构化环境状态数据流识别风险源点位，计算各风险源点位的风险强度系数，并结合风险扩散半径参数计算仓储空间内多个空间坐标点的风险场强度值，得到覆盖仓储空间的动态风险场，级联反应知识图谱推理模块与动态风险场构建模块连接，存储有以化学品和环境因子为节点、以化学品之间反应关系为边的化学反应知识图谱，用于在动态风险场的峰值强度达到预设临界阈值的预设比例时，提取风险峰值对应点位及其邻近货位存放的化学品清单，在化学反应知识图谱中检索候选反应路径，将候选反应路径的触发条件阈值与实测环境参数进行匹配，计算触发概率并汇总得到级联反应累积触发概率。

7、所述决策调度层包括基于强化学习的库存自适应调度模块，与级联反应知识图谱推理模块连接，用于将动态风险场的空间强度分布、级联反应累积触发概率和货位化学品占用状态编码为状态向量，通过深度q网络估计候选移库动作的价值，选择执行的移库动作，生成库存重构调度策略。

8、所述执行反馈层包括仓库管理系统的库位管理模块和自动导引车调度接口，与决策调度层连接，用于将库存重构调度策略转化为移库任务指令并下发至自动导引车执行，以及将执行结果反馈至数据处理层，形成从环境数据采集到主动库存重构的闭环控制。

9、采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

10、1.本发明通过融合多源异构实时感知数据构建三维动态风险场，实现对局部微环境突变引发的叠加风险的实时感知，将风险发现时机由事后报警提前至趋势累积阶段；

11、2.本发明通过引入化学反应知识图谱进行级联反应链推演，实现对多化学品组合场景下隐性次生风险的量化评估与提前预警；

12、3.本发明通过强化学习驱动的库存自适应调度机制，实现风险逼近临界点时的自动化主动移库，将库存管理模式由被动报警加人工处置升级为主动感知加自愈调度，缩短风险响应时间并降低事故发生概率。

1.一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，其特征在于，包括感知采集层、数据处理层、风险建模层、决策调度层和执行反馈层；

2.根据权利要求1所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，其特征在于：所述动态风险场构建模块在计算风险强度系数时，根据风险源点位的温度偏移量与预设温度偏移基准值的比值、气体浓度偏移量与预设气体浓度偏移基准值的比值以及振动强度实测值与预设振动强度基准值的比值，分别乘以预设的温度权重系数、气体浓度权重系数和振动权重系数后进行求和，得到该风险源点位的风险强度系数，所述温度权重系数、所述气体浓度权重系数和所述振动权重系数之和为1。

3.根据权利要求1所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，其特征在于：所述级联反应知识图谱推理模块在计算匹配成功的候选反应路径的触发概率时，根据该候选反应路径的历史基础触发概率，结合该候选反应路径对应的实测环境参数值与触发条件阈值的偏离程度进行修正计算，所述实测环境参数值超过所述触发条件阈值的幅度越大，修正得到的触发概率越高。

4.根据权利要求1所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，其特征在于：所述库存自适应调度模块的奖励函数根据执行移库动作后所述仓储空间的动态风险场峰值强度、执行移库动作产生的搬运成本以及执行移库动作后的级联反应累积触发概率进行计算，所述峰值强度越低、所述搬运成本越低、所述级联反应累积触发概率越低，对应的奖励值越高。

5.根据权利要求1所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，其特征在于：所述感知采集层还包括激光测距装置和rfid货位标签，所述激光测距装置用于采集货位对应的空间坐标信息，所述rfid货位标签用于记录货位存放化学品的身份信息，所述空间坐标信息和所述化学品身份信息用于支持所述级联反应知识图谱推理模块提取所述风险峰值对应点位邻近货位存放的化学品清单。

6.根据权利要求1所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理系统，其特征在于：所述执行反馈层还用于在自动导引车完成所述移库任务指令后，将移库后的货位占用信息反馈至所述数据处理层，供所述动态风险场构建模块在下一轮采集周期中更新所述动态风险场。

7.一种基于工业大数据的化学品库存管理方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理方法，其特征在于：计算各风险源点位的风险强度系数包括：根据风险源点位的温度偏移量与预设温度偏移基准值的比值、气体浓度偏移量与预设气体浓度偏移基准值的比值以及振动强度实测值与预设振动强度基准值的比值，分别乘以预设的温度权重系数、气体浓度权重系数和振动权重系数后进行求和，得到该风险源点位的风险强度系数，所述温度权重系数、所述气体浓度权重系数和所述振动权重系数之和为1。

9.根据权利要求7所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理方法，其特征在于：计算匹配成功的候选反应路径的触发概率包括：根据该候选反应路径的历史基础触发概率，结合该候选反应路径对应的实测环境参数值与触发条件阈值的偏离程度进行修正计算，所述实测环境参数值超过所述触发条件阈值的幅度越大，修正得到的触发概率越高。

10.根据权利要求7所述的一种基于工业大数据的化学品库存管理方法，其特征在于：所述深度q网络的价值估计根据奖励函数确定，所述奖励函数根据执行移库动作后所述仓储空间的动态风险场峰值强度、执行移库动作产生的搬运成本以及执行移库动作后的级联反应累积触发概率进行计算，所述峰值强度越低、所述搬运成本越低、所述级联反应累积触发概率越低，对应的奖励值越高。