一种Lyocell纤维生产设备异常检测方法及系统与流程

本技术涉及lyocell纤维生产，具体而言，涉及一种lyocell纤维生产设备异常检测方法及系统。

背景技术：

1、在lyocell纤维的生产工艺中，溶剂回收与循环回用是维持生产连续性、控制成本和保障产品质量的关键环节。典型的lyocell纤维生产线包括溶剂配制、纺丝、水洗、干燥和溶剂回收等多个工序，各工序的设备之间通过物料流动和控制信息构成复杂的关联关系。为了对这类异构设备群的运行状态进行有效监控和异常快速定位，现有技术通常采用设备链路关联的方法，通过实时采集各设备的温度、压力、流量、组分等状态参数，构建描述设备间物料流动关系的设备关联拓扑，并基于节点之间的状态传导规律来判断异常的发生与传播方向。

2、参照图3，在高回用比例的稳态连续生产模式下，回收段持续将使用过的溶剂经分离、换热和储存后，按照设定的比例回送到前端的溶剂配制设备，形成物料的闭环循环。常规的设备链路关联技术在实际应用中，往往将监控的重点放在从配制、纺丝到回收的前向物料链路上，而将反向的回用溶剂输送视为前向链路中的一个较为固定的输入条件，并未将其作为一条独立的、具有动态响应特性的反向闭环链路进行专门建模和持续量化分析。在回收塔分离效率稳定、换热工况波动较小的情况下，这种简化处理一般能够满足异常检测的基本要求。

3、然而，在实际长期运行中，回收塔分离效率可能因填料性能变化或操作条件偏移而出现幅度较小的持续下降，换热器的工作状态也可能发生微幅波动，这些变化会导致回用溶剂储罐及再输送管线中的溶剂品质出现缓慢且不易察觉的偏移，例如nmmo含量、水分含量或纯度的趋势性变化。由于储罐的容积缓冲作用以及再输送管线的物理传输延迟，这类品质偏移需要经过一段时间的混合和平滑后，才会到达前端的溶剂配制设备，并通过供料系统进一步向纺丝组件传导，最终表现为前端设备的供料流量波动、纺丝压力摆动或纤维成形稳定性下降。这一反向回用链路的影响具有跨工序、大延迟和隐蔽性强的特点，而现有技术中缺少对回收段至前端配制段反向闭环链路的针对性识别与量化，导致在收到前端设备的异常波动信息时，设备链路关联模型难以自动将波动与上游回收段的缓变偏移建立因果联系，容易直接将前端异常归因于配制设备本体的故障或纺丝系统的局部运行异常，造成异常源判定错位，进而影响排查效率和处理准确性。

4、针对上述问题，现有技术亟需改进。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种lyocell纤维生产设备异常检测方法及系统，具有提升异常源判定的准确性的优点。

2、本技术提供了一种lyocell纤维生产设备异常检测方法，技术方案如下：

3、包括：

4、在用于表示各生产设备间物料流动关系的设备关联拓扑中，构建一条从溶剂回收设备指向溶剂配制设备的反向物料链路；

5、获取反向物料链路起点处的回收溶剂的品质参数，并根据品质参数相对于预先确定的稳态品质基准，确定是否存在持续品质偏移以及品质偏移的偏移量；

6、当确定存在持续品质偏移时，根据偏移量和反向物料链路的传递特性，计算在未进行主动调节的情况下溶剂配制设备预期产生的预测被动状态响应；

7、获取溶剂配制设备的实际运行状态参数，确定相对于预设运行基准的实际状态偏差，并将实际状态偏差与预测被动状态响应进行比较，若实际状态偏差与预测被动状态响应相匹配，则将异常源判定为来自反向物料链路，否则判定为前端设备本体异常。

8、该方案使得能够通过构建反向物料链路并基于品质偏移预判被动响应，准确区分异常源来自反向链路还是前端设备本体，避免异常源误判。

9、进一步地，本技术还提出了，构建一条从溶剂回收设备指向溶剂配制设备的反向物料链路包括：

10、在设备关联拓扑中，确定溶剂回收设备的回用溶剂出口为反向物料链路的起点，确定回用溶剂储罐和再输送管线为反向物料链路的中间承接节点，确定溶剂配制设备的回用溶剂入口为反向物料链路的终点；

11、为反向物料链路设置用于与表示物料前向流动的工艺链路进行区分的链路方向标记。

12、该方案进一步使得反向物料链路的构建更加精确和具有操作性。

13、进一步地，本技术还提出了，确定是否存在持续品质偏移包括：

14、根据品质参数与稳态品质基准，确定偏移信息，偏移信息表征单个评估周期内品质参数相对于稳态品质基准的偏移程度；

15、在当前评估周期之前的预设时间窗口内，根据连续多个评估周期的偏移信息，确定窗口趋势参数，窗口趋势参数表征预设时间窗口内偏移变化趋势；

16、在窗口趋势参数满足预设趋势条件时，确认存在持续品质偏移。

17、该方案进一步提高了偏移识别的可靠性和稳定性。

18、进一步地，本技术还提出了，在确认存在持续品质偏移时，还包括：

19、根据持续品质偏移的偏移信息以及反向物料链路中储罐及再输送管线的缓冲特性，确定作用于溶剂配制设备入口的品质状态估计量，品质状态估计量用于表征经储罐和再输送管线缓冲后的实际偏移程度。

20、该方案进一步通过考虑储罐和管线的缓冲特性，得到更符合实际输入情况的品质状态估计量，从而提升被动响应预测精度。

21、进一步地，本技术还提出了，预测被动状态响应根据品质状态估计量和预先建立的偏移传递映射确定，偏移传递映射用于表征回用溶剂品质偏移与溶剂配制设备状态偏移之间的映射关系。

22、该方案进一步通过使用偏移传递映射确定预测被动状态响应，使得预测更准确可靠。

23、进一步地，本技术还提出了，方法还包括：

24、在检测到溶剂配制设备存在主动调节动作时，根据主动调节动作与由反向物料链路引起的输入状态变化之间的时间先后关系、主动调节动作的调节方向与预测被动状态响应的偏移方向之间的对应关系、以及执行主动调节动作后实际状态偏差相对于预测被动状态响应的残留偏差，判别主动调节动作是否属于补偿性调节；

25、在将实际状态偏差与预测被动状态响应进行比较时，当主动调节动作属于补偿性调节，将主动调节动作作为支持实际状态偏差与预测被动状态响应相匹配的判定依据，以在实际状态偏差与预测被动状态响应并非完全一致的情况下，仍将异常源判定为来自反向物料链路。

26、该方案进一步通过引入对主动调节动作的判别并作为匹配判定依据，提高了在存在主动调节时的异常源判定准确性。

27、进一步地，本技术还提出了，判别主动调节动作是否属于补偿性调节包括：

28、当时间先后关系、方向对应关系和残留偏差中的一部分支持补偿性调节、另一部分支持本体异常性调节时，进入复核时间窗，在复核时间窗内根据残留偏差的变化趋势确定主动调节动作是否属于补偿性调节；

29、和/或，

30、当根据持续品质偏移和反向物料链路的传递特性确定的输入偏移表征值高于第一阈值，且实际状态偏差低于第二阈值时，判定主动调节动作属于补偿性调节，并生成用于指示反向链路输入偏移已被补偿的链路预警信息。

31、该方案进一步通过提供多种补偿性调节判别机制，包括复核时间窗和阈值判断，增强了判定鲁棒性和自适应性。

32、进一步地，本技术还提出了，稳态品质基准，在生产处于稳定工况且产品质量合格时，根据品质参数统计确定；

33、并且在完成异常归因处理后确认品质参数发生长期劣化或恢复时，根据归因后稳定运行时段的品质参数统计更新。

34、该方案进一步通过明确稳态品质基准的确定和更新方式，保证了基准的时效性，提高持续偏移检测的准确性。

35、进一步地，本技术还提出了，还包括：

36、在异常源被判定为来自反向物料链路后，获取包含上游品质状态变化和/或前端运行状态变化的后续观测数据，并根据后续观测数据对判定结果进行验证，以更新对应异常模式的可信度信息；

37、对归因状态未能确定的事件，将事件对应的数据设置为隔离的标签状态，使数据不用于更新稳态品质基准和/或不作为用于构建异常样本库的标准异常样本。

38、该方案进一步通过后续观测数据验证和不可归因事件的标签隔离，提升了异常判定结果的可信度和系统学习的纯净度。

39、另外，本技术还提供了一种lyocell纤维生产设备异常检测系统，用于执行的方法，包括：

40、链路构建模块，用于在用于表示各生产设备间物料流动关系的设备关联拓扑中，构建一条从溶剂回收设备指向溶剂配制设备的反向物料链路；

41、偏移确认模块，用于获取反向物料链路起点处的回收溶剂的品质参数，并根据品质参数相对于预先确定的稳态品质基准，确定是否存在持续品质偏移以及品质偏移的偏移量；

42、预测响应计算模块，用于当确定存在持续品质偏移时，根据偏移量和反向物料链路的传递特性，计算在未进行主动调节的情况下溶剂配制设备预期产生的预测被动状态响应；

43、比较判定模块，用于获取溶剂配制设备的实际运行状态参数，确定相对于预设运行基准的实际状态偏差，并将实际状态偏差与预测被动状态响应进行比较，若实际状态偏差与预测被动状态响应相匹配，则将异常源判定为来自反向物料链路，否则判定为前端设备本体异常。

44、该方案使得能够通过模块化系统结构实现异常检测方法，便于集成和部署。

45、由上可知，本技术提供的一种lyocell纤维生产设备异常检测方法及系统，通过构建从溶剂回收到溶剂配制的反向物料链路，并检测回收溶剂品质的持续偏移来预判前端设备的被动状态响应，再将实际状态偏差与该预判响应进行匹配，从而将来自反向链路的缓变误差准确归因，避免将其误判为前端设备本体故障，提升了异常源定位的准确性，具有提升异常源判定的准确性的优点。