数据和知识融合驱动的智能过程系统工程研究进展

智能过程系统工程教育部工程研究中心建设十余年来,开展了一系列卓有成效的基于数据和知识融合驱动的智能化过程系统工程（PSE）科学研究、技术创新和工程应用。本文重点介绍过程工业节能减排降耗和安全运行相关的关键技术——建模与优化、报警管理与故障诊断以及能效分析与评价三大应用的研究进展,最后结合大数据、云计算、工业4.0、智能制造、人工智能等技术展望了PSE的未来发展方向。     

基于极限学习的过程神经网络研究及化工应用

针对过程神经网络在化工过程建模中学习速度慢、易陷入局部极值等问题,借鉴极限学习机算法训练网络参数的思想,提出了一种新型的基于极限学习的过程神经网络(EL-PNN).ELPNN网络以过程神经网络的方式得到隐含层的输出后,不再使用梯度下降法进行参数调整,而是根据极限学习机算法通过广义逆直接求解输出权值.同时,为了进一步提高网络的泛化性能,考虑结构风险,在EL-PNN网络中加入风险比例参数.以高密度聚乙烯装置进行验证,结果表明,该网络具有学习速度快、建模精度高的特点,为过程神经网络在复杂化工生产中的应用提供了新思路.     

基于层次分析的长短记忆网络(AHP-LSTM)的食品安全网络舆情预警模型

随着互联网技术的迅猛发展,网络已成为社会舆情的重要阵地,而网络舆情是食品风险预警的一个方向。传统舆情预警模型在指标体系的基础上结合反向传播神经网络（back propagation neural network,BP）等神经网络模型进行分析,存在运行不稳定、预测精度不高等问题。为了解决这些问题,采用具有较高预测精度的长短记忆（long short-term memory,LSTM）网络算法,在网络事件指标体系的基础上引入层次分析法（analytic hierarchy process,AHP）并融合食品安全事件指标数据,将融合结果作为LSTM的期望输出,以建立更为稳定、精度更高的风险预警模型AHP-LSTM。实验结果表明,与传统模型相比,AHP-LSTM对于事件指标数据具有较强的处理能力和较高的预警精度。因此构建基于AHP-LSTM的食品安全事件预警方法,可为相关部门有效防范和管理食品安全网络事件提供一定的理论依据和数据支撑。