【摘 要】
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铝电解槽电化学反应复杂,是一个大滞后、非线性、多变量、时变的复杂系统。铝电解槽设备运行维护复杂,需要历史运行数据和现场操作相结合,目前,电解槽部分数据依赖人工测量,手工纸质记录,效率低、质量差;大量历史数据存于远程计算机,现场操作利用历史数据交互难。因此,为了实现电解槽精细化管理,减少技术人员操作失误,基于虚拟现实技术开发铝电解槽现场设备辅助管理具有重要的应用价值。本文基于混合现实（MR）、槽号识
【基金项目】
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国家重点研发计划《区域集聚有色冶金产业智能生产管控与供应链系统开发及示范（2020YFB1713603）》；
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铝电解槽电化学反应复杂,是一个大滞后、非线性、多变量、时变的复杂系统。铝电解槽设备运行维护复杂,需要历史运行数据和现场操作相结合,目前,电解槽部分数据依赖人工测量,手工纸质记录,效率低、质量差;大量历史数据存于远程计算机,现场操作利用历史数据交互难。因此,为了实现电解槽精细化管理,减少技术人员操作失误,基于虚拟现实技术开发铝电解槽现场设备辅助管理具有重要的应用价值。本文基于混合现实（MR）、槽号识别及槽况分类等关键技术,开发了铝电解槽设备辅助管理系统。论文的主要研究内容包括:（1）分析了电解槽维护现状和MR技术应用前景,基于电解槽的整体结构、工艺原理以及电解槽维护过程中的主要难题,对电解槽现场维护需求进行分析,提出了基于MR的铝电解槽设备辅助管理系统的技术方案。（2）面向现场电解槽数据实时交互需求,采用识别喷漆槽号数字的方式获取其数据并虚拟呈现。针对槽号的识别问题,设计基于卷积神经网络的槽号数字识别模型,提出了基于YOLOv5的槽号牌定位方法、基于U-Net槽号牌数字分割模型、基于卷积网络的槽号数字识别模型。（3）针对电解槽的维护需求,基于历史数据提出了改进的模糊C均值（FCM）算法对槽况进行快速分类,为现场人员提供操作的快速决策支持。（4）完成了基于混合现实的铝电解槽设备辅助管理系统的开发,对电解槽现场数据交互、槽号识别、槽况分类、手势交互等技术进行了验证。
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