鋼鐵廠智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

甄景燕 尹國(guó)強(qiáng)

【摘 要】介紹了鋼鐵廠智能質(zhì)量數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的分析處理數(shù)據(jù)的功能和用途；詳細(xì)敘述了智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法即如何實(shí)現(xiàn)采集生產(chǎn)過程中的所有數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，建立多維數(shù)據(jù)庫(kù)，使用戶可以多角度分析大量數(shù)據(jù)，等到有價(jià)值的寶貴分析結(jié)果，對(duì)提高鋼鐵廠的產(chǎn)品質(zhì)量具有指導(dǎo)意義；以及建立此系統(tǒng)涉及的相關(guān)理論知識(shí)，如OLAP，信息立方體，多維數(shù)據(jù)庫(kù)等。

【關(guān)鍵詞】OLAP 多維數(shù)據(jù)庫(kù) 信息立方體 靜態(tài)分析 動(dòng)態(tài)分析

1引言

面對(duì)日益嚴(yán)峻的鋼鐵形勢(shì)，只有質(zhì)量?jī)?yōu)良才能贏得市場(chǎng)。為了使在生產(chǎn)過程中，質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，建立了質(zhì)量智能分析系統(tǒng)，它離線分析大量生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)，從中得出提高質(zhì)量的寶貴參數(shù)值，來指導(dǎo)生產(chǎn)，使產(chǎn)品質(zhì)量大幅度提高。

2正文

2.1智能系統(tǒng)介紹

智能系統(tǒng)是一個(gè)采集現(xiàn)代鋼廠可得到的所有自動(dòng)化數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。它可以采集的數(shù)據(jù)很廣泛，如：一級(jí)，二級(jí)，已存在的數(shù)據(jù)庫(kù)，辦公應(yīng)用，文本文檔等。這個(gè)智能系統(tǒng)包含用于數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和可視化的不同工具。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化和分析是完全自動(dòng)的，所以操作者能直接查看其結(jié)果。智能系統(tǒng)是唯一的和強(qiáng)大的工具，可用于鋼鐵廠的數(shù)據(jù)分析，具有靈活性和定制用戶性。

2.2涉及的知識(shí)介紹

2.2.1 OLAP（Online Analytical Processing）介紹

開始介紹智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之前，先介紹一下OLAP的兩個(gè)流行的定義，OLAP（Online Analytical Processing）是在線分析過程的首字母。以下簡(jiǎn)稱OLAP。

OLAP（流行定義）：一個(gè)盒子里的無數(shù)電子數(shù)據(jù)表。這是我們能告訴從來不知道OLAP的人們的解釋。OLAP是基本的電子數(shù)據(jù)表工具，很強(qiáng)大的，靈活的，但是基本的目的是顯示電子數(shù)據(jù)表。OLAP的關(guān)鍵是操縱數(shù)據(jù)的不同視圖。每次你想用新方法看你的數(shù)據(jù)，不必再問你的技術(shù)人員。你的OLAP工具允許你很快很容易地從一個(gè)透視圖移到另一個(gè)。用OLAP你能從一個(gè)具體的透視圖查看你感興趣的數(shù)據(jù)。

OLAP（其他的流行定義）：特別的報(bào)告。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基于紙的報(bào)告顯示兩維的：例如x軸是日期，y軸時(shí)生產(chǎn)鋼的噸數(shù)。這就是全部。一個(gè)OLAP立方體添加了特殊的維-時(shí)間，顯示不同的物理區(qū)域或不同的產(chǎn)品。你能容易地在不同的透視圖之間移動(dòng)，就想一下什么你想分析，然后就點(diǎn)這個(gè)數(shù)據(jù)，你就能看見你需要的。

2.2.2立方體介紹

立方體-一個(gè)多維查看數(shù)據(jù)的方法，是用于查看數(shù)據(jù)的主要OLAP結(jié)構(gòu)。它和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)表是類似的。

2.2.3維的概念

維（定義1）用于觀察數(shù)據(jù)的透視圖維就是你想如何查看數(shù)據(jù)。在智能系統(tǒng)中，維可以由下列組成：爐號(hào)，日期，化學(xué)元素

維（定義2）表單中可以使用的行和列類別如果你想查看不同時(shí)期，產(chǎn)品有何不同，放不同產(chǎn)品在列，不同的時(shí)期放行。

在智能系統(tǒng)中，例如我們能選擇分析不同月份的不同鋼種，我們只需要X軸放鋼種，Y軸放時(shí)間。維是有基準(zhǔn)線的，是能夠向下向上拖拽的?？梢钥赐ㄓ玫男畔⒑驮敿?xì)信息。

這個(gè)數(shù)字叫做尺寸或者實(shí)際。在OLAP電子數(shù)據(jù)表中的數(shù)字被叫做尺寸。當(dāng)設(shè)定OLAP立方體，這些值也被叫做實(shí)際。典型的實(shí)際將是：設(shè)定的數(shù)據(jù)包的數(shù)值，最后訪問的日期。立方體將顯示這些數(shù)值。

2.3智能質(zhì)量系統(tǒng)的處理流程

主要處理流程：

（1）收集的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)收集和標(biāo)準(zhǔn)化。

（3）多維數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建和更新。

（4）客戶端的可視化數(shù)據(jù)界面，其中數(shù)據(jù)包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

2.3.1數(shù)據(jù)源

在現(xiàn)代化的鋼鐵廠，收集一系列的數(shù)據(jù)。例如：PLC，SCADA，其他應(yīng)用（如電子表格，文本文件，數(shù)據(jù)庫(kù)）。

2.3.2數(shù)據(jù)收集和標(biāo)準(zhǔn)化

智能系統(tǒng)從不同的數(shù)據(jù)源收集數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，這個(gè)進(jìn)程就是ETL。

在ETL進(jìn)程，從OLTP（Online Transaction Process在線事務(wù)處理）中把數(shù)據(jù)提取出來，把它轉(zhuǎn)化成和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)匹配的形式，然后把這些數(shù)據(jù)加載到這個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。這個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)也能導(dǎo)入非OLTP系統(tǒng)數(shù)據(jù)，例如文本文件，電子表格等，這些數(shù)據(jù)也可以被提取，轉(zhuǎn)化，加載。

新數(shù)據(jù)被定期地添加到數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，ETL不是一個(gè)一次性的事件。依據(jù)所處理事務(wù)的類型和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的目的，典型的時(shí)間可能是一個(gè)月，一周，一天，甚至是一小時(shí)。因?yàn)镋TL是一個(gè)完整的，不間斷的，循環(huán)的對(duì)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行處理。ETL必須是自動(dòng)的，可操作的過程。ETL也可以變化和優(yōu)化。

第二部分這些操作通過數(shù)據(jù)收集功能塊來執(zhí)行，數(shù)據(jù)收集功能塊是一個(gè)簡(jiǎn)單的工具，它能日常的從數(shù)據(jù)源中提取數(shù)據(jù)，它知道讀取哪個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。

2.3.3多維數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建和更新

一旦數(shù)據(jù)被收集和標(biāo)準(zhǔn)化，智能服務(wù)器就準(zhǔn)備好OLAP數(shù)據(jù)庫(kù)。第一次建立的信息立方體可能和之后建立的不一樣。第一次建立只需要將尺寸建立和移入數(shù)據(jù)。在下一次可能在此基礎(chǔ)上增加維度，還有新數(shù)據(jù)也被更新。

在圖中的第三部分，數(shù)據(jù)是由微軟的OLAP技術(shù)工具處理之后，很方便的存儲(chǔ)在多維數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.3.4在操作工工作站數(shù)據(jù)可視化

用戶可以通過兩種方式讀取數(shù)據(jù)：

一種方式是：使用簡(jiǎn)單的瀏覽器（例如：IE瀏覽器），可以快速直接的讀取數(shù)據(jù)。

第二種方式是：是根據(jù)用戶的需求，允許分析數(shù)據(jù)。這個(gè)工具是OLAP瀏覽器，它是一可以用戶界面友好，靈活訪問OLAP服務(wù)器立方體分析。

其他的工具像Excel一樣的電子表單，可以導(dǎo)入數(shù)據(jù)到立方體中。

這個(gè)工具用于數(shù)據(jù)可視化，可分析的數(shù)據(jù)是：打開IE可以在網(wǎng)頁(yè)上訪問數(shù)據(jù)；OLAP瀏覽器直接連接數(shù)據(jù)。

2.4智能服務(wù)器數(shù)據(jù)分析方法

智能系統(tǒng)用兩種方式可視化數(shù)據(jù)。

（1）靜態(tài)分析。用戶能快速，容易的，有效的訪問數(shù)據(jù)。

（2）動(dòng)態(tài)分析。用戶能自己建立視圖和透視圖，允許復(fù)雜的，靈活的訪問立方體。

3結(jié)語(yǔ)

質(zhì)量智能分析系統(tǒng)從投入使用以來，經(jīng)過一段時(shí)間地使用，分析已生產(chǎn)過的大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，得出了寶貴的經(jīng)驗(yàn)值，不斷優(yōu)化影響鑄坯質(zhì)量的工藝參數(shù)，使鑄坯的質(zhì)量不斷提高，使企業(yè)更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田燕翔.《現(xiàn)代連鑄新工藝新技術(shù)與鑄坯質(zhì)量控制》.