數據挖掘解決方案
概述 企業(yè)大量保存的歷史數據是企業(yè)的寶貴財富，是企業(yè)生產、經營狀況最忠實的反映，如何充分利用這些歷史數據，從中提取有用的信息，以便為生產經營提供決策是企業(yè)在信息化建設中迫切需要解決的問題。 ESP-DataMiner是浙江中控軟件技術有限公司自主開發(fā)的具有知識產權的新一代數據挖掘軟件，它采用先進的模塊化結構、高度伸縮的數據挖掘算法、豐富的數據挖掘模式可廣泛應用于流程、電信、零售、稅務等數據密集型企業(yè)中，用于幫助企業(yè)探索運行狀況，分析潛在的價值，提高企業(yè)的生產經營水平。 產品構成 ESP-DataMiner 由客戶器和服務器端組成，客戶端包含用戶界面、結果瀏覽器、調出工具、環(huán)境層API等組件。其中用戶界面為用戶提供一個圖形化的數據挖掘建模界面, 包括數據來源、預處理形式、所選模式、所用算法、結果形式等。客戶端與挖掘服務器的訪問通過環(huán)境層API進行。結果瀏覽器提供一個查看、分析挖掘結果的工具的集合, 它通過結果API訪問結果庫，調出工具可以將數據挖掘的結果從結果庫中倒出。環(huán)境層API定義了一些用戶可以訪問的控制挖掘服務器運行、挖掘結果保存、結果提取等功能的API。 服務端由處理庫、挖掘庫、挖掘內核、挖掘結果庫組成。其中處理庫負責數據的裝入、變換、預處理；挖掘庫針對具體任務, 定義挖掘模式、算法、預處理的集合，挖掘內核由挖掘的模式和算法組成, 根據用于定義的挖掘庫完成挖掘過程。挖掘結果庫是保存結果的地方。 系統(tǒng)特點 ESP-DataMiner提供豐富的挖掘模式，采用模塊化結構簡化數據挖掘流程，降低數據挖掘的門檻； 可視化的界面以及多種結果瀏覽方法便于用戶理解挖掘得到的結果； 內嵌ETL工具，支持SQL語言檢索數據以及支持預言模型標記語言PMML，具有較好的擴展性能； 挖掘建模過程采用一些泛化性能好，學習精度高的算法如SVM、EM、C4.5，有效提高系統(tǒng)的響應時間； 提供二次開發(fā)的編程接口，可以很方便地將ESP-DataMiner嵌入到實際 的應用中。 應用效果 操作指導 將隱含在歷史操作數據中的操作人員的操作經驗提取出來，用于指導生產，優(yōu)化操作，提高裝置運行效率。 指標監(jiān)控 根據當前的生產狀況，對操作參數給出實時的、合理的建議，達到提高產品質量的目的。 運行分析 通過考察各個變量與優(yōu)化目標之間錯綜復雜的關系，尋找出一組最佳的生產操作參數組合，揭示裝置運行的規(guī)律。  數據挖掘技術在冶金行業(yè)設計與應用 項目簡介 株洲冶煉集團有限公司位于湖南省株洲市清水塘工業(yè)區(qū)，是由株洲冶煉廠整體改組改制而成的國有獨資公司，始建于1956 年，是全國“一五”期間156 項重點建設工程之一，目前已發(fā)展成中國有色行業(yè)的國有大型企業(yè)，年生產硫酸18 萬噸，有色金屬36 萬余噸，其中鋅25 萬噸、鉛7 萬噸、銅1 萬噸，銷售收入32 億元，出口創(chuàng)匯1.6 億美元，鉛鋅出口占全國鉛鋅出口總量的20%，是我國主要的鉛鋅生產和出口基地和我國唯一鋅、鉛、銀三種產品均獲國際認可的企業(yè)。 針對鉛燒結煙氣WSA 制酸過程中的一些應用瓶頸，采用數據挖掘方法挖掘關鍵參數和質量指標之間的關聯(lián)，為生產人員提供了操作指導，提高了產品質量，帶來了直接的經濟效益。  WSA裝置的工藝流程圖 需求分析 由于不斷增加的煙氣處理量需求，株冶鉛燒結煙氣WSA 制酸過程煙氣凈化、預熱、冷凝工段均處于最大生產負荷甚至超負荷運轉，原始的設計參數不能滿足系統(tǒng)穩(wěn)定優(yōu)化運行的要求。企業(yè)迫切需要一種能夠根據生產操作歷史記錄分析系統(tǒng)在不同負荷工況下的操作特性進而尋找其優(yōu)化操作參數的手段。采用數據挖掘技術,通過對株冶鉛燒結煙氣WSA 制酸過程項目相關生產過程的歷史數據、實時數據及正常工況數據的預處理與數據挖掘建模，開發(fā)具有指定功能的計算機用戶界面軟件，實現在線或離線的數據分析處理平臺解決設備的負荷能力評價和操作參數優(yōu)化問題，同時為工藝人員掌握過程的控制機理并進一步提高生產管理水平提供一個良好的工作平臺。 系統(tǒng)建設 經過浙江中控軟件技術有限公司工程人員和本公司相關技術人員組成的項目組的共同努力：在2004年06月實時數據庫系統(tǒng)安裝完畢并開始積累生產歷史數據；2005年3月中控軟件提供了完整的數據挖掘軟件包，并進行了數據挖掘系統(tǒng)的用戶培訓與工程師培訓。數據挖掘為動力波洗滌器的過程變量提供可視化描述，在其關聯(lián)復雜程度有限情況下給出最高二次多項式的解析表達及參數估計。具體達到了如下目標： 提供WSA 制酸系統(tǒng)的熔鹽換熱器基于歷史數據的換熱能力評估參數，并提供可視化呈現。 提供酸霧控制器的優(yōu)化操作指導，從而根據實時操作工況優(yōu)化冷凝效果。在穩(wěn)定工況下通過優(yōu)化操作指導，使用后的平均尾氣酸霧檢測指標接近或超過近期操作的穩(wěn)態(tài)最好水平與平均水平的均值。 提供冷凝酸濃度與原料、相關過程參數的關聯(lián)分析并提供用戶界面呈現。 數據挖掘系統(tǒng)總體結構 上圖為該系統(tǒng)的總體結構，現場儀表測量數據被DCS采樣，并由實時數據庫通過OPC接口在線完成實時數據采集和存貯。用戶可按時間段或定義自動間隔將歷史數據按分析對象經穩(wěn)態(tài)化、離散化、合并處理后導入各自的關系樣本庫中；各定制的分析模塊在此基礎上完成數據分析并參考當前工況將結果呈現給用戶。 應用效果 |
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