多維分析技術在鋁電解生產中的應用

盧慶禪

摘要：伴隨著鋁電解工藝信息化的應用發展，許多生產數據在企業中積累下來。怎么樣才能使這些資源發揮作用，在數據中找到新的有效信息，是鋁電解企業亟需解決的問題。本文通過對多維分析技術的應用分析，使其在鋁電解槽的生產數據中形成多維分析系統，促進鋁電解工藝穩健發展。

關鍵詞：鋁電解;多維分析技術;應用

引言：

信息化的深入為大量鋁電解的生產數據積累提供重要條件，鋁電解的生產數據資源怎樣才能深入利用，使數據庫資源變為知識儲備，使鋁電解工藝技術員以及生產管理員免受日常報表的煩擾，通過數據分析指導電解生產過程，找到決策依據，及時分析出電解槽的生產情況，發現病槽問題，這是目前鋁電解生產企業共同面臨的問題。鑒于多維分析技術在國內電解鋁行業運用起步晚，本文結合多維分析技術，探討多維分析系統在鋁電解槽企業生產數據中的應用。

1 多維分析技術概念闡述

從多維的角度對數據查詢、分析以及匯總，我們稱之為多維分析技術，多維數據模型是它的核心內容^【1】，其目標是為了把數據的多維特征完整描述分析出來，從而把能夠模擬實際情況的多維邏輯模型建立起來，在這該模型里，數據不會再根據實體及關系來組織，取而代之的是度量指標與維度。以下簡單說明幾個與多維分析技術相關的概念。

（1）解析維及維的層次關系

訪問與信息表達的根本途徑被稱為維，一般而言，它是數據識別的索引，也是數據分析與查詢的一個角度。我們把鋁電解生產數據分為時間維與組織維。依照不一樣的數據組織要求把維的層次關系建立起來，以求實現在不同層次上對數據進行聚合與分解。年份、季度、月份、周、日構成了鋁電解生產數據時間維的層次關系;分廠區、車間、工段區以及槽在組織維上構成了的層次關系。

（2）鉆取概念闡述

鉆取包含向上鉆取與向下鉆取。協助用戶深入分析詳情或者通過一個維度觀察數據稱為向下鉆取。反之，用相反的方法分析，被稱為向上鉆取。

（3）切片、旋轉概念闡述

切片與旋轉是在一個多維空間里對基本數據進行的分析動作^【2】。切片是指在多維眾組中選取某一維成員的動作。旋轉用來變更維的顯示方向，譬如行列交換后，旋轉可理解為觀察數據從不同角度出發，有利于找出潛在問題。旋轉應用在鋁電解生產數據上，能夠很好的對比出不同電解槽發生的工藝參數更變情況。

數據倉庫是多維分析技術的基準，數據倉庫處于維的重要部位，更是多維分析的重要查詢目標，故而，多維分析系統在鋁電解槽生產數據中建立時，首要任務是把數據倉庫與數據倉庫的維建立起來，通過系統的ETL就能實現。基于多維分析的維及層次復雜，在建模初期難以全部考量周全，因此可通過建立一個容易完成現實模式演變的建模工具和數據模型，以此支撐數據倉庫的完善，因而一個可用于支持模式變更的數據模型被提出來，這種模型能把數據立方體和復雜維模式相區別并使度量維度化，這種簡單好用的多維數據立方體模型在實際應用中能夠有效預防度量或是維路徑層次的增減造成的困擾，且運用效果良好。

2 系統設計與實現

考慮用戶使用便捷，系統是根據瀏覽器方式而進行設計，無縫對接企業控制系統網，這樣存在于控制系統里的生產數據就能實時圖形顯示。本系統的重點在于怎樣完成鋁電解的生產數據抽取，使組建的動態數據集市能實現多維分析的有效性，以此滿足鋁電解企業的生產數據在各種數據庫中的存放要求。基于以上原因，把系統運行的環境分為兩大部分：W eb服務器與數據庫的服務器。后臺管理程序以及前端展示程序是211 系統結構的兩大部分。VB是后臺管理程序的編程方法，系統管理員操作 C /S 結構，對系統進行初始化，對工藝參數進行定義，包括對分廠、車間、工段區、槽以及用戶管理等定義。前端展示的程序采用ASP開發、使用ETL進行數據抽取，把數據視圖模塊通過VB編程打包制成 A ctiveX多維分析的控件，使訪問速度提升。當收到用戶發來的分析指令時，多維分析控件在W eb服務器端的動作下啟動，并開始決策分析，分析結果輸送至客戶端，并且客戶端以圖表控件的方式將數據結果呈現^【3】。系統的元數據是通過Dassie數據庫的服務器使用 SQL Server數據庫保存好（保存將信息、電解槽信息與另外的系統元數據連接起來）。

國內很多鋁電解企業都在運用鋁電解生產數據多維分析系統，且運用范圍廣。但是在系統使用之前，系統使用部署與配置最先考慮的是：它否與鋁電解企業的具體情況相符合。舉個例子，如果企業使用的是某市鋁鎂設計院所設計的系統，那么依照這種控制系統特點，首先建立好 Dassie元數據庫的服務器，然后利用系統后臺的管理程序配置來連接信息、工藝參數的信息、本企業車間信息、工區信息以及槽信息，隨后啟動DassieW eb服務器，最后于局域網內的客戶機上啟動運行 IE 瀏覽器進入前端展示程序，開始執行生產數據統計分析。

3 分析鋁電解生產數據中多維分析系統運用

這些年來，多維分析系統在國內眾多鋁電解生產企業中運用良好，各個企業的工藝操作員工通過本系統的運用，再與鋁電解工藝理論相結合總結出眾多經驗并成功驗證，這些經驗與結論在有關企業電解槽方面起到重要作用，為提升電流效率以及節能減排有著巨大的推動作用。通過應用本系統的數據分析，并與工藝理論相結合，從而得出關于控制電解槽的有效信息，為電解工藝人員提供參考價值。

（1）側壁溫度與槽電壓

在某種程度上，電解槽的側壁溫度能反映出電解槽的散熱情況，如果槽側壁的溫度越低，說明電解槽的側面散熱量越少，這證明側部伸腿具有一定的厚度。如若電流的分布存在變化，那么水平電流也隨之減少，致使鋁液里含有電磁力減弱，鋁液出現運動緩慢的情況，電解槽的穩定性會隨之加強。倘若電壓擺的時間縮短，針振幅值就會減低，從而使極距降低，電解槽的槽電壓也會降低。

（2）分子比和槽電壓

降低過熱度能使爐幫溫度良好保持，還能穩定電流的分布。同樣，在鋁液中的水平電流變化微弱，則鋁液中的電磁力會保持恒定，從而電解槽的穩定性增加;分子比會跟隨電解槽的槽電壓減低且高電解溫度而增加，電解質的初晶點增多，就會使過熱度減低，電解槽的穩定性加強，并且還能降低槽電壓。

通過綜上所述的本系統應用可以得出：電解槽的側壁溫度、分子比以及鋁水平與電解槽的穩定性有著密切關系，對穩定性比較差的電解槽來講，可以通過調節電解槽的側壁溫度、分子比以及鋁水平使其穩定性增強;對穩定性強的電解槽來講，也可以通過調整電解槽的側壁溫度、分子比以及鋁水平實現降低降低槽電壓以及能耗的效果。

結束語：

通過在鋁電解槽控制統的生產數據中運用多維分析系統，順利在鋁電解企業控制系統中實現了無縫對接。用戶在局域網中用瀏覽器的方式能夠高效統計與分析企業鋁電解的生產數據。通過多年的系統運用經驗，也總結出了很多有助于鋁電解生產的結論，使眾多電解鋁企業能夠做到電解槽生產的科學管理，提高企業生產效率，有效延長槽的使用壽命。

參考文獻

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