石油化工建設(shè)中的計算機數(shù)據(jù)整合分析

鄭澤文

（廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院，廣東廣州511325）

在石油化工項目建設(shè)中，大部分情況下，工程建設(shè)時間較長，并且會受到外界影響的因素很多[1]。因此，在石油化工建設(shè)中需要很多專業(yè)人員，統(tǒng)一進行項目管理決策，根據(jù)實際問題提供解決措施[2]。并且由于其面對問題的不同，很難將前人經(jīng)驗運用于當前項目。一定程度上降低了建設(shè)效率[3]。然而，伴隨著信息化的應(yīng)用與進步，信息技術(shù)工具開始在石油化工建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。本文以石油化工建設(shè)中計算機數(shù)據(jù)整合分析為核心，將計算機信息化應(yīng)用于石油化工建設(shè)，設(shè)計完整、有效的數(shù)據(jù)整合方法。并且通過實驗，對該方法的效果進行論證，希望可以促進石油化工建設(shè)中的數(shù)據(jù)管理，提升建設(shè)效率。

1 石油化工建設(shè)中的計算機數(shù)據(jù)整合方法設(shè)計

以現(xiàn)代化計算機技術(shù)為核心的數(shù)據(jù)整合方法設(shè)計主要包括以下幾個部分：原始數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理、石油化工建設(shè)數(shù)據(jù)實時測量、實時測量數(shù)據(jù)處理、構(gòu)建數(shù)據(jù)軟測量模型、計算機數(shù)據(jù)集成，以及計算機數(shù)據(jù)整合結(jié)果展示。

1.1 原始數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理

首先要進行的是計算物料平衡，在這個過程中，要將項目中涉及的生產(chǎn)裝置、產(chǎn)品、油罐等數(shù)據(jù)進行采集，并將數(shù)據(jù)互相之間的關(guān)系進行計算。由于儀器精度和其他因素的影響，會導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)的誤差，從而影響最終數(shù)據(jù)整合的準確度。因此，在石油化工建設(shè)原始數(shù)據(jù)采集后，通過檢驗法和數(shù)字濾波法進行處理，完成數(shù)據(jù)校正工作。從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和預(yù)處理。

1.2 石油化工建設(shè)數(shù)據(jù)實時測量

在數(shù)據(jù)實時測量的過程中，由于人為原因、測量錯誤，往往會伴隨著一些大的誤差，以工藝流程中的某一部分為例，如圖1所示：其中A、B、C、D分別表示為四個節(jié)點，所代表的是相關(guān)生產(chǎn)裝置或者油罐等設(shè)備。實線箭頭S1～S6所代表的是物流，并且該物流具有測量值。虛線箭頭S7、S8表示的是缺數(shù)。其進料與出料的測量值是不平衡的。關(guān)于缺數(shù)S7、S8，可以根據(jù)質(zhì)量平衡等式進行計算，但是由于測量值的誤差，導(dǎo)致計算結(jié)果并不準確。以S4為例，原始測量值為30.6，以C節(jié)點為質(zhì)量平衡計算后，可得出：

圖1 測量值流圖

當以流程作為質(zhì)量平衡計算時，可以得出：

對于得到的三個值，應(yīng)該選用哪一種，可以利用統(tǒng)計的方式進行選擇。以統(tǒng)計學(xué)為依據(jù)，采用統(tǒng)計測試表明錯誤值X是以0為中心的正態(tài)分布，公式中X代表錯誤值，F(xiàn)(X)表示密度，其公式為：

1.3 實時測量數(shù)據(jù)處理

關(guān)于統(tǒng)計數(shù)據(jù)測試方法，主要包括以下兩個方面。一方面利用兩極統(tǒng)計測試方法，對于大誤差數(shù)據(jù)進行剔除。初始階段為全局的測試，確定存在大誤差數(shù)據(jù)的區(qū)域。第二階段就是測量測試，將造成誤差的儀表進行隔離，完成數(shù)據(jù)誤差的降低。另一方面，是串聯(lián)消除技術(shù)，在測量測試的結(jié)果進行誤差數(shù)據(jù)消除之后，對其余數(shù)據(jù)進行整合，并且重復(fù)上述過程，直到大誤差數(shù)據(jù)完全消失。

1.4 構(gòu)建數(shù)據(jù)軟測量模型

為了確保分析數(shù)據(jù)與實時測量數(shù)據(jù)之間保持著統(tǒng)一的頻率，利用統(tǒng)計回歸的手段，采用差值進行數(shù)據(jù)實時預(yù)測分析。對因頻率差產(chǎn)生的數(shù)據(jù)障礙進行清除。數(shù)據(jù)軟測量的強調(diào)重點，在于以預(yù)測變量為輔變量、主導(dǎo)變量為因變量的模型建造。以生產(chǎn)工藝和工程為基礎(chǔ)，明確一系列輔變量，通過逐步回歸方法選擇其中最優(yōu)的。最終以部分最小二乘法為依托，將模型建立完成。軟測量模型的建造完成，對于主導(dǎo)變量起到了預(yù)測作用。然而隨著模型使用時間的延長，往往預(yù)測精度有所降低，可以采用在線和連續(xù)建模的方式進行校正。將預(yù)測效果控制在標準誤差之內(nèi)。

1.5 計算機數(shù)據(jù)集成

計算機數(shù)據(jù)整合的完成，還包括一項重要工作，就是數(shù)據(jù)集成。數(shù)據(jù)集成的核心工作是ETL，也就是數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換、裝載的實現(xiàn)。在本文研究中，采用Microsoft SQL Server 2020 Integration Services(SSIS)作為工具，完成數(shù)據(jù)集成工作。在對代理服務(wù)完成調(diào)度之后，將擴展組件進行自定義設(shè)置，完成數(shù)據(jù)增t的提取工作。對數(shù)據(jù)集成過程的調(diào)度、監(jiān)控進行實現(xiàn)。數(shù)據(jù)集成的作用，除了將數(shù)據(jù)從平臺數(shù)據(jù)庫加載至主題數(shù)據(jù)庫外，還可以完成異構(gòu)數(shù)據(jù)源到主題數(shù)據(jù)庫，除此之外，還可以進行數(shù)據(jù)管理。選擇某一個平臺作為企業(yè)主題數(shù)據(jù)庫，滿足數(shù)據(jù)中心建設(shè)的需求，并且盡量使得平臺轉(zhuǎn)換簡單一些，從而加強數(shù)據(jù)集成中心的穩(wěn)定性。

1.6 數(shù)據(jù)整合結(jié)果展示

計算機數(shù)據(jù)整合方法建設(shè)完成后，對實時數(shù)據(jù)進行測量與處理，并且通過數(shù)據(jù)軟測量預(yù)測，確保實時測量數(shù)據(jù)與分析數(shù)據(jù)頻率一致。之后通過數(shù)據(jù)集成中心將數(shù)據(jù)整合結(jié)果，以表格形式展示出來。通過實際應(yīng)用于柴油初餾點的即時分析過程，得出計算結(jié)果及誤差分析，如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)整合結(jié)果誤差分析

根據(jù)表1實際應(yīng)用結(jié)果分析可以看出：通過數(shù)據(jù)整合得出數(shù)值結(jié)果與實際結(jié)果之間相比較，誤差保持在1%左右，在工藝誤差范圍內(nèi)，也就是說計算機數(shù)據(jù)整合結(jié)果有足夠的應(yīng)用效果。

2 實驗論證分析

為了確保本文提出數(shù)據(jù)整合方法在實際應(yīng)用中可以產(chǎn)生良好的效果，特進行實驗論證。為了保證實驗的科學(xué)性，選擇兩種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合方法，與本文所提出的計算機數(shù)據(jù)整合方法進行對比。實驗采用同一家煉油企業(yè)進行數(shù)據(jù)整合實驗，其企業(yè)數(shù)據(jù)較為繁雜，包括幾十套生產(chǎn)裝置、上百個油罐、以及上千條物流鏈路、還有各種儀表設(shè)備。首先，分別采用兩種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合方法，對于該企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行整合，并將整合數(shù)據(jù)的準確度進行記錄。將其與實際數(shù)據(jù)對比，計算其準確度。然后，采用本文所提出方法，預(yù)先將企業(yè)原始數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，隨后對該企業(yè)的實時數(shù)據(jù)進行測量與處理后，再通過數(shù)據(jù)軟測量模型進行預(yù)測，從而保證數(shù)據(jù)分析的實時性。最后通過數(shù)據(jù)集成中心，完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換等工作，最終依據(jù)形成的數(shù)據(jù)整合表格，計算整合數(shù)據(jù)的準確度。根據(jù)所得結(jié)論，本文所提出的數(shù)據(jù)整合方法其準確度遠遠高于傳統(tǒng)方法。在同樣的時間條件下，本文所提出方法從10s開始，其準確度就開始保持在90%以上，而且相當穩(wěn)定。而傳統(tǒng)方法1的準確度始終保持在60%左右。傳統(tǒng)方法2的準確度保持在80%左右。因此，我們可以了解到，在石油化工建設(shè)中，本文所設(shè)計的計算機數(shù)據(jù)整合方法，通過更為全面的考慮與設(shè)計，再加上算法與軟件的合理應(yīng)用，將企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)整合準確性提到最高，可以以此作為充分的依據(jù)，完成生產(chǎn)統(tǒng)計報表和平衡報表。該項數(shù)據(jù)整合方法可以有效提高項目管理水平，增強管理效率。數(shù)據(jù)實時的更新，以及數(shù)據(jù)軟測量模型的維護，都有利于數(shù)據(jù)準確度的最大提升，通過信息化獲得的數(shù)據(jù)整合，可以為企業(yè)發(fā)展提供更好的基礎(chǔ)。

通過本文的研究，促進了信息化在石油化工建設(shè)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)整合的自動化，使得企業(yè)分析統(tǒng)計人員的工作量得以降低。提高了數(shù)據(jù)整合的準確率，同時提升了工作效率。