多维分析技术在铝电解生产中的应用

卢庆禅

摘要：伴随着铝电解工艺信息化的应用发展，许多生产数据在企业中积累下来。怎么样才能使这些资源发挥作用，在数据中找到新的有效信息，是铝电解企业亟需解决的问题。本文通过对多维分析技术的应用分析，使其在铝电解槽的生产数据中形成多维分析系统，促进铝电解工艺稳健发展。

关键词：铝电解;多维分析技术;应用

引言：

信息化的深入为大量铝电解的生产数据积累提供重要条件，铝电解的生产数据资源怎样才能深入利用，使数据库资源变为知识储备，使铝电解工艺技术员以及生产管理员免受日常报表的烦扰，通过数据分析指导电解生产过程，找到决策依据，及时分析出电解槽的生产情况，发现病槽问题，这是目前铝电解生产企业共同面临的问题。鉴于多维分析技术在国内电解铝行业运用起步晚，本文结合多维分析技术，探讨多维分析系统在铝电解槽企业生产数据中的应用。

1 多维分析技术概念阐述

从多维的角度对数据查询、分析以及汇总，我们称之为多维分析技术，多维数据模型是它的核心内容^【1】，其目标是为了把数据的多维特征完整描述分析出来，从而把能够模拟实际情况的多维逻辑模型建立起来，在这该模型里，数据不会再根据实体及关系来组织，取而代之的是度量指标与维度。以下简单说明几个与多维分析技术相关的概念。

（1）解析维及维的层次关系

访问与信息表达的根本途径被称为维，一般而言，它是数据识别的索引，也是数据分析与查询的一个角度。我们把铝电解生产数据分为时间维与组织维。依照不一样的数据组织要求把维的层次关系建立起来，以求实现在不同层次上对数据进行聚合与分解。年份、季度、月份、周、日构成了铝电解生产数据时间维的层次关系;分厂区、车间、工段区以及槽在组织维上构成了的层次关系。

（2）钻取概念阐述

钻取包含向上钻取与向下钻取。协助用户深入分析详情或者通过一个维度观察数据称为向下钻取。反之，用相反的方法分析，被称为向上钻取。

（3）切片、旋转概念阐述

切片与旋转是在一个多维空间里对基本数据进行的分析动作^【2】。切片是指在多维众组中选取某一维成员的动作。旋转用来变更维的显示方向，譬如行列交换后，旋转可理解为观察数据从不同角度出发，有利于找出潜在问题。旋转应用在铝电解生产数据上，能够很好的对比出不同电解槽发生的工艺参数更变情况。

数据仓库是多维分析技术的基准，数据仓库处于维的重要部位，更是多维分析的重要查询目标，故而，多维分析系统在铝电解槽生产数据中建立时，首要任务是把数据仓库与数据仓库的维建立起来，通过系统的ETL就能实现。基于多维分析的维及层次复杂，在建模初期难以全部考量周全，因此可通过建立一个容易完成现实模式演变的建模工具和数据模型，以此支撑数据仓库的完善，因而一个可用于支持模式变更的数据模型被提出来，这种模型能把数据立方体和复杂维模式相区别并使度量维度化，这种简单好用的多维数据立方体模型在实际应用中能够有效预防度量或是维路径层次的增减造成的困扰，且运用效果良好。

2 系统设计与实现

考虑用户使用便捷，系统是根据浏览器方式而进行设计，无缝对接企业控制系统网，这样存在于控制系统里的生产数据就能实时图形显示。本系统的重点在于怎样完成铝电解的生产数据抽取，使组建的动态数据集市能实现多维分析的有效性，以此满足铝电解企业的生产数据在各种数据库中的存放要求。基于以上原因，把系统运行的环境分为两大部分：W eb服务器与数据库的服务器。后台管理程序以及前端展示程序是211 系统结构的两大部分。VB是后台管理程序的编程方法，系统管理员操作 C /S 结构，对系统进行初始化，对工艺参数进行定义，包括对分厂、车间、工段区、槽以及用户管理等定义。前端展示的程序采用ASP开发、使用ETL进行数据抽取，把数据视图模块通过VB编程打包制成 A ctiveX多维分析的控件，使访问速度提升。当收到用户发来的分析指令时，多维分析控件在W eb服务器端的动作下启动，并开始决策分析，分析结果输送至客户端，并且客户端以图表控件的方式将数据结果呈现^【3】。系统的元数据是通过Dassie数据库的服务器使用 SQL Server数据库保存好（保存将信息、电解槽信息与另外的系统元数据连接起来）。

国内很多铝电解企业都在运用铝电解生产数据多维分析系统，且运用范围广。但是在系统使用之前，系统使用部署与配置最先考虑的是：它否与铝电解企业的具体情况相符合。举个例子，如果企业使用的是某市铝镁设计院所设计的系统，那么依照这种控制系统特点，首先建立好 Dassie元数据库的服务器，然后利用系统后台的管理程序配置来连接信息、工艺参数的信息、本企业车间信息、工区信息以及槽信息，随后启动DassieW eb服务器，最后于局域网内的客户机上启动运行 IE 浏览器进入前端展示程序，开始执行生产数据统计分析。

3 分析铝电解生产数据中多维分析系统运用

这些年来，多维分析系统在国内众多铝电解生产企业中运用良好，各个企业的工艺操作员工通过本系统的运用，再与铝电解工艺理论相结合总结出众多经验并成功验证，这些经验与结论在有关企业电解槽方面起到重要作用，为提升电流效率以及节能减排有着巨大的推动作用。通过应用本系统的数据分析，并与工艺理论相结合，从而得出关于控制电解槽的有效信息，为电解工艺人员提供参考价值。

（1）侧壁温度与槽电压

在某种程度上，电解槽的侧壁温度能反映出电解槽的散热情况，如果槽侧壁的温度越低，说明电解槽的侧面散热量越少，这证明侧部伸腿具有一定的厚度。如若电流的分布存在变化，那么水平电流也随之减少，致使铝液里含有电磁力减弱，铝液出现运动缓慢的情况，电解槽的稳定性会随之加强。倘若电压摆的时间缩短，针振幅值就会减低，从而使极距降低，电解槽的槽电压也会降低。

（2）分子比和槽电压

降低过热度能使炉帮温度良好保持，还能稳定电流的分布。同样，在铝液中的水平电流变化微弱，则铝液中的电磁力会保持恒定，从而电解槽的稳定性增加;分子比会跟随电解槽的槽电压减低且高电解温度而增加，电解质的初晶点增多，就会使过热度减低，电解槽的稳定性加强，并且还能降低槽电压。

通过综上所述的本系统应用可以得出：电解槽的侧壁温度、分子比以及铝水平与电解槽的稳定性有着密切关系，对稳定性比较差的电解槽来讲，可以通过调节电解槽的侧壁温度、分子比以及铝水平使其稳定性增强;对稳定性强的电解槽来讲，也可以通过调整电解槽的侧壁温度、分子比以及鋁水平实现降低降低槽电压以及能耗的效果。

结束语：

通过在铝电解槽控制统的生产数据中运用多维分析系统，顺利在铝电解企业控制系统中实现了无缝对接。用户在局域网中用浏览器的方式能够高效统计与分析企业铝电解的生产数据。通过多年的系统运用经验，也总结出了很多有助于铝电解生产的结论，使众多电解铝企业能够做到电解槽生产的科学管理，提高企业生产效率，有效延长槽的使用寿命。

参考文献

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