專利名稱：一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多維數(shù)據(jù)在線統(tǒng)計(jì)建模方法，用于工業(yè)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析建模。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的不斷深入，工業(yè)企業(yè)節(jié)能壓力與日俱增。為達(dá)到國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)采取多種手段提高能源利用，減少能源放散，其中建立能耗統(tǒng)計(jì)決策系統(tǒng)能夠有效地對(duì)工業(yè)企業(yè)的能耗、單耗等重要指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，從而幫助管理者制定計(jì)劃，做出決策。能耗統(tǒng)計(jì)決策系統(tǒng)位于企業(yè)L3 (能源管控系統(tǒng))與L4 (ERP系統(tǒng))系統(tǒng)之間，需要與這兩個(gè)系統(tǒng)交互。企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模 與業(yè)務(wù)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，致使能耗數(shù)據(jù)量不斷膨脹，L3、L4系統(tǒng)邏輯也日益復(fù)雜。如何對(duì)大量能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)一、高效建模以及如何與L3、L4系統(tǒng)有效集成，已成為能耗統(tǒng)分析面臨的兩個(gè)主要難點(diǎn)?，F(xiàn)有的一些統(tǒng)計(jì)分析方法，主要存在以下問題
(1)分析角度單一，缺乏對(duì)多維分析的有效支持。企業(yè)分析人員需要從產(chǎn)量、能源、發(fā)生單元、時(shí)間等多個(gè)角度對(duì)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，現(xiàn)有方法往往只能提供固定角度的分析，而對(duì)這些角度的每一種組合都需要企業(yè)IT人員的開發(fā)支持。這樣一方面使企業(yè)IT人員負(fù)擔(dān)過大，另一方面也無法滿足能耗分析人員快速、高效的分析需求；
(2)與企業(yè)L3、L4之間的耦合度高。能耗分析需要從企業(yè)L3獲取能耗計(jì)量數(shù)據(jù)，從企業(yè)L4獲取產(chǎn)品產(chǎn)量計(jì)量數(shù)據(jù)。當(dāng)能耗計(jì)量對(duì)象或產(chǎn)量計(jì)量對(duì)象發(fā)生變動(dòng)時(shí)，現(xiàn)有方法往往需要企業(yè)IT人員開發(fā)支持以獲取更新的對(duì)象，這樣會(huì)影響統(tǒng)計(jì)分析的時(shí)效性進(jìn)而影響決策。本案涉及的名詞定義如下
多維分析對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度、多粒度的查詢、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)、展示等，支持分析需求的在線定制。多維數(shù)據(jù)模型也即數(shù)據(jù)立方體，將數(shù)據(jù)從多角度、多層次進(jìn)行描述，存儲(chǔ)。維度多維數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)某方面的屬性，具有層次結(jié)構(gòu)。企業(yè)L3 :包括工業(yè)企業(yè)能源管控系統(tǒng)(EMS)及制造執(zhí)行系統(tǒng)(MES)。本案中提及的能耗計(jì)量數(shù)據(jù)可來源于EMS或MES，視工業(yè)企業(yè)實(shí)際能耗數(shù)據(jù)接入方式而定。為敘述簡(jiǎn)便，本文統(tǒng)一以EMS作為能耗計(jì)量數(shù)據(jù)來源。企業(yè)L4 :企業(yè)ERP系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其提供了一種基于多維數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)技術(shù)，使企業(yè)分析人員能從多角度、高效、靈活地對(duì)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，包括以下步驟
(1)分別從企業(yè)能源管控系統(tǒng)中獲取能耗計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)象，從ERP系統(tǒng)獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)象,建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象；
(2)以能源、產(chǎn)品、發(fā)生單元和時(shí)間作為企業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)四個(gè)維度模型，分別建立企業(yè)能耗多維數(shù)據(jù)模型和企業(yè)產(chǎn)量多維數(shù)據(jù)模型；
(3)建立能源、產(chǎn)品、發(fā)生單元和時(shí)間維度模型的成員與對(duì)應(yīng)全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象的映射關(guān)系，完成能源管控系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)能源、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建模；
(4)通過各維度的在線更改以及通過全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象在線獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)維度和多維數(shù)據(jù)的在線維護(hù)、填充和更新。上述步驟(I)中，所述工業(yè)企業(yè)能耗多維數(shù)據(jù)的度量包括來源于能源管控系統(tǒng)的
能耗計(jì)量數(shù)據(jù)和ERP系統(tǒng)的產(chǎn)量計(jì)量數(shù)據(jù)，這些計(jì)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不同的維度信息，在建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象時(shí)，來源于各個(gè)系統(tǒng)的計(jì)量維度信息實(shí)現(xiàn)解耦。上述步驟(2)中，所述企業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括四個(gè)維度，分別是產(chǎn)品類型、能源介質(zhì)、生產(chǎn)單元和生產(chǎn)時(shí)間，包括兩類度量，分別是能源度量和產(chǎn)量度量。上述步驟(3)中，在維度模型的基礎(chǔ)上，全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象與對(duì)應(yīng)的維度成員關(guān)聯(lián)，以表示相關(guān)計(jì)量對(duì)象具有這個(gè)維度成員的維度屬性；若多個(gè)計(jì)量對(duì)象關(guān)聯(lián)同一個(gè)維度成員，按照輸入輸出方向進(jìn)行關(guān)聯(lián)并設(shè)定折算標(biāo)準(zhǔn)，從而將不同的能源介質(zhì)和產(chǎn)品統(tǒng)一起來作為多維模型的事實(shí)數(shù)據(jù)填入多維數(shù)據(jù)立方體中。上述步驟(4)的具體內(nèi)容是在全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象模型、維度模型、多維模型的基礎(chǔ)上，企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)在線地從對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中自動(dòng)提取出來，填入多維數(shù)據(jù)立方體中；同時(shí)在對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中的維度模型改變的情況下，多維數(shù)據(jù)立方體中的維度模型也同步更新。采用上述方案后，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)采用多維數(shù)據(jù)模型對(duì)能耗、產(chǎn)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，這樣數(shù)據(jù)自身便具備了多維的特性，有效地支持了對(duì)這些數(shù)據(jù)的多維分析。決策者可以根據(jù)自身需求，從不同角度、不同粒度在線定制查詢，并能迅速得到結(jié)果，整個(gè)過程中無需開發(fā)支持，快速而高效；
(2)采用映射模型對(duì)象的方式，實(shí)現(xiàn)了能耗統(tǒng)計(jì)決策系統(tǒng)與能源管控系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)之間的解耦，在保持編碼一致的前提下，減少了模型集成的復(fù)雜度和成本代價(jià)；
(3)采用維度在線更改和維度模型的成員關(guān)聯(lián)全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象的機(jī)制，使得多維數(shù)據(jù)模型可以在線進(jìn)行維度維護(hù)、模型維護(hù)、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)更新，提高了多維數(shù)據(jù)的時(shí)效性，同時(shí)也從另外一個(gè)角度提高了決策的時(shí)效性。


圖I是本發(fā)明所應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明中能源維度層次結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明中能耗多維數(shù)據(jù)模型示意 圖4是本發(fā)明中能耗計(jì)量對(duì)象與能耗多維數(shù)據(jù)模型映射關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其過程包括高效的獲取能耗、產(chǎn)量數(shù)據(jù)并統(tǒng)一管理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維建模以提供靈活的分析統(tǒng)計(jì)支持以及在線更新多維數(shù)據(jù)模型。多維數(shù)據(jù)模型主要由立方體(Cube)、維度(Dimension)及度量(Measure)這幾個(gè)要素構(gòu)成。維度構(gòu)成多維數(shù)據(jù)的邊，類似多維坐標(biāo)軸的某一維，它是數(shù)據(jù)某一方面的屬性。由于自然界中事物可以有多個(gè)屬性，故數(shù)據(jù)立方體可以有多個(gè)維度。例如對(duì)于能耗數(shù)據(jù)，時(shí)間可以是其一個(gè)維度，因?yàn)槟芎木哂袝r(shí)間屬性，它必然是發(fā)生在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)。同理，發(fā)生地點(diǎn)也可以是能耗的一個(gè)維度。度量相當(dāng)于多個(gè)維度交叉點(diǎn)在某個(gè)方面的取值，由于觀察事物的角度不唯一，故數(shù)據(jù)立方體可以有多個(gè)度量。例如對(duì)于能耗數(shù)據(jù)，決策者既要知道能源消耗的實(shí)物量，也要知道能源消耗的折標(biāo)量，或是能源消耗與上月的增減比等，這些數(shù)據(jù)便可以利用不同的度量來表示。通過多角度的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，管理者更容易做出正確的判斷。在確定了維度與度量后，數(shù)據(jù)立方體便已形成。維度構(gòu)成了數(shù)據(jù)立方體的邊，而度量
為立方體中每個(gè)單元的值。由此可見，多維數(shù)據(jù)內(nèi)在結(jié)構(gòu)決定其在數(shù)據(jù)多角度、多維度、不同層次的分析中有著先天性優(yōu)勢(shì)。多維數(shù)據(jù)分析是共享多維信息的、針對(duì)特定問題的聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)訪問與分析的快速軟件技術(shù)。它通過對(duì)信息多種可能的觀察形式進(jìn)行快速、穩(wěn)定和交互存取，允許管理者對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入觀察。多維數(shù)據(jù)分析專門設(shè)計(jì)用于支持復(fù)雜的分析操作，側(cè)重對(duì)決策人員和高層管理人員的決策支持。它可以根據(jù)要求快速、靈活地進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的復(fù)雜查詢，并以直觀易懂的形式將查詢結(jié)果提供給決策人員，以便他們準(zhǔn)確掌握企業(yè)狀況，制定正確的方案。近年來，多維數(shù)據(jù)分析已廣泛應(yīng)用于市場(chǎng)與銷售分析、電子商務(wù)分析、基于歷史數(shù)據(jù)的營(yíng)銷及預(yù)算等。這些應(yīng)用共同特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量較大、需要靈活的分析方式、需要多維度的查詢分析支持。工業(yè)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析也具有以上特點(diǎn)。除此之外，它還具有以下特性數(shù)據(jù)分布分散，需要從多個(gè)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)并統(tǒng)一集中管理形成計(jì)量；需要為多維模型與計(jì)量建立映射關(guān)系；能耗數(shù)據(jù)更新頻繁，多維數(shù)據(jù)模型需要隨之在線更新等。為滿足以上需求，本發(fā)明在完成數(shù)據(jù)接入并統(tǒng)一管理后，將數(shù)據(jù)的計(jì)量點(diǎn)與多維模型建立映射關(guān)系，并通過在線更新維護(hù)多維模型。如圖I所示，能耗數(shù)據(jù)分析平臺(tái)計(jì)算機(jī)服務(wù)器與工業(yè)企業(yè)能源管控系統(tǒng)、企業(yè)ERP系統(tǒng)計(jì)算機(jī)服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)相連接。本發(fā)明使用采用符合J2EE標(biāo)準(zhǔn)的B/S架構(gòu)，對(duì)于分布式應(yīng)用，系統(tǒng)安裝、修改和維護(hù)全在服務(wù)器端解決；用戶在使用系統(tǒng)時(shí)，僅僅需要一個(gè)瀏覽器就可運(yùn)行全部的模塊，真正達(dá)到了“零客戶端”的功能。整個(gè)方案主要包括建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象、建立多維數(shù)據(jù)模型以及建立數(shù)據(jù)計(jì)量點(diǎn)與多維數(shù)據(jù)模型之間的映射關(guān)系三部分內(nèi)容。一、建立全局統(tǒng)一的計(jì)量對(duì)象
系統(tǒng)中需要接入來源于L3的能耗計(jì)量數(shù)據(jù)以及L4的原料、產(chǎn)量、庫(kù)存等計(jì)量數(shù)據(jù)；此夕卜，系統(tǒng)中還有可能用到以其它方式接入的數(shù)據(jù)，多方式、多種類的數(shù)據(jù)源會(huì)造成系統(tǒng)數(shù)據(jù)引用的困難。為此，系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，用以將各數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)接入，并建立全局統(tǒng)一的計(jì)量對(duì)象及索引。原始的計(jì)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不同的維度信息(比如能耗計(jì)量數(shù)據(jù)一般和表計(jì)關(guān)聯(lián)，而產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)一般和車間關(guān)聯(lián))，在建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象時(shí)，來源于各個(gè)系統(tǒng)的計(jì)量維度信息進(jìn)行了解耦，也就是說全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象不考慮計(jì)量數(shù)據(jù)的維度信息，只考慮其數(shù)據(jù)值，這樣就可以把來源于其他系統(tǒng)的計(jì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來，從而完成了多系統(tǒng)計(jì)量數(shù)據(jù)向全局計(jì)量數(shù)據(jù)的集成。數(shù)據(jù)源只需實(shí)現(xiàn)這些接口，并作簡(jiǎn)單的配置，便能接入系統(tǒng)，供統(tǒng)計(jì)分析等應(yīng)用使用，系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)源包括數(shù)據(jù)庫(kù)、文件、網(wǎng)絡(luò)等。這些接口主要包括數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取、單點(diǎn)數(shù)據(jù)獲取、序列數(shù)據(jù)獲取等。數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取接口用于獲得全部的數(shù)據(jù)源點(diǎn)。例如對(duì)于能耗數(shù)據(jù)，在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)獲取接口時(shí)，便要將能源管控系統(tǒng)中采集的所有能源采集點(diǎn)返回。該接口用于為數(shù)據(jù)源建立全局統(tǒng)一的計(jì)量對(duì)象及索引。每個(gè)采集點(diǎn)都需包含表I所示的3個(gè)字段
表I
權(quán)利要求
1.一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其特征在于包括以下步驟 (1)分別從企業(yè)能源管控系統(tǒng)中獲取能耗計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)象，從ERP系統(tǒng)獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)象,建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象； (2)以能源、產(chǎn)品、發(fā)生單元和時(shí)間作為企業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)四個(gè)維度模型，分別建立企業(yè)能耗多維數(shù)據(jù)模型和企業(yè)產(chǎn)量多維數(shù)據(jù)模型； (3)建立能源、產(chǎn)品、發(fā)生單元和時(shí)間維度模型的成員與對(duì)應(yīng)全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象的映射關(guān)系，完成能源管控系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)能源、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建模； (4)通過各維度的在線更改以及通過全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象在線獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)維度和多維數(shù)據(jù)的在線維護(hù)、填充和更新。
2.如權(quán)利要求I所述的一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其特征在于所述步驟(I)中，所述工業(yè)企業(yè)能耗多維數(shù)據(jù)的度量包括來源于能源管控系統(tǒng)的能耗計(jì)量數(shù)據(jù)和ERP系統(tǒng)的產(chǎn)量計(jì)量數(shù)據(jù)，這些計(jì)量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)不同的維度信息，在建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象時(shí)，來源于各個(gè)系統(tǒng)的計(jì)量維度信息實(shí)現(xiàn)解耦。
3.如權(quán)利要求I所述的一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其特征在于所述步驟(2)中，所述企業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)包括四個(gè)維度，分別是產(chǎn)品類型、能源介質(zhì)、生產(chǎn)單元和生產(chǎn)時(shí)間，包括兩類度量，分別是能源度量和產(chǎn)量度量。
4.如權(quán)利要求I所述的一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其特征在于所述步驟(3)中，在維度模型的基礎(chǔ)上，全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象與對(duì)應(yīng)的維度成員關(guān)聯(lián)，以表示相關(guān)計(jì)量對(duì)象具有這個(gè)維度成員的維度屬性；若多個(gè)計(jì)量對(duì)象關(guān)聯(lián)同一個(gè)維度成員，按照輸入輸出方向進(jìn)行關(guān)聯(lián)并設(shè)定折算標(biāo)準(zhǔn)，從而將不同的能源介質(zhì)和產(chǎn)品統(tǒng)一起來作為多維模型的事實(shí)數(shù)據(jù)填入多維數(shù)據(jù)立方體中。
5.如權(quán)利要求I所述的一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，其特征在于所述步驟(4)的具體內(nèi)容是在全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象模型、維度模型、多維模型的基礎(chǔ)上，企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)在線地從對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中自動(dòng)提取出來，填入多維數(shù)據(jù)立方體中；同時(shí)在對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中的維度模型改變的情況下，多維數(shù)據(jù)立方體中的維度模型也同步更新。
全文摘要
本發(fā)明公開一種面向工業(yè)企業(yè)在線多維能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)建模方法，包括以下步驟分別從企業(yè)能源管控系統(tǒng)中獲取能耗計(jì)量數(shù)據(jù)對(duì)象，從ERP系統(tǒng)獲取產(chǎn)量數(shù)據(jù)對(duì)象，建立全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象；以能源、產(chǎn)品、發(fā)生單元和時(shí)間作為企業(yè)能耗數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)四個(gè)維度模型，分別建立企業(yè)能耗多維數(shù)據(jù)模型和企業(yè)產(chǎn)量多維數(shù)據(jù)模型；建立能源、產(chǎn)品、發(fā)生單元和時(shí)間維度模型的成員與對(duì)應(yīng)全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象的映射關(guān)系，完成能源管控系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)能源、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建模；通過各維度的在線更改以及通過全局統(tǒng)一計(jì)量對(duì)象在線獲取數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)維度和多維數(shù)據(jù)的在線維護(hù)、填充和更新。此種方法使企業(yè)分析人員能夠從多角度、高效、靈活地對(duì)企業(yè)能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102855354SQ20121029782
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月21日
發(fā)明者金浩, 姜彬, 李磊芳, 解凱, 沈全榮 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司