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数据仓库技术在钢铁企业的应用研究

--数据仓库技术在钢铁企业的应用研究

供稿:工控网 2009/12/11 10:14:00

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  • 关键词: 数据仓库 钢铁 宝信软件
  • 摘要:本文结合宝信软件多年来在钢铁企业数据仓库应用的开发经验,介绍对数据仓库概念的理解、数据仓库方法论、钢铁企业的解决方案和效益体现等内容。

      本文结合宝信软件多年来在钢铁企业数据仓库应用的开发经验,介绍对数据仓库概念的理解、数据仓库方法论、钢铁企业的解决方案和效益体现等内容。

0 引 言

    企业信息化通常分成数据的信息化、管理的信息化和决策的信息化3个层次。目前国内企业的信息化主要还处于管理信息化的层次,即通过网络、计算机软硬件等来规范企业生产和管理的流程。管理信息化可以综合提高企业营运的效率,MESERP系统的开发就属于管理信息化的范畴。然而,随着钢铁企业信息化的不断深入,尤其是MES和ERP的不断推广,企业会积累大量的数据,这些数据覆盖了钢铁企业的生产、技术、销售、设备、能源等各个方面。

    因此,如何充分利用好这些数据,全面支持企业各个层面的经营决策,是钢铁企业迫切需要解决的问题。实践证明,数据仓库技术在钢铁企业的应用能有效地解决企业信息化在决策支持和生产经营方面的大量问题,通过对原始数据进行科学地加工处理,运用一定的计算模型和工具进行科学地统计分析,从而起到对管理和决策的支持作用,进而支持钢铁企业降本增效和提升企业的综合竞争力。

    本文将着重介绍对数据仓库概念的理解、数据仓库方法论、钢铁企业的解决方案、数据仓库的效益体现。

1 对数据仓库的理解

    按照Bill Imon的定义,数据仓库是在企业管理和经营决策中面向主题的、集成的、时变的、稳定的数据集合,主要用于支持经营管理中的决策制定过程。

    这是数据仓库的一个原始的、理论上的定义。在企业实际的应用中数据仓库可以理解成是一个独立的、开放的数据平台,数据仓库的数据经过重新整合,能快速有效地支持各种分析、决策的需要。

    然而,数据仓库如果仅仅作为一个开放的数据平台是远远不够的,企业数据仓库要发挥效益,有效地支持生产经营的决策,就一定要通过大量的数据仓库应用来实现。总结实践经验,数据仓库的应用大致可以分为:

    (1)定制好的分析报表:用于公司和部门层面口常报表的需要;
    (2)基于数据仓库技术的应用系统:面向特定领域的应用系统,如为企业领导定制的EIS(Executive Information SyStem);
    (3)OLAP(OnLine Analysis Processing)分析:从多个维度进行汇总分析;
    (4)个性化的统计分析:用户基于数据仓库的数据,运行一些分析工具,结合自己的业务知识进行的统计分析;
    (5)数据挖掘(Data Mining):从大量数据中找出规律和规则。

    钢铁企业数据仓库的系统架构是由三层组成,见图1所示。


图1 数据仓库的系统架构


    (1)数据仓库构建层:实现从所有源系统中获得原始的业务数据,并对其进行一致性处理,按主题进行数据重组和格式转换,然后传送并装载到数据仓库系统。

    (2)数据仓库管理层:在中央数据仓库和数据集市,数据可以存放关系型数据库或多维数据库中。数据存储是数据仓库系统的中心,通过元数据可以实现数据仓库的查找和管理。

    (3)数据分析层:实现如何把数据仓库和数据集市中的数据和分析结果提供给最终用户。按照用户的分析需求,提供报表、随即查询、OLAP分析和数据挖掘等数据仓库系统的应用。

    综观数据仓库的体系架构,数据仓库系统弥补了在线事务处理系统(如ERP和MES)的不足,帮助企业实现了从数据到信息,再到知识,并上升到智慧,最后再指导实践行动的一个PDCA循环。

2 数据仓库的方法论

    根据钢铁行业数据仓库系统的实施特点,宝信软件总结出了企业数据仓库螺旋式快速开发方法论(DW-SRAD,Data Warehouse-Spirally Rapid Application Development)。该方法确保了在钢铁企业实施的数据仓库项目中,能按照“总体规划,分步实施”的原则,逐步推进数据仓库项目的实施。

    DW-SRAD方法论的项目生命周期可以概括成7个阶段:工程评估、需求收集、系统设计、系统实现、测试与完善、部署与培训、总结复审。这些阶段对工程按阶段进行逻辑划分,并检验项目,其中工程评估、需求收集和总结复审阶段着眼于确认、理解和复审项目目标和机构的目标;系统设计、系统实现、测试与完善、部署与培训阶段则基于使用快速原型法设计、开发和部署数据仓库环境。

    基于上述7个阶段的数据仓库的螺旋式快速开发过程如图2所示。该图体现了数据仓库开发过程的螺旋式增量的特征。首先根据用户的要求,进行总体的任务和环境的评估,即从企业的数据资源、技术力量、业务需求和软硬件环境等方面进行可行性分析,根据评估结果决定是否继续数据仓库项目;接着广泛地收集企业的业务需求,确定企业高层的主题域,然后选择企业急需的一个主题域进行设计、实现和应刚;在此基础之上总结经验教训,开发企业的其它主题域,并逐步形成企业级数据仓库。这体现了企业数据仓库系统的增量式开发思想。


图2 数据仓库螺旋式快速开发方法开发过程

 

3 基于数据仓库的钢铁企业解决方案

    钢铁企业的数据仓库解决方案不仅涉及数据仓库存储、数理统计、数据挖掘和知识发现等知识,更重要的是需要冶金、自动控制、管理学等多学科的背景知识,这是钢铁企业应用数据仓库解决方案的与众不同之处。

    宝信软件长期从事钢铁企业的信息化建设,在国内数据仓库应用领域也是最早的实践者之。在长期工程实践中积累了大量数据仓库应用的成功案例,诸如宝钢股份原料配矿系统,每年呵以节省成本约4000万人民币。在这些成功案例的基础上,宝信软件推出了适用于钢铁企业基于数据仓库的一些解决方案。

    (1)基于二数据仓库的企业综合统计解决方案 

    按照国家的统计法规、政府统计部门和行业主管部门的相关规定,如实地上报企业钢铁生产的各类数据和指标是每个钢铁企业的应尽义务。结合企业的综合统计业务,宝信软件推出了基于数据仓库技术的企业综合统计解决方案,较好地解决了企业信息化后传统统计由二级向一级的过渡问题,其数据源直接来自于ERP和MES系统,经过数据处理和整合后形成企业统计专用的主题,最后再形成企业和国家要求的各类统计报表,具体解决方案示意见图3所示。

 


图3 钢铁企业综合统计系统设计方案


    该方案是一个完整的方案,包括了前台展现、后台作业和一些安全控制等。通过在一些钢铁企业中的应用证明是非常成功的,实际取得了非常好的效果。

    (2)基于数据仓库的生产管制信息解决方案

    钢铁企业进行合理的生产和调度是非常必要的,生产管制中心就承担了这一任务。通常,按照管理要求每天上班前各生产厂和相关职能部门都必须参加生产管制中心组织的早会,以便听取最新的生产指示并向公司领导及时汇报最新的生产状况。

    为充分挖掘数据仓库的价值,有效支持决策,基于数据仓库的生产管制信息解决方案应运而生。该方案能有效地利用了数据仓库生成的各类生产信息,合理组织后自动形成了基于WEB的生产管制日报、工序物流图、质量分析等,有效地支持了企业每天的生产调度会议和日常管理。

    图4是宝钢股份生产管制信息系统的主页,该系统自从投入使用后取得了非常积极的实际效果和良好的社会效益。结合网络会议系统,企业中高层领导在自己的办公室就可以参加网络会议并得到各种信息。


图4 宝钢股份生产管制信息系统主页


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