一种选矿生产指标的关联关系可视化系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了本发明专利技术提出一种选矿生产指标的关联关系可视化系统及方法，包括生产指标管理模块、生产指标关联关系分析模块、生产指标关联关系可视化模块、生产指标时序变化关系分析模块、生产指标时序变化关系可视化模块；实现对选矿生产指标的关联关系的分析、时序变化关系的分析，并对指标间的关系进行可视化；对选矿综合生产指标与过程运行指标间相关关系的分析，以及对多维时序变化的指标间关系的分析，并将分析出的生产指标间关系以一种更加生动直观的方式展现在人们面前，帮助操作人员更便捷的分析指标关系，通过对生产指标的分析辅助操作人员对生产指标进行合理决策。

A Visualization System and Method for Relation of Beneficiation Production Indicators

The invention discloses a visualization system and method for the correlation relationship of mineral processing production indicators, including the production index management module, the production index correlation analysis module, the production index correlation visualization module, the production index timing change analysis module, and the production index timing change visualization module. Analysis, analysis of the relationship between time series change and visualization of the relationship between indicators; analysis of the correlation between comprehensive production indicators and process operation indicators of mineral processing, and analysis of the relationship between indicators of multi-dimensional time series change, and analysis of the relationship between production indicators will be presented in a more vivid and intuitive way to help operators more convenient division. Analyse the relationship between indicators and assist operators to make rational decisions on production indicators through the analysis of production indicators.

【技术实现步骤摘要】
一种选矿生产指标的关联关系可视化系统及方法
本专利技术属于一种选矿生产指标的关联关系可视化系统及方法技术背景选矿工业过程具有流程长、工序多、生产指标多的特点，本专利实现了对选矿生产指标关联关系的分析以及对生产指标时序变化关系的分析，并将分析出的生产指标间关系以一种更加生动直观的方式展现在人们面前，帮助操作人员更便捷的分析指标关系，辅助操作人员对生产指标进行监控，生产建模，最终实现对生产指标的优化决策。目前,在生产指标的分析与可视领域已有的专利，如“201310723320.5(可视化选矿生产全流程工艺指标优化决策系统)”选矿生产全流程控制策略所需要的数据从选矿生产现场控制系统获取，最终保存到本地数据库，从本地数据获取离线数据，对算法进行封装或对封装好的算法进行修改，组态形成了选矿生产全流程控制策略。“201310704334.2(一种设备能力变化条件下的选矿综合生产指标优化方法)”确定选矿企业综合生产指标优化目标及约束条件。若因设备发生故障使设备运行发生变化，针对指标优化目标及约束条件对输入量进行调整从而达到对生产指标优化的目的。“201711283037.X(一种选矿生产指标可视化分析系统与方法)”实现对选矿生产各工序指标的整合和配置并对指标异常进行分析可视。上述专利主要包括1)对选矿生产指标的优化方法以及2)对异常指标的报警处理，而缺乏1)对选矿生产指标关联关系的分析与可视；2)对生产指标时序变化关系的分析与可视。通过对指标的分析，能够十分便捷地展示指标间的相关关系及多变量间关系随时间的变化过程，并能发掘变量间的一些延迟变化关系。
技术实现思路
针对现有技术的存在的问题，本专利技术提出一种选矿生产指标的关联关系可视化系统及方法，以实现对选矿生产指标的关联关系的分析、时序变化关系的分析，并对指标间的关系进行可视化。本专利技术的技术方案是：本专利技术属于一种选矿生产指标的关联关系可视化系统及方法，其特征在于：系统包括生产指标管理模块、生产指标关联关系分析模块、生产指标关联关系可视化模块、生产指标时序变化关系分析模块、生产指标时序变化关系可视化模块；其中，生产指标管理模块：用于生产指标的管理，包括指标档案管理和指标数据管理，实现对生产指标的增加、删除、修改、查询功能；所述指标档案管理是指对指标编码、指标名称、所属结构编码、所属结构名称、指标简称、指标别名、计量单位、停用标记、备注的管理。所述指标数据管理是指对指标的维护、配置、筛选。生产指标关联关系分析模块：通过分析过程运行指标与综合生产指标间的关联关系，以此在众多生产指标中找出影响综合生产指标的过程运行指标，所采用的分析方法是皮尔逊相关系数；所述综合生产指标是反映整条生产线在当前生产周期的产品产量、质量、成本以及消耗的指标；所述过程运行指标是描述每个工序生产运行状态的指标；所述皮尔逊相关系数是度量生产指标之间的相关程度，其绝对值小于或等于1。生产指标关联关系可视化模块：用于对生产指标关联关系分析模块所分析出指标之间的相关程度的可视化显示，本专利采用弦图显示；所述弦图是一种可展示多维生产指标之间的相关程度的图，该图每一段外环代表一个生产指标，有关联关系的两个指标相连，连接线越粗表示关联关系越强。生产指标时序变化关系可视化模块：用于对时序变化生产指标间关系及指标偏差程度的可视，本专利采用二维坐标多维时序图形式进行显示；所述二维坐标多维时序图指可展示不同量纲生产指标随时间变化的关系，同时能监控指标偏差程度的一种图；时序图的每一个单元代表一个生产指标，用一个二维时序图表示，可展示该指标的实时数据趋势及偏差程度；时序图提供自由配置功能，可通过人机交互增加或者删除指标单元；所述不同量纲是指每一个生产指标具有不同的单位；所述偏差程度是指标数据偏离指标范围的程度，指标数据正常范围为[a,b]，数据值为x时，超上限程度的公式为超下限程度的公式为生产指标时序变化关系分析模块：用于对生产指标时序变化关系可视化模块显示的关系进行分析，包括两个指标随时间变化的关系、两个指标随时间变化的延迟关系、多个指标随时间变化的关系；提供滑动窗口辅助工作人员平移窗口观察指标随时间的变化关系。所述两个指标间随时间变化的关系指两个生产指标在不同时间采集的数据之间的关系；所述两个指标随时间变化的延迟关系是指两个生产指标间隔△t时间采集的数据之间的关系；所述多个指标随时间变化的关系是指多个生产指标在不同时间采集的数据之间的关系。所述滑动窗口是指垂直于时间轴横轴，通过调节宽度来呈现不同采样时刻不同指标数据的窗口。采用一种选矿生产指标的关联关系可视化系统进行选矿生产指标的分析的方法，包括以下步骤：步骤1、从数据库获取生产指标数据，将生产指标集中管理，包括指标档案和指标数据，实现对生产指标的增加、删除、修改、查询；步骤2、选取选矿综合生产指标和过程运行指标，采用皮尔逊相关系数方法进行相关关系分析，具体描述如下：步骤2.1、读取本地数据库中的数据，选取T个采样点的综合生产指标和过程运行指标的历史数据。步骤2.2、由于在实际生产过程中，存在数据缺失情况，因此需要补齐缺失的数据，以方便后续的数据可视化工作。考虑生产过程中工况和生产时间的因素影响，系统采用K-NN(k-NearestNeighbor，K近邻)算法来对缺失的数据进行插值，利用该缺失值采样前后时刻的生产数据采用K-NN算法进行插值，确定出与该点最近的k个数据点，计算该k个点数据的平均值(X1+X2+...+Xk)/k。步骤2.3、对整理好的数据采用进行皮尔逊相关系数方法进行相关关系分析，具体描述如下：步骤2.3.1、待分析的指标共N个，每个指标有T个采样点。步骤2.3.2、定义：Xi,t表示相关系数矩阵纵向第i个指标的第t个采样时刻的值，Xj,t表示相关系数矩阵横向第j个指标的第t个采样时刻的值。步骤2.3.3、根据步骤2-2-2先计算纵向第i个指标的T个采样点数据平均值和横向第j个指标的T个采样点数据平均值步骤2.3.4、根据步骤2-2-3所得两指标的平均值计算第i行第j列协方差步骤2.3.5、根据步骤2-2-3所得两个指标的平均值计算第i行第j列两指标标准差步骤2.3.6、根据步骤2-2-4、步骤2-2-5所得第i行第j列的协方差和标准差计算皮尔逊相关系数，步骤3、对步骤2分析出的皮尔逊相关系数，即指标间相关关系以弦图的形式进行显示，具体描述如下：步骤3.1、弦图的外环分为多个颜色不同的区域，不同颜色对应不同指标，其中包括综合生产指标和过程运行指标。步骤3.2、根据步骤2分析出相关性系数确定相关关系的强弱，剔除无关联关系的指标。步骤3.3、弦图的内环有关系的两个指标用不同颜色曲线相连。步骤3.4、根据皮尔逊相关系数确定连线的宽度，连线越宽表示相关关系越强。步骤3.5、图形具有交互操作，当鼠标悬浮于外环某个生产指标所在区域内时，单独显示哪些指标与此指标有关系，并提供百分比显示。步骤4、对于生产指标时序变化关系使用二维坐标多维时序图进行显示，具体描述如下：步骤4.1、二维坐标多维时序图由若干个指标单元组成，每一个单元代表一个生产指标。步骤4.2、在每一个单元中，左侧用二维坐标图展示该指标的实时数据趋势，可通过交互对横坐标进行平移和伸缩；右侧展示指标数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选矿生产指标的关联关系可视化系统，其特征在于：系统包括生产指标管理模块、生产指标关联关系分析模块、生产指标关联关系可视化模块、生产指标时序变化关系分析模块、生产指标时序变化关系可视化模块；生产指标管理模块：用于生产指标的管理，包括指标档案管理和指标数据管理，实现对生产指标的增加、删除、修改、查询功能；所述指标档案管理是指对指标编码、指标名称、所属结构编码、所属结构名称、指标简称、指标别名、计量单位、停用标记、备注的管理；所述指标数据管理是指对指标的维护、配置、筛选；生产指标关联关系分析模块：通过分析过程运行指标与综合生产指标间的关联关系，以此在众多生产指标中找出影响综合生产指标的过程运行指标；生产指标关联关系可视化模块：用于对生产指标关联关系分析模块所分析出指标之间的相关程度的可视化显示；采用弦图显示；所述弦图展示多维生产指标之间的相关程度的图，该图每一段外环代表一个生产指标，有关联关系的两个指标相连，连接线越粗表示关联关系越强；生产指标时序变化关系可视化模块：对时序变化生产指标间关系及指标偏差程度的可视；生产指标时序变化关系分析模块：对生产指标时序变化关系可视化模块显示的关系进行分析，包括两个指标随时间变化的关系、两个指标随时间变化的延迟关系、多个指标随时间变化的关系；提供滑动窗口辅助工作人员平移窗口观察指标随时间的变化关系。...

【技术特征摘要】
1.一种选矿生产指标的关联关系可视化系统，其特征在于：系统包括生产指标管理模块、生产指标关联关系分析模块、生产指标关联关系可视化模块、生产指标时序变化关系分析模块、生产指标时序变化关系可视化模块；生产指标管理模块：用于生产指标的管理，包括指标档案管理和指标数据管理，实现对生产指标的增加、删除、修改、查询功能；所述指标档案管理是指对指标编码、指标名称、所属结构编码、所属结构名称、指标简称、指标别名、计量单位、停用标记、备注的管理；所述指标数据管理是指对指标的维护、配置、筛选；生产指标关联关系分析模块：通过分析过程运行指标与综合生产指标间的关联关系，以此在众多生产指标中找出影响综合生产指标的过程运行指标；生产指标关联关系可视化模块：用于对生产指标关联关系分析模块所分析出指标之间的相关程度的可视化显示；采用弦图显示；所述弦图展示多维生产指标之间的相关程度的图，该图每一段外环代表一个生产指标，有关联关系的两个指标相连，连接线越粗表示关联关系越强；生产指标时序变化关系可视化模块：对时序变化生产指标间关系及指标偏差程度的可视；生产指标时序变化关系分析模块：对生产指标时序变化关系可视化模块显示的关系进行分析，包括两个指标随时间变化的关系、两个指标随时间变化的延迟关系、多个指标随时间变化的关系；提供滑动窗口辅助工作人员平移窗口观察指标随时间的变化关系。2.根据权利要求1所述的一种选矿生产指标的关联关系可视化系统，其特征在于，所述分析过程运行指标与综合生产指标间的关联关系，采用的分析方法是皮尔逊相关系数；所述综合生产指标是反映整条生产线在当前生产周期的产品产量、质量、成本以及消耗的指标；所述过程运行指标是描述每个工序生产运行状态的指标；所述皮尔逊相关系数是度量生产指标之间的相关程度，其绝对值小于或等于1。3.根据权利要求1所述的一种选矿生产指标的关联关系可视化系统，其特征在于，所述对时序变化生产指标间关系及指标偏差程度的可视；采用二维坐标多维时序图形式进行显示；所述二维坐标多维时序图指可展示不同量纲生产指标随时间变化的关系，同时能监控指标偏差程度的一种图；时序图的每一个单元代表一个生产指标，用一个二维时序图表示，可展示该指标的实时数据趋势及偏差程度；时序图提供自由配置功能，可通过人机交互增加或者删除指标单元；所述不同量纲是指每一个生产指标具有不同的单位；所述偏差程度是指标数据偏离指标范围的程度，指标数据正常范围为[a,b]，数据值为x时，超上限程度的公式为超下限程度的公式为4.根据权利要求1所述的一种选矿生产指标的关联关系可视化系统，其特征在于，所述两个指标间随时间变化的关系指两个生产指标在不同时间采集的数据之间的关系；所述两个指标随时间变化的延迟关系是指两个生产指标间隔△t时间采集的数据之间的关系；所述多个指标随时间变化的关系是指多个生产指标在不同时间采集的数据之间的关系；所述滑动窗口是指垂直于时间轴横轴，通过调节宽度来呈现不同采样时刻不同指标数据的窗口。5.采用权利要求1所述的一种选矿生产指标的关联关系可视化系统进行选矿生产指标的分析的方法，包括以下步骤：步骤1、从数据库获取生产指标数据，将生产指标集中管理，包括指标档案和指标数据，实现对生产指标的增加、删除、修改、查询；步骤2、选取选矿综合生产指标和过程运行指标，采用皮尔逊相关系数方法进行相关关系分析，具体描述如下：步骤2.1、读取本地数据库中的数据，选取T个采样点的综合生产指标和过程运行指标的历史数据；步骤2.2、由于在实际生产过程中，存在数据缺失情况，因此需要补齐缺失的数据，以方便后续的数据可视化工作；考虑生产过程中工况和生产时间的因素影响，系统采用K-NN(k-NearestNeigh...

【专利技术属性】
技术研发人员：初延刚，秦莹，丁进良，徐泉，许美蓉，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21