[发明专利]工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法

权利要求书

1.一种工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述方法步骤如下：

S1：对工业数据采集系统进行结构化建模；

S2：根据模型计算工业数据处理和存储过程的期望性能指标；

S3：建立海量数据处理层、传输层和存储层的策略；

S4：从数据库中提取与性能指标有关的过程参数；

S5：计算实际性能指标；

S6：对比期望性能指标和实际性能指标，调整下一周期的数据处理和存储机制，直到工业数据采集系统各项性能达到要求。

2.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤如下：

S11：定义工业过程数据采集流程中的关键进程；

S12：明确工业过程数据采集流程之间的时间和空间关系；

S13：分别对数据处理、传输和存储中的各个关键进程进行建模。

3.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：

S21：确定影响工业过程数据处理和存储的各项性能指标；

S22：通过对关键进程的模型进行优化并提取关键参数，根据关键参数与性能指标之间的数学公式计算期望性能指标，或者直接根据需求定义期望性能指标。

4.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S3中建立海量数据处理层的策略具体步骤如下：

S31：判断从各个传感器接收到的数据类型，按常见的工业数据结构进行分类后按分布式处理；

S32：根据工业现场的数据格式要求，建立原始数据与工业过程参考标准数据的处理规则，设置不同类别数据的标准输出格式；

S33：将工业系统中的海量原始数据进行数据正确性测试、数据过滤、数据分类集成、数据格式转换输出。

5.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S3中建立海量数据分布式传输层的策略具体步骤如下：

S34：判断工业数据的数据信号类型，数字信号分配基带方式传输；模拟信号则分配宽带方式传输；

S35：判断工业数据的数据位大小，设定数据位的阈值，数据位若超过阈值则采用并行传输方式；否则采用串行传输方式；

S36：判断工业数据的传输方向，数据的流向是单向的则选择单工通信；数据的流向在两个方向上传输则选择全双工通信。

6.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S3中建立海量数据分布式存储层的策略具体步骤如下：

S37：判断不同类别的工业数据量的大小，数据量大则适当扩展储存空间；否则适当减小储存空间；

S38：建立用于存储数据的各个数据库的逻辑结构，设置数据库的存储结构和方法；

S39：建立分布式关系型数据库存储不同类别数据。

7.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S4包括有：

S41：定义挖掘目标，即与工业过程相关的过程参数；

S42：对数据库中数据进行筛选，确定关键参数；

S43：根据不同类别数据的关联规则、分类预测、聚类分析、时序模式等构建不同的数据挖掘模型；

S44：根据关键参数提取出过程参数；

S45：建立过程参数的数据库，用于评价工业过程中海量数据采集存储过程。

8.如权利要求7所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S5中计算实际过程性能指标的具体步骤如下：

S51：从步骤S45中的过程参数数据库中提取过程参数；

S52：根据过程参数与性能指标之间的数学关系计算实际性能指标。

9.如权利要求1所述的工业过程中海量数据处理和存储过程的优化执行估算方法，其特征在于，所述步骤S6包括有：

S61：设性能指标差＝实际性能指标—期望性能指标；实际性能指标＝J′，期望性能指标＝J，性能指标差＝ΔJ，ΔJ＝J′-J，性能指标差为矢量；

S62：根据工业数据处理和存储的各个流程的精度要求设定各项性能指标矢量差ΔJ1、ΔJ2、ΔJ3……ΔJn的阈值；

S63：设定工业过程调整周期，计算一个工业调整周期的性能指标差，若某项性能指标差大于阈值，则说明与该性能指标差有关的工业流程实施方法满足条件；

S64：若某项性能指标差小于设定值，则调整下一周期与该性能指标差有关的工业流程相关的处理模式和机制；

S65：按调整周期重复步骤S3-S6，改进数据处理层、传输层和存储层的策略，直到所有实际性能指标差满足要求。