(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210746869.5 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253号 (72)发明人 马军　李卓睿　熊新　王晓东　 (74)专利代理 机构 池州市卓燊知识产权代理事 务所(普通 合伙) 3421 1 专利代理师 郑叶 (51)Int.Cl. G06F 16/27(2019.01) G06F 16/28(2019.01) G06F 16/182(2019.01) G06F 16/22(2019.01) G06F 16/2458(2019.01)G06F 16/36(2019.01) G06F 16/53(2019.01) (54)发明名称 富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置 及分析方法 (57)摘要 本发明公开了富氧铜熔池熔炼过程分布式 数据存储装置及分析方法， 其包括分布式数据存 储模块和分布式数据管理模块， 所述分布式数据 管理模块包括数据采集与交换、 数据预处理与存 储、 数据工程与数据建模； 所述分布式数据存储 模块包括海量低成本存储、 分布式文件系统、 数 据仓库、 NoSQL数据库、 关系型数据库、 时序数据 库、 内存数据库、 图数据库和文本数据索引。 本发 明能够根据数据流时间分布从数据采集与交换、 数据预处理与存储、 数据工程与数据建模等四个 维度对富氧铜熔池熔炼过程分布式数据进行管 理， 并能够构建基于用户、 工厂、 设备、 产品等对 象的统一数据模 型， 对各类统计分析应用与用户 实现更加便捷、 易用的数据访问接口。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115203323 A 2022.10.18 CN 115203323 A 1.富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置， 其特征在于， 包括分布式数据存储模块 和分布式数据管理模块， 所述分布式数据管理模块包括数据采集与交换、 数据预处理与存 储、 数据工程与数据建模； 所述分布式数据存储模块包括海量低成本存储、 分布式文件系 统、 数据仓库、 NoSQL数据库、 关系型数据库、 时序数据库、 内存数据库、 图数据库和文本数据 索引。 2.根据权利要求1所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置， 其特征在于， 所述 海量低成本存储用于海量历史数据的归档和备； 所述分布式文件系统用于海量数据的离线 分析； 所述NoSQL数据库用于各类报表文档的简单对点查询及交互式查询； 所述关系型数据 库用于交 互式查询； 所述数据仓库用于报表综合分析、 多维随机分析。 3.根据权利要求1或2所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置， 其特征在于， 所述时序数据库用于依据时间顺序分析历史趋势、 周期规律和异常性； 所述内存数据库用 于对小量数据的快速实时查询； 所述图数据库用于关联关系及具有明显点/边关系的分析。 4.根据权利要求1所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置， 其特征在于， 所述 数据采集与交换用于负责对机器设备实时采集数据及其他从关系型数据库、 文件系统中采 集的结构化与非结构化业务数据进行管理； 所述数据预处理与存储用于负责对采集到的数 据进行包括但不限于数据解析、 格式转换、 元数据提取和初步清洗的预处理工作， 其次， 再 按照不同的数据类型与数据使用特点选择不同的数据管理引擎。 5.根据权利要求4所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置， 其特征在于， 所述 数据管理引擎包括但不限于分布式文件系统、 NoSQL数据库、 关系数据库、 对象存储系统和 时序数据库。 6.根据权利要求1所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置， 其特征在于， 所述 数据工程用于对工业大数据的治理并支撑对数据的探索能力， 以供应用开发与分析对数据 的方便使用， 所述数据建模用于对底层数据模型 的工业语义封装， 构建基于用户、 工厂、 设 备、 产品等对象的统一数据模型， 对各类统计分析应用与用户实现更加便捷、 易用的数据访 问接口。 7.富氧铜熔池熔炼过程分布式数据分析方法， 其特征在于， 包括 时序模式分析技术、 工 业知识图谱技术和多源数据融合分析技术； 所述时序模式分析技术是利用时间序列预测、 分解、 匹配、 切片等时序模式分析技术， 挖掘富氧铜熔池熔炼流程中传感器时序数据的结构 模式， 构建稳定的数据模型。 8.根据权利要求7所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据分析方法， 其特征在于， 所述 工业知识图谱技术是利用富氧铜熔池熔炼过程中会积累大量的日志文本构建特定领域的 工业知识图谱， 将工业知识图谱与结构化数据图语义模型融合。 9.根据权利要求7所述的富氧铜熔池熔炼过程分布式数据分析方法， 其特征在于， 所述 多源数据融合分析技术是对不同来源的结构化和非结构化数据进 行分析， 利用统计分析算 法、 深度学习算法、 回归算法、 分类算法、 聚类算法、 关联规则等方法， 实现多源数据有效融 合及表征。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115203323 A 2富氧铜熔 池熔炼过程分布式数据存 储装置及分析方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 富氧铜熔池熔炼领域， 尤其涉及富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储 装置及分析 方法。 背景技术 [0002]熔池熔炼是将炉料直接加入鼓风翻腾的熔池中迅速完成气、 液、 固相间主要反应 的熔炼方法。 这种强化熔炼的冶金方法适用于有色金属原料熔化、 硫化、 氧化、 还原、 造锍和 烟化等冶金过程。 [0003]熔池熔炼的方法有侧吹、 顶吹和底吹， 其中， 侧吹： 从设于侧墙而埋入熔池的风嘴 直接将富氧空气鼓入铜锍 ‑炉渣熔体内， 未经干燥的精矿与熔剂加到受鼓风强烈搅动的熔 池表面， 然后浸没于熔体之中， 完成氧化和熔化反应。 属于此类的有诺兰达法、 瓦纽科夫熔 炼法、 特尼恩特法和白银炼铜 法等炼铜方法。 顶吹： 从炉顶往炉内插入喷枪， 喷枪出口距熔 池液面一定高度或浸没于熔体之中。 根据冶金反应的需要， 喷入氧化性或还原 性气体， 在湍 动的熔池内完成氧化或还原反应。 属于此类的有三菱法、 顶吹旋转转炉法和艾萨熔炼法等 炼铜、 炼镍和炼 铅方法。 [0004]底吹： 采用氧气底吹炼铅法直接炼铅采用卧式长形圆筒反应器， 在用隔墙分开的 氧化段和还原段都设有数个底吹喷嘴。 在氧化段喷吹氧气， 使硫化铅精矿氧化成金属铅和 高铅(锌)炉渣； 在还原段， 喷吹氧气和还原剂(粉煤或天然气)， 贫化炉渣， 回收铅锌。 [0005]目前在富氧铜熔池熔炼过程中的分布式数据具有实时性高、 数据量大、 密度低、 数 据源异构性强等特点， 导致数据的分析不同于其他领域的大数据。 通用的数据分析技术往 往不能解决特定工业场景 的业务问题。 为此， 我们需要一种富氧铜熔池熔炼过程分布式数 据存储装置及分析 方法。 发明内容 [0006](一)发明目的 [0007]有鉴于此， 本发明的目的在于提出富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存储装置及分 析方法， 以解决背景技 术中的问题。 [0008](二)技术方案 [0009]为达到上述技术目的， 一方面， 我们提供一种富氧铜熔池熔炼过程分布式数据存 储装置： [0010]其包括分布式数据存储模块和分布式数据管理模块， 所述分布式数据管理模块包 括数据采集与交换、 数据预 处理与存储、 数据工程与数据建模； 所述分布式数据存储模块包 括海量低成本存储、 分布式文件系统、 数据仓库、 NoSQL数据库、 关系型数据库、 时序数据库、 内存数据库、 图数据库和文本数据索引。 [0011]优选的， 所述海量低成本存储用于海量历史数据的归档和备； 所述分布式文件系 统用于海量数据的离线分析； 所述NoSQL数据库用于各类报表文档的简单对点查询及交互说　明　书 1/4 页 3 CN 115203323 A 3