一种基于图形化建模技术的电厂经营计算分析方法

技术领域

本发明涉及火力发电厂大数据分析及生产经营测算技术领域，具体来讲是一种基于图形化建模技术的电厂经营计算分析方法。

背景技术

电厂生产经营指标是基于生产统计获得的数据、资料，开展的科学分析的产物，能为电厂管理者科学管理提供重要依据，能有效指导日常生产活动。目前指标计算基本通过人工手动计算或系统代码实现计算的方式，需要消耗大量人力，计算响应不及时，缺乏灵活调整的能力。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于图形化建模技术的电厂经营计算分析方法，能够满足电厂人员自主快速构建生产经营模型，并进行经营指标自动计算、对比分析，从而辅助管理人员精准决策。首先，通过图形化、零代码的建模形式完成模型配置，大大缩减了人员的工作量；其次，通过优化功能，可以随着煤价、电价价格的变化，利用建立的模型进行指标优化，辅助完成更科学的概预算计划及计划调整；在实际生产过程中，可以自动的进行全厂实际成本分析，提供创新性的可视化对比分析，不能节省人工，而且避免了人为失误，帮助管理人员第一时间获取生产信息，从而快速进行决策。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于图形化建模技术的电厂经营计算分析方法，包括以下步骤：

步骤S1.构建经营指标体系：围绕电厂经营生产需求，创建所有指标，并以树状形式对指标进行分层分类管理，形成指标体系；

步骤S2.经营建模：在模型画布中，通过工具箱中算子的拖拽、配置和连线，完成经营模型的建立；

步骤S3.模型验证：对配置好的经营模型，通过模型计算调用和结果分析，对模型进行验证，如验证不通过则返回步骤S2进行模型修订调优直至模型计算精度满足要求；

步骤S4.预算制定：利用建立好的模型，通过优化分析工具进行预算优化，之后将确定的预算计算存储入数据库用于后续对比分析；

步骤S5.经营分析：利用建立的流程，在每个月的月初，利用上个月的历史数据，自动进行计算，并进行预算对比分析，识别主要预算偏差，提供经营决策建议。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中，所述指标包括技术改造项目费、修理费、材料费、水费、购电费、燃油费、燃料二次费和其他费用。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中，指标的管理步骤如下：

A1创建指标分组，给定指标名称，系统自动生成编码；指标分组可以多层嵌套；

A2在选中的分组下，创建指标，系统支持统一的指标编码自动生成，通过字母和数字的结合，按一定的规则，通过科学合理排列，描述指标特性；

A3创建指标用途类型，对于每个指标，可以创建多个类型，用于对比分析，各个类型的计算结果将会存入时序数据库，用于趋势分析和对比分析。

在上述技术方案的基础上，步骤S2中，建模过程包括：

B1将算子库中的算子拖拽到画布中形成节点；

B2然后对节点内算子的参数进行参数配置；

B3对节点进行连线，完成节点数据传递，从而完成流程的搭建。

在上述技术方案的基础上，步骤S2中，建模画布由三部分组成，分别为算子库、流程画布、节点配置面板；所述算子库用于支撑算子计算；所述流程画布，提供了以拖拽式的交互方式，完成指标流程搭建，通过拖拽算子节点进入画布，以连线串联节点，完成节点间数据传递；所述节点配置面板，主要进行节点中输入、输出参数的定义，同时配置输入参数数据来源，支持直接输入参数值或关联数据库中的数据，以完成节点计算。

在上述技术方案的基础上，所述算子库集成了三类算子，包括指标引用、算术运算和流程调用，其过程如下：

C1指标引用算子可以从指标库中引用一个指标，作为输入传递给算术运算算子；

C2算术运算算子中提供各种计算函数，包括代数运算、三角函数、逻辑运算、逻辑判断，算术运算算子的计算结果可以和指标库中的指标进行关联；

C3流程调用算子可以在一个流程中调用子流程，通过这个方式，用户可以将复杂的计算模型分层分块进行管理。

在上述技术方案的基础上，步骤S3中，模型计算的过程如下：

D1系统将采集输入参数，并放入缓存；

D2将利用计算中的节点连线关系，利用图排序算法，得到各个节点的计算优先级；

D3基于识别到的节点计算顺序，对计算图中的节点进行逐一的计算，计算引擎可以智能根据连线关系识别该节点所需的指标，从缓存中读取，然后执行节点上配置的计算逻辑；

D4提取计算的结果，再放入缓存存储，最后依次完成所有指标的计算。

在上述技术方案的基础上，步骤S4中，使用优化分析工具来进行预算优化的部署如下：

E11基于建立的成本计算模型，指定模型中待定的输入指标为自由变量，给定其他指标为固定值；

E12将成本指标最小化定义为优化目标；

E13定义约束条件；

E14使用遗传算法来进行优化分析，在优化过程中的每一个算例，通过步骤S3中的计算流程的反复调用，得到成本指标，从而不断的调整待定的输入指标的优化方向，最后得到优化结果；

E15用户通过指定多个不同的输入指标组合，得到不同的优化结果，通过分析综合这些结果得到最终的预算计划。

在上述技术方案的基础上，得到预算方案后，通过以下步骤，将预算计划录入系统，用于后续对比分析：

F11搜集通过优化分析得到的预算计划，作为输入参数去调用计算流程，得到预算的所有输出指标；

F12将预算输入和输出按编码存储到时序数据库中，供后续对比分析使用。

在上述技术方案的基础上，步骤S5具体包括以下步骤：

G1通过多种方式完成输入数据的采集，包括生产历史数据的统计分析；

G2将收集到的参数作为输入，进行步骤S3中的计算流程调用，得到本月的实际成本指标；

G3将计算输入和计算结果按编码存入时序数据库；

G4调取和实际成本同期的来自于步骤S4的计划成本数据，在计算图同时呈现计划指标和实际指标，进行对比展示，对于超预算的指标进行预警；

G5提供偏差指标下各子指标的柱状图对比展示，帮助用户找到预警指标偏差的主要来源；

G6对于各个指标，调取一段时间内的实际指标变化，进行趋势分析；

G7将所有数据和图表，按模板输出到当期经营报告中，直接提示管理者预算偏差项、偏差原因和对应措施，帮助管理者精准决策，实现精细化管理，降本增效。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提出了一种基于图形化建模技术的电厂经营计算分析系统和方法，可以应用到火力发电厂日常生产经营活动中，提供辅助决策分析，杜绝“拍脑袋”的错误决策。

2、本发明提供了图形化建模方式建立指标，减轻了电厂人员指标计算的工作压力，并提供优化分析功能，提升了电厂灵活应变的能力，满足了企业自身降本增效的经营需求，同时契合目前制造业数字化改造、智慧化升级的政策要求，积极地推动了智慧化电厂的建设进程。

附图说明

图1为本发明中图形化建模技术的电厂经营计算分析系统实现路径示意图；

图2为本发明中图形化“拖拽式”指标建模配置示意图；

图3为本发明中经营计算对比分析示意图。

具体实施方式

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1所示，本发明实施例提供了一种基于图形化建模技术的电厂经营计算分析方法包含了五个步骤，

第一步构建经营指标体系：火力发电厂经营指标繁杂且类别众多，包括技术改造项目费、修理费、材料费、水费、购电费、燃油费、燃料二次费和其他费用，同时部门较多、数据来源复杂，需要集中梳理规划。系统提供了以树形结构的方式进行指标体系搭建，可以按部门、按指标类别、专业分类灵配置多层级指标结构，如图2左侧所示。经营指标的管理步骤如下，

A1创建指标分组，给定指标名称，系统自动生成编码；指标分组可以多层嵌套。

A2在选中的分组下，创建指标，系统支持统一的指标编码自动生成，通过字母和数字的结合，按一定的规则，通过科学合理排列，描述指标特性。

A3创建指标用途类型，对于每个指标，可以创建多个类型，用于对比分析，默认会创建“预算”和“实际”两个类型，用户可以根据情况拓展，各个类型的计算结果将会存入时序数据库，用于趋势分析和对比分析。

第二步经营建模：在模型画布中，通过工具箱中指标和公式算子的拖拽、配置和连线，完成经营模型的建立，如图2右侧所示。建模过程包括，

B1将算子库中的算子拖拽到画布中形成节点；

B2然后对节点内算子的参数进行参数配置；

B3对节点进行连线，完成节点数据传递，从而完成流程的搭建。

算子库决定了建模功能的性能，本发明的算子库集成了三类算子，包括，指标引用、算术运算和流程调用。

C1指标引用算子可以从指标库中引用一个指标，作为输入传递给算术运算算子；

C2算术运算算子中提供各种计算函数，包括代数运算、三角函数、逻辑运算、逻辑判断，算术运算算子的计算结果可以和指标库中的指标进行关联。

C3流程调用算子可以在一个流程中调用子流程，通过这个方式，用户可以将复杂的计算模型分层分块进行管理。

第三步模型验证：对配置好的经营模型，通过模型计算调用和结果分析，对模型进行验证，如验证不通过则返回步骤S2进行模型修订调优直至模型计算精度满足要求。模型计算的过程是，

D1系统将采集输入参数，并放入缓存；

D2将利用计算中的节点连线关系，利用图排序算法，得到各个节点的计算优先级；

D3基于识别到的节点计算顺序，对计算图中的节点进行逐一的计算，计算引擎可以智能根据连线关系识别该节点所需的指标，从缓存中读取，然后执行节点上配置的计算逻辑；

D4提取计算的结果，再放入缓存存储，最后依次完成所有指标的计算。

第四步预算制定：利用建立好的模型，通过系统提供的优化分析工具进行预算优化，之后将确定的预算计算存储入数据库用于后续对比分析。

使用优化分析工具来进行预算优化的部署如下，

E11基于建立的成本计算模型，指定模型中待定的输入指标为自由变量，给定其他指标为固定值；

E12将成本指标最小化定义为优化目标；

E13定义约束条件，比如科技支出在总收入中的占比最小值；

E14使用遗传算法来进行优化分析，在优化过程中的每一个算例，通过第三步中的计算流程的反复调用，得到成本指标，从而不断的调整待定的输入指标的优化方向，最后得到优化结果。

E15用户通过指定多个不同的输入指标组合，得到不同的优化结果，通过专家分析综合这些结果得到最终的预算计划。

得到预算方案后，通过以下步骤，将预算计划录入系统，用于后续对比分析，

F11搜集通过优化分析得到的预算计划，作为输入参数去调用计算流程，得到预算的所有输出指标

F12将预算输入和输出按编码存储到时序数据库中，供后续对比分析使用。

第五步经营分析：利用建立的流程，在每个月的月初，利用上个月的历史数据，自动进行计算，并进行预算对比分析，识别主要预算偏差，提供经营决策建议，从而辅助决策者进行快速精准的管理决策，如图3所示。

G1通过多种方式完成输入数据的采集，包括从生产历史数据的统计分析，如发电量，从ERP中的数据读取，以及提示用户手动输入，如采购煤价。

G2将收集到的参数作为输入，进行第三步中的计算流程调用，得到本月的实际成本指标；

G3将计算输入和计算结果按编码存入时序数据库。

G4调取和实际成本同期的来自于第四步的计划成本数据，在计算图同时呈现计划指标和实际指标，进行对比展示，对于超预算的指标进行预警；

G5提供偏差指标下各子指标的柱状图对比展示，帮助用户找到预警指标偏差的主要来源。

G6对于各个指标，调取一段时间内的实际指标变化，进行趋势分析。

G7将实际数据、预算和实际对比、指标趋势数据和图表，按模板输出到当期经营报告中，直接提示管理者预算偏差项、偏差原因和对应措施，帮助管理者精准决策，实现精细化管理，降本增效。

本发明极大程度上减少了电厂各部门围绕着关键指标，包括技术改造项目费、修理费、材料费、水费、购电费、燃油费、燃料二次费和其他费用的数据采集、自动计算、对比分析、优化分析的工作。实现了通过基于图形化建模技术，以“拖拽式”交互方式完成指标计算逻辑建模和指标体系管理，同时通过系统页面组态、图表化的方式生动的展示了指标计算的结果，并提供预算与实测指标对比分析、历史趋势分析和优化分析能力，极大的减轻了人员的工作压力，提高了工作效率，同时可以及时的为管理者提供全面的分析数据，使得电厂生产经营管理更加精细科学，降本增效。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“优选地”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点，包含于本发明的至少一个实施例或示例中，在本说明书中对于上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或者示例中以合适方式结合。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。