基于半監(jiān)督主元分析的故障監(jiān)控方法
【專利摘要】一種基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，包括步驟一，離線建模進(jìn)程，分為數(shù)據(jù)收集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)標(biāo)簽?zāi)K、數(shù)據(jù)歸一化模塊1、半監(jiān)督特征提取模塊、統(tǒng)計(jì)量計(jì)算模塊1和控制限設(shè)定模塊；步驟二，在線監(jiān)控進(jìn)程，分為數(shù)據(jù)歸一化模塊2、特征提取模塊、統(tǒng)計(jì)量計(jì)算模塊2和決策模塊，如果步驟二第3步計(jì)算得到的或連續(xù)5次超出步驟一第6步計(jì)算得到的控制上限或，判斷為有故障發(fā)生，由控制系統(tǒng)則發(fā)出報(bào)警?？蓪?duì)數(shù)據(jù)預(yù)標(biāo)簽時(shí)不需要對(duì)采集的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記，大量減少因標(biāo)記樣本等消耗的人力、物力和財(cái)力；可以同時(shí)利用有標(biāo)簽樣本和無標(biāo)簽樣本中蘊(yùn)含的統(tǒng)計(jì)方差信息，提高了系統(tǒng)的魯棒性和實(shí)用性，可應(yīng)用石油化工、機(jī)械加工生產(chǎn)過程中。
【專利說明】基于半監(jiān)督主元分析的故障監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于主元分析的故障監(jiān)控方法，特別涉及一種基于半監(jiān)督主元分析的故障監(jiān)控方法。 【背景技術(shù)】
[0002]主元分析是一種在生產(chǎn)監(jiān)控過程中得到廣泛應(yīng)用的方法。傳統(tǒng)的主元分析需要使用純凈的正常過程樣本進(jìn)行建模。在建模數(shù)據(jù)混入非正常數(shù)據(jù)的情況下，主元分析的監(jiān)控性能會(huì)迅速下降。然而，在工業(yè)生產(chǎn)過程，樣本的標(biāo)簽通常很難獲得。一般情況下，我們有許多無標(biāo)簽的樣本和少量的有標(biāo)簽樣本。一個(gè)合理的設(shè)想就是如何利用這些無標(biāo)簽的樣本去更新主元特征空間，進(jìn)而提高主元分析的監(jiān)控性能的。傳統(tǒng)的主元分析監(jiān)控算法是非監(jiān)督的，即，主元分析致力于發(fā)現(xiàn)樣本數(shù)據(jù)方差變化最大的方向，而忽略了各樣本的標(biāo)簽信息。換句話說，主元分析不能處理有標(biāo)簽的樣本。因此，在這種情況下，半監(jiān)督學(xué)習(xí)被引入，擴(kuò)展主元分析，提高主元分析的監(jiān)控性能。相比傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方法，半監(jiān)督學(xué)習(xí)可以同時(shí)利用未標(biāo)簽的樣本和標(biāo)簽樣本信息，既可以如監(jiān)督學(xué)習(xí)方法那樣利用樣本的標(biāo)簽信息，還可以如非監(jiān)督方法那樣保持樣本的方差結(jié)構(gòu)。因此，半監(jiān)督學(xué)習(xí)可以克服的傳統(tǒng)主元分析的缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種簡(jiǎn)單便于計(jì)算的基于半監(jiān)督主元分析的故障監(jiān)控方法，通過該方法可以同時(shí)利用有標(biāo)簽樣本和無標(biāo)簽樣本中蘊(yùn)含的統(tǒng)計(jì)方差信息，克服傳統(tǒng)主元分析建模過程中，需要純凈的正常工況樣本，如果建模數(shù)據(jù)混入非正常工況數(shù)據(jù)，監(jiān)控性能大幅下降的缺陷。并在很大程度上降低生產(chǎn)過程監(jiān)控的復(fù)雜性，可以大量減少因標(biāo)記樣本等消耗的人力、物力和財(cái)力。
[0004]發(fā)明的技術(shù)方案:
一種基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，包括以下步驟:
步驟一:離線建模進(jìn)程
(I)、數(shù)據(jù)收集模塊
收集某一段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)過程中各傳感器采集的現(xiàn)場(chǎng)無標(biāo)簽數(shù)據(jù)，
【權(quán)利要求】
1.一種基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，其特征是包括以下步驟: 步驟一:離線建模進(jìn)程 (I)、數(shù)據(jù)收集模塊 收集某一段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)過程中各傳感器采集的現(xiàn)場(chǎng)無標(biāo)簽數(shù)據(jù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，其特征是所述步驟一第I步中的某一段時(shí)間是指包含正常工況和非正常工況的最少24小時(shí)采集的數(shù)據(jù)，其中正常工況的數(shù)據(jù)最少20小時(shí)，非正常工況數(shù)據(jù)最少4小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，其特征是所述步驟一第I步中傳感器是指溫度傳感器、流量傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，其特征是所述步驟一第2步中根據(jù)生產(chǎn)班組的生產(chǎn)情況記錄，標(biāo)記部分?jǐn)?shù)據(jù)是指從步驟一第I步采集的最少24小時(shí)數(shù)據(jù)中，在生產(chǎn)班組的生產(chǎn)情況記錄中為正常工況的時(shí)間段中隨機(jī)選取最少5小時(shí)數(shù)據(jù)，從非正常工況的時(shí)間段中隨機(jī)選取最少2小時(shí)數(shù)據(jù)。-
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，其特征是所述中《取值為I，P取值為I，P取值為5，取值為10 ￥取值為0.05 q取值為0.05。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于半監(jiān)督主元分析的過程監(jiān)控方法，其特征是所述步驟二第I步中傳感器是指溫度傳感器、流量傳感器、液位傳感器和壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103559401SQ201310551626
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】王健, 韓志艷 申請(qǐng)人:渤海大學(xué)