国家自然科学基金重点项目“工业大数据环境下面向智能制造系统的质量科学管控方法研究”科普网站(项目号:71932006)
在智能制造系统中,质量波动的在线监测与诊断是确保产品质量稳定性和生产过程高效性的关键环节。本项目第三个子课题聚焦于这一重要领域,致力于解决智能制造环境下网络结构数据的建模、监视与诊断问题,以提升制造系统的智能化水平。
(一)基于网络结构质量数据的统计建模
本研究深入分析制造系统中网络结构数据的波动模式与规律,构建合理的统计模型以刻画数据间的复杂互联关系。通过引入网络模型,综合考虑拓扑结构的全局信息与临近节点的局部信息,保留更多有价值的数据特征。对于已知网络结构的数据,利用其相互影响关系进行协同监控;而对于未知网络结构的数据,则先对网络结构进行估计,再进行后续建模分析。
(二)基于网络结构数据的在线监视与预警
在建立恰当的网络结构数据模型基础上,本研究进一步开发相应的检验统计量,用于判断系统运行是否处于异常状态。通过准确定义系统的正常与异常状态,找出二者间的显著差异,从而设定合适的检验统计量实现有效监视。同时,充分考虑网络数据的时空相关性、层次性以及动态变化特性,设计出能够区分局部异常与全局异常的监视策略,确保在不同异常情况下都能及时发出警报。
(三)基于网络结构质量数据的异常诊断
当系统发生报警时,本研究提出的方法能够快速追溯到异常发生的根源。通过设计合理的异常分析模型,在监控过程中记录不同潜在异常来源的中间变量。一旦检测到异常,便通过对这些中间变量的分析,准确定位异常的来源与开始变化的时间,从而为快速反应与处理提供有力支持。
1. 成功建立了适用于智能制造系统网络结构质量数据的统计模型,有效刻画了数据的时空相关性、层次性与传递性,为后续的监视与诊断工作奠定了坚实基础。
2. 开发了针对网络结构数据的在线监视方法,能够快速、准确地检测出系统运行中的局部与全局异常,显著提高了智能制造系统的异常预警能力。
3. 提出了有效的异常诊断策略,实现了从复杂网络结构数据中快速追溯异常根源,解决了传统方法难以准确定位异常来源的问题,为智能制造系统的高效运维提供了有力保障。
在国内外权威期刊发表多篇高水平学术论文,如《IISE Transactions》《Journal of Quality Technology》《Reliability Engineering & System Safety》等,为智能制造领域质量波动监测与诊断研究提供了新方法与新思路
相关技术成果在多家制造企业得到应用,有效提升了企业的质量管控水平与生产效率,降低了生产成本,增强了企业在市场中的竞争力。
声明: 本网站内容主要基于国家自然科学基金项目的相关材料生成,旨在向公众介绍工业大数据环境下质量科学的研究内容和重要意义。
@项目研究组