[發明專利]一種復雜制造過程感知數據預處理方法及裝置

在審

• 申請號: 201810896758.6
• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109189768A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 張彩霞;王向東;王新東;胡紹林
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G06F16/215
• 分類號: G06F16/215
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王國標

本公開提供一種復雜制造過程感知數據預處理方法及裝置，針對復雜制造過程中傳感器性能、數據傳輸等導致傳感器數據失真或丟失，通過傳感器實時讀取數控機床制造過程的原始感知數據，檢測原始感知數據的噪聲失真數據標記噪聲失真數據點，修復原始感知數據的噪聲失真數據點，將處理好感知數據存儲到數據庫，從而實現對原始數據中噪聲和部分受損數據進行修復處理，解決復雜制造過程中的感知數據采集的數據質量問題。

技術領域

本公開涉及智能制造技術領域，特別涉及一種復雜制造過程感知數據預處理方法及裝置。

背景技術

在復雜制造過程中，由于單個傳感器只能獲取機器的局部的信息，對于功能部件多、故障信息復雜的復雜制造的數控機床，由于機床功能部件種類復雜，外界突然事件也會導致數據異常波動，多信號調制和監測信號種類多樣性的特點，使制造過程早期故障感知信息十分微弱，加之不同空間運行環境和隨機誤差的干擾，使得早期故障識別“雪上加霜”。必須消除不同空間運行環境和隨機誤差的干擾，凸顯復雜制造過程健康指標的故障演化趨勢。

在復雜制造過程中感知系統采集到的感知數據不可避免的出現受損、干擾，丟失等情況，因此需要一些技術手段進行對數據進行規范和修復，需要對原始數據中噪聲和部分丟失數據進行修復處理。

發明內容

針對上述技術問題，本公開提供一種復雜制造過程感知數據預處理方法及裝置，針對復雜制造過程中傳感器性能、數據傳輸等導致傳感器數據失真或丟失，對原始數據中噪聲和部分受損數據進行修復處理，解決復雜制造過程中的感知數據采集的數據質量問題。

所述一種復雜制造過程感知數據預處理方法具體包括以下步驟：

步驟1，傳感器實時讀取數控機床制造過程的原始感知數據；

步驟2，檢測原始感知數據的噪聲失真數據標記噪聲失真數據點；

步驟3，修復原始感知數據的噪聲失真數據點；

步驟4，將處理好感知數據存儲到數據庫中。

進一步地，在步驟1中，所述原始感知數據為傳感器實時獲取到的數據，所述傳感器包括直線位移光柵傳感器、接近開關、溫度傳感器、霍爾傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、速度傳感器，用于檢測位置、計數、角位移、直線位移、溫度、磁場強度、壓力、速度數據，所述原始感知數據包括傳感器編號、采集物理量、采集時間。

進一步地，在步驟2中，所述檢測原始感知數據的噪聲失真數據標記噪聲失真數據點的方法包括以下步驟：

步驟2.1，構建正態分布構建噪聲數據判定函數，其中，σ為最近1小時內采集到原始感知數據的采集物理量標準差，μ為最近1小時內采集到原始感知數據的采集物理量均值，x為當前的傳感器感知的原始感知數據的采集物理量；

步驟2.2，當x落在f(x)的(μ-2.5σ,μ+2.5σ)以外的概率小于千分之2.5，即判定x為噪聲數據；

步驟2.3，將噪聲數據x標記為噪聲失真數據點。

進一步地，在步驟3中，所述修復原始感知數據的噪聲失真數據點的方法包括以下步驟，

步驟3.1，根據采集時間判斷當前的噪聲失真數據點之前的噪聲失真數據點的時間是否超過失真閾值，即判斷本噪聲失真數據點的連續噪聲時間是否超過失真閾值；

步驟3.2，將小于或等于失真閾值的噪聲失真數據點以傳感器最近1小時內采集到原始感知數據的采集物理量的均值覆蓋填充；

步驟3.3，將大于失真閾值的噪聲失真數據點以傳感器最近30分鐘內采集到原始感知數據的采集物理量的均值覆蓋填充；

所述失真閾值默認為0.5秒，可人工調整。