[發明專利]一種基于多元高斯分布的電纜生產質量異常檢測方法和系統

有效

• 申請號: 202010116936.6
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111444471B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 張衛東;張小斐;張富杰;袁少光;耿俊成;萬迪明;朱六璋;許冰;劉艷芳
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;國網信息通信產業集團有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F18/214;G06F18/2135
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

本申請公開了一種基于多元高斯分布的電纜生產質量異常檢測方法和系統，包括對于相同規格、相同質量標準和相同生產流程的電纜，獲取與電纜生產質量相關工序的生產數據，組成電纜生產質量異常檢測的全部樣本集；預處理全部樣本集中的數據，得到訓練集與測試集；通過訓練集擬合電纜生產質量的多元高斯分布模型；根據歷史生產數據和輸電線纜生產質量標準動態調整異常檢測閾值，得到最優異常檢測閾值；結合最優異常檢測閾值，在測試集上對多元高斯分布模型進行驗證；對經過驗證后的多元高斯分布模型，給定輸入數據，進行在線電纜生產質量的異常檢測。可有效進行電纜生產質量的異常檢測，且所需物資和人力成本低，準確度高。

技術領域

本發明屬于工業互聯網技術領域，涉及電纜生產質量異常檢測技術，尤其涉及一種基于多元高斯分布的電纜生產質量異常檢測方法和系統。

背景技術

電力在企業日常生產和民眾日常生活中起到至關重要的供應保障作用，同時還是社會、經濟和國家發展的重要推動力。高壓輸電線纜作為重要的電力傳輸載體，高壓輸電線纜的質量安全關系到電網的運行安全，其質量的管理備受關注。輸電線纜生產質量取決于每個環節質量職能的落實和各環節之間的協調，任何一個環節的失誤都會導致產品質量的下降和成本的上升，而環節的失誤具體體現在生產工序的數據質量。

國家電網公司雖然有《國家電網公司電力線路材料監造大綱》對生產在制過程起到約束作用，但抽檢、送檢依然是質量檢查的主流方式，目前輸電線纜只有在生產完成后才能通過質量檢驗或者用戶投訴后，才能發現質量問題。所以將質量管理前移至生產過程環節，將質量問題控制在生產過程環節，實現質量線纜不出廠門，是實現國家電網公司質量控制的有效舉措。

隨著信息技術的發展與工業4.0概念的提出，工業制造的質量管理也向著智能化、自動化的方向發展。目前對于電纜的質量檢測仍然停留在人工檢查階段，一方面耗費大量人力物力，另一方面電纜質量問題主要曝光在客戶使用一定時間后，因此對于電纜的在線智能質量檢測問題亟待解決。

在線質量管控系統可以在線監控電纜生產過程，對質量進行評級、預警以及異常檢測。電纜質量與生產數據質量息息相關，生產數據本身預示著電纜的生產質量。因此，可以根據生產數據對電纜生產質量的評估和預警。進而保障電纜出場質量，完成系統質量管控功能。

工業生產環境中輸電線纜產生的生產數據噪聲不規律，數據量大，質量標準復雜，為輸電線纜的質量異常檢測帶來巨大挑戰。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本申請提供一種基于多元高斯分布的電纜生產質量異常檢測方法和系統，利用輸電線纜不同生產工序的獨立特征，能夠實現實時在線異常檢測。同時，針對質量標準的復雜性，本申請提出了模型評估閾值動態調整算法，為輸電線纜在生產過程中的質量提供檢測依據，進而保障生產質量。

為了實現上述目標，本申請的第一件發明采用如下技術方案：

一種基于多元高斯分布的電纜生產質量異常檢測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：對于相同規格、相同質量標準和相同生產流程的電纜，獲取與電纜生產質量相關工序的生產數據，組成電纜生產質量異常檢測的全部樣本集；

步驟2：預處理全部樣本集中的數據，得到訓練集與測試集；

步驟3：通過訓練集擬合電纜生產質量的多元高斯分布模型；

步驟4：根據歷史生產數據和輸電線纜生產質量標準動態調整異常檢測閾值，得到最優異常檢測閾值；

步驟5：結合步驟4得到的最優異常檢測閾值，在測試集上對步驟3得到的多元高斯分布模型進行驗證；

步驟6：對經過步驟5驗證后的多元高斯分布模型，給定輸入數據，進行在線電纜生產質量的異常檢測。

本發明進一步包括以下優選方案：