[發明專利]一種基于田口函數-信噪比的特性度量方法和裝置

在審

• 申請號: 202010971720.8
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112101458A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 裴鳳雀;苑明海;顧文斌;李亞東;張晨希
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區;江蘇省中以產業技術研究院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T7/00;G06T7/13;G06F17/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種基于田口函數?信噪比的特性度量方法和裝置，屬于信號處理與特性度量，該方法包括如下步驟：構建加工參數的數據集；對所述數據集進行特征提取形成特征集；基于田口函數對所述特征集進行特性度量。本發明能夠對生產過程中影響特性的加工參數特征進行劃分與提取，通過田口損失函數計算質量特性的偏移程度，利用信噪比實現單加工信號偏移向多信號偏移的耦合。

技術領域

本發明是一種基于田口函數-信噪比的特性度量方法和裝置，屬于信號處理與特性度量領域

背景技術

特性標定在機器學習中有重要作用，它是無監督學習的標簽，是精確度測算的依據，也是特性優化的方向。特性度量過程根據參數特性可分為顯性特性(如加工耗時、焊接溫度、柔性變線增時等)、隱性特性(如生產系統的機加工質量、能量轉化效率等)。其中，顯性特性可采用直接測量；隱性特性(包括未知特性)需構建特性同特征的轉化耦合關系，實現特性量化。因此，特性度量是性能預測和協同優化的基礎。

經研究發現，日本質量研究院田口玄一博士提出的在產品設計中采用田口函數方法，用以表征質量偏移理論值的數學模型與特性度量的邏輯類似，其輸入為各類參數；其中，度量邏輯為耦合各個參數距離目標值的偏移程度，偏移程度大表征設計尺寸波動大。

從上述度量角度考慮，如何將田口函數方法引入特性度量領域，將生產過程中的各類工藝參數的特性情況量化為數值，將有重要的現實意義和實用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供了一種基于田口函數-信噪比的特性度量方法和裝置，將生產過程中的各類工藝參數進行特性度量，并將結果量化為數值，且通過田口函數-信噪比實現了單加工信號偏移向多信號偏移的耦合。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種基于田口函數-信噪比的特性度量方法，包括如下步驟：

構建加工參數的數據集；

對所述數據集進行特征提取形成特征集；

基于田口函數對所述特征集進行特性度量。

進一步的，形成特征集的方法包括：基于馬氏距離的Relief算法進行特征降維進而形成特征集。

進一步的，特征降維的方法包括如下步驟：

對數據集進行歸一化處理；

選取隨機樣本，并計算協方差矩陣和特征向量；

根據協方差矩陣和特征向量，基于馬氏距離的relief算法更新特征權重；

通過迭代計算獲取最終的特征權重，選取特征權重大于特征權重閾值的特征。

進一步的，形成特征集的方法還包括：對所述數據集進行歸一化處理，具體方法表示為：

式中，x′是特征向量值，x′_min特征向量最小值，x′_max特征向量最大值，x是特征向量值x′的歸一化結果。

進一步的，更新特征權重的表達式為：

w_i＝w_i-(x-μ)^T∑^-1(x-μ)

其中，w_i表示第i特征權重的權重向量，i為正整數，x表示特征向量，μ表示數據分布均值，∑表示協方差矩陣。

進一步的，基于田口函數對所述特征集進行特性度量的方法包括如下步驟：

確定所述特征集中每個加工參數的信噪比；