1、基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song能能 源源原原 料料公用工程公用工程生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程（離散、連續(xù)或間歇）（離散、連續(xù)或間歇）付產(chǎn)品付產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品廢物廢物（氣、液、固）（氣、液、固）市場市場自動化設(shè)備自動化設(shè)備（儀表、（儀表、PLC、DCS、FCS等）等）2022年3月15日星期二 C

2、opyright by Zhihuan Song決策層決策層管理層管理層調(diào)度層調(diào)度層經(jīng)營決策系統(tǒng)經(jīng)營決策系統(tǒng)產(chǎn)品策略產(chǎn)品策略管理信息系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)生產(chǎn)計劃生產(chǎn)計劃生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度指令調(diào)度指令系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化計算機控制系統(tǒng)計算機控制系統(tǒng)控制信息控制信息生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程控制層控制層關(guān)系數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan SongERPEnterprise Resource PlanningPCSProcess Control SystemMESManufacturing Execution System企業(yè)資源計劃

3、企業(yè)資源計劃過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan SongERPEnterprise Resource PlanningPCSProcess Control SystemMESManufacturing Execution System企業(yè)資源計劃企業(yè)資源計劃過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)制造執(zhí)行系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)控與系統(tǒng)監(jiān)控與故障診斷故障診斷2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song2022年3月15日

4、星期二 Copyright by Zhihuan Song102022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song112022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song122022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song132022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song152022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song162022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song172022年3月15日星期二 Copyright

5、 by Zhihuan Song18頻率Hz 頻率Hz 05010015010203040506020100501001503040506000.20.40.60.8-3000-2000-100001000200002004006008001000100200300400500時間/s頻率Hz 2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song192022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song202022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song212022年3月15日星期二 Copyright by Zh

6、ihuan Song222022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song232022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song2412 ,Tnnx xxxR)(1xxxEDTnE,)(21x),(diag21nD2)(iiixEX2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song25XTUUDR)1/(mRTXX2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song2611kniiiiC P V2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song27圖3.1

7、PCA空間降維示意圖2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song28xxCxCxxxS xS xxSSTPPC CIPPCT2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song29S22212212TTkkTxPDtD21kD2/1iTx2,(1)()TknkknFnk2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song30SSPE2SPE2SPExC01/2202200SPE12112(1)1hzhh h2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song3123123,iii 2

8、01321 (2/3)h z2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song32,1,iiiNX12nttt11221122TTTTTTnnkkXt pt pt pt pt pt pE2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song332022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song341.各過程變量均是服從高斯分布的隨機過程2.各過程變量自身是獨立同分布的（i.i.d）2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song35（I）T2和SPE統(tǒng)計量均超過控制界限； （II）T2

9、統(tǒng)計量超過控制界限，SPE統(tǒng)計量沒有超過；（III）T2統(tǒng)計量沒有超過控制界限，SPE統(tǒng)計量超過；（IV）T2和SPE統(tǒng)計量均未超過控制界限。2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song362022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song372022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song382022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song392022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song40 盡管PCA統(tǒng)計模型對引起T2和SPE統(tǒng)計量變化

10、的原因不能給出明確的結(jié)論，但PCA統(tǒng)計模型對過程的變化很敏感。而故障的檢測是故障重構(gòu)、分離和識別的前提，因此PCA仍不失為一種有效的過程監(jiān)測方案。2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song41Evaporator1 Evaporator2 TF XF TS 0 M2 , T2 M1 , X1 雙效蒸發(fā)過程 W1 WS 0 X2 WS1 T1 W2 WF WS2 2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song422022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song432022年3月15日星期二 Copy

11、right by Zhihuan Song442T2SPE2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song45 0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 T2 Value 0 50 100 150 200 250 300 0 20 40 60 80 圖 3.3 加熱管線 1 溫度變化的 PCA 檢測結(jié)果 SPE Value 2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song46 0 50 100 150 0 10 20 30 0 50 100 150 0 2 4 6 圖3.4 傳感器偏差故障的PCA檢

12、測結(jié)果 T2 Value SPE Value 2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song472022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song482022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song49tx2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song502022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song512022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song522022年3月15日星期二 Copyright by Zh

13、ihuan Song532022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song54T2圖粗差檢測2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song552022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song562022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song572022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song582022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song59 1 車次 I J 2J JK X X 加膠點 溫度（時間） 功率 能

14、量 加炭黑點 加油點 排膠點 動作點動作點 K 2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song60 Error 2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song622022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song63波動是魔鬼波動是魔鬼發(fā)現(xiàn)并消滅它！發(fā)現(xiàn)并消滅它！偶然性原因偶然性原因產(chǎn)品質(zhì)量影響較小產(chǎn)品質(zhì)量影響較小技術(shù)上難以消除技術(shù)上難以消除經(jīng)濟上也不值得消除經(jīng)濟上也不值得消除 系統(tǒng)原因系統(tǒng)原因產(chǎn)品質(zhì)量影響大產(chǎn)品質(zhì)量影響大能夠避免和消除能夠避免和消除 2022年3月15日星期二 Copyright by

15、 Zhihuan Song64? ?1964919649一周一周二周二周三周三周平均平均1742615879325711842495886584686104295969566655254353顧客的視角顧客的視角0255075100125最小最小 = 17最大最大 = 118我的視角我的視角025507510012553捕捕 捉捉 客客 戶戶 的的 著著 眼眼 點點 - - Y Y 的的整個整個分布狀況分布狀況2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song66你不知道廢品何時會出現(xiàn)，所能做的就是挑出廢品你不知道廢品何時會出現(xiàn)，所能做的就是挑出廢品 !SpecLS

16、LUSL我們合格我們合格Spec-in就合格就合格I am Data(我活著我活著)Spec-out不合格不合格檢出不良檢出不良2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song67預(yù)預(yù) 防防 & 控控 制制2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song682022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song692022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song712022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song72 傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺傳感器網(wǎng)絡(luò)平

17、臺 計算機網(wǎng)絡(luò)平臺計算機網(wǎng)絡(luò)平臺集成軟件平臺集成軟件平臺數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)平臺信息集成信息集成PCS系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控MESERP知識管理知識管理2022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song732022年3月15日星期二 Copyright by Zhihuan Song74OS：操作站；：操作站；ES：工程師站；：工程師站； IOU：IO單元；單元； ACS：區(qū)域控制站；：區(qū)域控制站； MFS：多功能計算站；：多功能計算站；BCU：總線變換單元；：總線變換單元；CIU：通訊接口單元；：通訊接口單元；PCS：過程控制站；：過程控制站；LCS：邏輯控制站；邏輯控制站；DAS：數(shù)：數(shù)據(jù)采集站；據(jù)采集站；SBUS：系統(tǒng)