【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，屬于復(fù)雜流程工藝參數(shù)優(yōu)化。
技術(shù)介紹
1、不同于離散制造，流程制造主要通過功能不同的工藝參數(shù)協(xié)同運(yùn)行實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，所以，流程工藝整體優(yōu)化的關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的聯(lián)合優(yōu)化，即在發(fā)生質(zhì)量波動時(shí)通過調(diào)整工藝參數(shù)快速實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的控制和優(yōu)化。此外，復(fù)雜流程制造具有工藝過程復(fù)雜、工藝參數(shù)間質(zhì)能耦合嚴(yán)重、工藝數(shù)據(jù)時(shí)序性強(qiáng)等特點(diǎn)，這使得難以通過統(tǒng)計(jì)分析的方法優(yōu)化流程工藝參數(shù)，因此，如何實(shí)現(xiàn)復(fù)雜流程工藝建模預(yù)測，進(jìn)而快速高效地對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控是實(shí)現(xiàn)流程車間智能優(yōu)化決策的核心問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供了一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，以用于解決流程制造中工藝參數(shù)繁多的優(yōu)化技術(shù)問題。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
3、根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面，提供了一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，包括以下步驟：
4、s1、對流程工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，獲得預(yù)處理后的流程工藝數(shù)據(jù)集；預(yù)處理后的流程工藝數(shù)據(jù)集由工藝參數(shù)和質(zhì)量指標(biāo)組成，表示為d＝{xmn,yn}，其中xmn代表第n個(gè)樣本的第m個(gè)工藝參數(shù)，yn代表第n個(gè)樣本的質(zhì)量指標(biāo)；
5、s2、對m個(gè)工藝參數(shù)逐個(gè)分析其與質(zhì)量指標(biāo)之間的相關(guān)性，以確定每個(gè)工藝參數(shù)對質(zhì)量指標(biāo)的重要程度；
6、s3、依據(jù)工藝參數(shù)對質(zhì)量指標(biāo)的重要程度進(jìn)行降序排序，獲得以重要程度排序后的工藝參數(shù)；
7、s4、依據(jù)排序后的
8、s5、對于第1層-第c層工藝參數(shù)組合，按照從第c層工藝參數(shù)組合至第1層工藝參數(shù)組合的順序依次進(jìn)行建模尋優(yōu)，獲得第1層工藝參數(shù)組合最優(yōu)解～第c層工藝參數(shù)組合最優(yōu)解。
9、進(jìn)一步地，所述s4，包括：
10、s4.1、構(gòu)建分層模型；
11、s4.2、將以重要程度排序后的工藝參數(shù)作為待分層工藝參數(shù)；依據(jù)分層模型對待分層工藝參數(shù)進(jìn)行分層，每次分層后將第q次分層的分界點(diǎn)及分界點(diǎn)之前的待分層工藝參數(shù)作為第q層工藝參數(shù)組合，將第q層工藝參數(shù)組合從待分層工藝參數(shù)中刪除以更新待分層工藝參數(shù)，直至達(dá)到終止條件，獲得多層級的工藝參數(shù)組合。
12、進(jìn)一步地，所述s4.2中，依據(jù)分層模型對待分層工藝參數(shù)進(jìn)行分層，具體為：
13、選取待分層工藝參數(shù)中相關(guān)性最大的工藝參數(shù)作為第q次分層的初始工藝參數(shù)；依據(jù)初始工藝參數(shù)和質(zhì)量指標(biāo)構(gòu)建第q數(shù)據(jù)集qq1；
14、將數(shù)據(jù)集qq1作為分層模型第1次訓(xùn)練的輸入，通過分層模型進(jìn)行迭代訓(xùn)練，以獲得擬合優(yōu)度；對于第p次迭代訓(xùn)練過程中，在數(shù)據(jù)集qqp-1的基礎(chǔ)上增加一個(gè)工藝參數(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)集qqp，將數(shù)據(jù)集qqp作為第p次訓(xùn)練的分層模型的輸入，以獲得擬合優(yōu)度；以此類推，直至待分層工藝參數(shù)中所有工藝參數(shù)均參與迭代，獲得待分層工藝參數(shù)中所有工藝參數(shù)的擬合優(yōu)度；
15、依據(jù)所有待分層工藝參數(shù)的擬合優(yōu)度，計(jì)算穩(wěn)定性指標(biāo)；依據(jù)穩(wěn)定性指標(biāo)，從所有待分層工藝參數(shù)中確定第q次分層的分界點(diǎn)；將待分層工藝參數(shù)中第q次分層的分界點(diǎn)及分界點(diǎn)之前的工藝參數(shù)作為第q層工藝參數(shù)組合，將第q層工藝參數(shù)組合從待分層工藝參數(shù)中刪除以更新待分層工藝參數(shù)以用于第q+1次分層。
16、進(jìn)一步地，所述終止條件為：待分層工藝參數(shù)中排序在第一位的工藝參數(shù)所對應(yīng)的相關(guān)性小于0.5。
17、進(jìn)一步地，所述穩(wěn)定性指標(biāo)ci的計(jì)算具體為：
18、ci＝si·mi
19、其中，si表示當(dāng)前待分層工藝參數(shù)中排序號i的工藝參數(shù)的斜率變化率，i＝1,2,3,....,i-3，i表示當(dāng)前待分層工藝參數(shù)中工藝參數(shù)總數(shù)；mi表示當(dāng)前待分層工藝參數(shù)中排序號i的工藝參數(shù)的突變程度。
20、進(jìn)一步地，所述斜率變化率，表達(dá)式為：
21、
22、其中，ei表示當(dāng)前待分層工藝參數(shù)中排序號1～排序號i的工藝參數(shù)與質(zhì)量指標(biāo)構(gòu)建數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證獲得的擬合優(yōu)度值。
23、進(jìn)一步地，所述突變程度，表達(dá)式為：
24、
25、其中，ei表示當(dāng)前待分層工藝參數(shù)中排序號1～排序號i的工藝參數(shù)與質(zhì)量指標(biāo)構(gòu)建數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練和驗(yàn)證獲得的擬合優(yōu)度值。
26、進(jìn)一步地，所述建模尋優(yōu)具體為：對于第1次尋優(yōu)：依據(jù)隨機(jī)森林回歸模型建立第c層工藝參數(shù)組合與質(zhì)量指標(biāo)之間的非線性映射模型，并調(diào)用改進(jìn)粒子群算法進(jìn)行全局優(yōu)化，獲得第c層工藝參數(shù)組合的最優(yōu)解；對于第2次尋優(yōu)：依據(jù)隨機(jī)森林回歸模型建立第c-1層工藝參數(shù)組合+第c層工藝參數(shù)組合的最優(yōu)解與質(zhì)量指標(biāo)之間的非線性映射模型，并調(diào)用改進(jìn)粒子群算法進(jìn)行全局優(yōu)化，獲得第c-1層工藝參數(shù)組合最優(yōu)解；以此類推，直至獲得第1層工藝參數(shù)組合最優(yōu)解，即經(jīng)過c次建模尋優(yōu)獲得第1層工藝參數(shù)組合最優(yōu)解～第c層工藝參數(shù)組合最優(yōu)解。
27、根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面，提供了一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，包括用于執(zhí)行如上述中任一項(xiàng)所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法的模塊。
28、根據(jù)本專利技術(shù)的第三方面，提供了一種終端設(shè)備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可被所述處理器運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述中任意一項(xiàng)所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法。
29、本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)首先基于分層遞進(jìn)理念，將工藝參數(shù)按照相對質(zhì)量指標(biāo)的重要性進(jìn)行分層劃分；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行建模尋優(yōu)，獲取最優(yōu)工藝參數(shù)組合；建模尋優(yōu)過程中，每次優(yōu)化所得的最優(yōu)參數(shù)組合作為常數(shù)輸入至下一次建模尋優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的多層級遞進(jìn)優(yōu)化。通過本專利技術(shù)有效地解決了復(fù)雜流程制造建模預(yù)測精度不高和工藝參數(shù)繁多導(dǎo)致的優(yōu)化困難問題，這對于流程制造企業(yè)保障工藝質(zhì)量、提高加工效率具有重要意義。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述S4，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述S4.2中，依據(jù)分層模型對待分層工藝參數(shù)進(jìn)行分層，具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述終止條件為：待分層工藝參數(shù)中排序在第一位的工藝參數(shù)所對應(yīng)的相關(guān)性小于0.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述穩(wěn)定性指標(biāo)Ci的計(jì)算具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述斜率變化率，表達(dá)式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述突變程度，表達(dá)式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述建模尋優(yōu)具體為：對于第1次尋優(yōu)
9.一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法的模塊。
10.一種終端設(shè)備，其特征在于：包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器上并可被所述處理器運(yùn)行的程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述s4，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述s4.2中，依據(jù)分層模型對待分層工藝參數(shù)進(jìn)行分層，具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述終止條件為：待分層工藝參數(shù)中排序在第一位的工藝參數(shù)所對應(yīng)的相關(guān)性小于0.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述穩(wěn)定性指標(biāo)ci的計(jì)算具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述斜率變化率，表達(dá)式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向復(fù)雜流程工業(yè)的多層級遞進(jìn)參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，所述突變程度，表達(dá)式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向復(fù)雜...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：范瀚博，劉孝保，王瑯，王玲，張浩杰，
申請(專利權(quán))人：昆明理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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