基于数据驱动的系统监控与故障诊断.
自动化系统的故障检测与诊断
自动化系统的故障检测与诊断自动化系统的故障检测与诊断是保证自动化系统正常运行的重要环节。
它能帮助用户快速识别系统中的故障，并提供相应的解决方案，以减少停机时间和维修成本。
本文将介绍自动化系统故障检测与诊断的原理、方法和应用。
一、故障检测的原理故障检测是通过监测系统的输入和输出，分析系统运行状态的差异来判断是否存在故障。
其基本原理是将系统的实际输出与期望输出进行比较，如果二者存在差异，则系统可能存在故障。
故障检测通常基于故障模型，即预先定义的故障类型和对应的故障特征。
通过与故障模型进行匹配，可以确定系统中可能存在的故障类型。
常见的故障类型包括传感器故障、执行器故障、通信故障等。
二、故障检测的方法1. 基于模型的方法：基于模型的故障检测方法是指利用系统的数学模型，通过与实际系统数据进行比较，检测系统中的故障。
这种方法需要准确的系统模型和实时的系统状态信息，适用于对系统有较好了解的情况。
2. 基于数据驱动的方法：基于数据驱动的故障检测方法是指通过分析系统输入输出数据的统计特征，来判断系统是否存在故障。
这种方法不需要准确的系统模型，但需要大量的历史数据进行分析。
常用的数据驱动方法包括神经网络、支持向量机等。
3. 基于知识的方法：基于知识的故障检测方法是指通过专家知识和规则，利用推理和逻辑推断的方法来判断系统的故障。
这种方法需要专家的经验和知识，适用于系统问题较为复杂的情况。
三、故障诊断的原理故障诊断是在故障检测的基础上，进一步确定故障的具体原因和位置。
通过分析故障的特征和系统的结构，可以推断出故障的可能原因，并确定具体的诊断措施。
故障诊断通常基于故障特征库和故障推理算法。
故障特征库存储了系统中各种故障类型的特征信息，如故障模式、故障原因、故障表现等。
故障推理算法根据故障特征库中的信息，通过逻辑推理、模式匹配等方法，得出最可能的故障原因和位置。
四、故障诊断的方法1. 基于模型的方法：基于模型的故障诊断方法是指利用系统的数学模型，通过与实际系统的状态进行比较，推断出故障的可能原因和位置。
基于数据驱动的故障检测与诊断技术及其应用研究
基于数据驱动的故障检测与诊断技术及其应用研究随着对复杂工业过程的可靠性、安全性和疾病诊断的准确性的要求日益提高,故障检测与诊断技术成为了人们关注的热点课题之一,在解决过程控制、生物医学等领域的实际问题中得到了广泛应用。
一方面,过程系统集成度的提高,系统单元之间的关联度增强,对过程控制提出了更高的要求;另一方面,由于现代医学疾病的复杂性,仅凭借医师的从业经验与专业技能,容易作出与疾病本身状态偏差较大的分析,需要开发客观高效的疾病诊断方法。
由于互联网和信息管理系统的快速发展,采集和存储的过程数据呈指数级增长,需要从大样本的数据中提取重要信息,建立合理的检测与诊断模型。
此外,时间、成本、隐私等因素的限制了疾病数据的采集,且这些数据中包含了大量的冗余特征参数,需要为高维少样本的数据开发高性能的诊断系统。
在这样的背景下,加上计算机网络、数据挖掘、模式识别等技术的快速发展,以数据为驱动、基于统计机器学习的过程监控方法和基于智能计算的疾病诊断方法应运而生,受到了研究人员的广泛关注。
目前,基于数据驱动的故障检测与诊断方法在过程控制领域已经取得了许多研究成果,其中大多数方法在建模时对过程数据设定了一些假设条件,如单一运行模态、线性过程、稳定的运行状态等。
然而,由于市场策略调整、产品指标变动、生产条件变更等因素,数据常常无法满足上述假设条件,导致这些监控方法难以获得理想的性能。
本论文针对大样本的过程数据在实际应用中的具体问题,在统计机器学习方法的基础上,经过详细分析和系统研究,提出了一系列过程控制方法,达到了令人满意的监控效果;同时,根据疾病数据高维少样本的特点,围绕如何选择与疾病相关的重要特征开展研究,提出了智能化的诊断策略。
本论文的主要研究内容概括如下。
1、针对多模态的非线性过程监控问题,从概率角度分析数据,提出了一种概率核主元分析混合模型(PKPCAM)。
在高维的特征空间构建概率主元混合模型,将多模态的数据刻画成多个局部主元分量;根据贝叶斯推理策略,将局部分量的后验概率与马氏距离结合,形成全局统计指标,度量样本偏离正常操作的程度。
基于数据驱动的故障诊断与预测方法研究
基于数据驱动的故障诊断与预测方法研究1. 引言随着现代科技的发展，各种设备和系统的日益复杂性给故障诊断与预测带来了新的挑战。
传统的基于物理模型的方法不仅需要精确地描述系统的物理特性，还需要大量的运行数据作为输入，这在实际应用中常常十分困难。
因此，基于数据驱动的故障诊断与预测方法逐渐成为了研究的热点。
2. 数据驱动方法简介数据驱动的故障诊断与预测方法是一种不依赖于传统物理模型的技术。
它通过收集设备或系统的运行数据，通过数据分析和建模，来实现对设备或系统状态的诊断与预测。
这种方法具有成本低、操作简单、适用范围广等优点，因此备受关注。
3. 数据采集与处理在数据驱动的故障诊断与预测方法中，数据采集是第一步并且也是最重要的一步。
通常采集到的数据包括设备的传感器数据、系统的状态数据等。
而在采集数据后，还需要对数据进行处理。
数据处理包括数据清洗、数据标准化等，这些步骤可以提高数据的质量，避免噪声对分析结果的干扰。
4. 特征提取与选择在数据驱动的故障诊断与预测方法中，特征提取与选择是非常重要的一环。
通过提取设备或系统运行数据中的关键特征，可以帮助我们更好地理解设备的状态，并为后续的诊断与预测提供依据。
特征选择则是指从大量的特征中选择出对故障诊断与预测具有重要影响的子集，以提高模型的准确性和计算效率。
5. 模型建立与训练在数据驱动的故障诊断与预测方法中，模型的建立与训练是核心环节。
常用的建模方法包括神经网络、支持向量机、决策树等。
这些方法可以利用已处理的数据特征来建立模型，从而实现对设备或系统状态进行诊断与预测。
在建立模型后，还需要进行训练，从而得到具有故障诊断与预测能力的模型。
6. 故障诊断与预测通过建立训练好的模型，我们可以应用于实际的故障诊断与预测任务中。
通过将实时数据输入到模型中，我们可以从模型中得到设备或系统当前的状态以及未来可能发生的故障情况。
这为维修和保养提供了重要的指导。
7. 实例分析为了更好地理解基于数据驱动的故障诊断与预测方法，我们以一个具体的实例进行分析。
电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析
电力系统设备状态监测与故障诊断技术分析一、概述随着电力工业的快速发展，电力系统设备的安全稳定运行对于保障社会经济的持续发展和人民生活的正常进行具有至关重要的意义。
由于设备老化、运行环境恶劣以及人为操作失误等多种因素的影响，电力系统设备在运行过程中难免会出现各种故障。
对电力系统设备进行状态监测与故障诊断技术的研究与应用，成为了确保电力系统安全稳定运行的关键环节。
状态监测技术是指通过实时采集设备运行状态信息，对设备的健康状况进行实时监测和评估的技术。
该技术能够及时发现设备的异常状态，为故障诊断提供有力的数据支持。
而故障诊断技术则是根据状态监测所获得的数据，结合设备的结构特点、工作原理以及运行环境等因素，对设备故障进行准确判断和定位的技术。
通过故障诊断，可以确定故障的原因、程度和范围，为后续的维修和更换工作提供指导。
近年来，随着传感器技术、信号处理技术和人工智能技术的不断发展，电力系统设备状态监测与故障诊断技术也取得了显著的进步。
各种新型传感器和监测设备的出现，使得状态信息的获取更加准确和全面信号处理技术的发展，使得对监测数据的分析和处理更加高效和精确而人工智能技术的应用，则为故障诊断提供了更加智能和自动化的方法。
尽管取得了这些进展，但电力系统设备状态监测与故障诊断技术仍面临着一些挑战和问题。
例如，对于复杂设备和系统的监测与诊断，需要更加深入的理论研究和更加完善的技术体系同时，还需要解决在实际应用过程中可能出现的误报、漏报等问题，提高监测与诊断的准确性和可靠性。
本文旨在对电力系统设备状态监测与故障诊断技术进行深入的分析和研究，探讨其在实际应用中的优势和不足，并提出相应的改进和发展方向。
通过对该技术的深入研究和应用推广，有望为电力系统设备的安全稳定运行提供更加坚实的技术保障。
1. 电力系统设备状态监测与故障诊断的重要性在电力系统中，设备状态监测与故障诊断技术的应用具有极其重要的意义。
这一技术能够确保电力系统的稳定运行。
电动机的故障诊断与智能监测系统
电动机的故障诊断与智能监测系统一、引言电动机作为工业生产中常见的设备之一，在生产过程中可能会遇到各种故障，给生产带来困扰。
因此，开发一种高效准确的电动机故障诊断与智能监测系统具有重要意义。
本文将探讨电动机故障诊断与智能监测系统的原理、应用及未来发展趋势。
二、电动机故障诊断原理1. 传统故障诊断方法传统的电动机故障诊断方法主要基于经验和直观判断，如通过声音、振动、温度等指标来判断电动机是否存在故障。
然而，这种方法存在主观性强、准确率低等问题。
2. 基于传感器数据的故障诊断基于传感器数据的故障诊断方法主要利用电动机工作过程中产生的振动、电流、温度等数据进行分析。
通过建立数学模型和采用信号处理算法，可以对电动机是否存在异常进行准确判断。
三、电动机智能监测系统的应用1. 故障预警电动机智能监测系统可以通过实时监测电动机的运行状态，分析数据并比对预设的故障模型，提前预警电动机的潜在故障，以避免因故障导致的停机和损失。
2. 故障诊断电动机智能监测系统可以根据传感器数据对电动机进行故障诊断，准确判断故障类型和位置。
通过及时的故障诊断，可以快速采取修复措施，避免故障扩大和带来更大的损失。
3. 运行优化电动机智能监测系统通过对电动机的运行数据进行分析，可以判断电动机的性能和效率。
通过优化电动机的运行参数，可以提高生产效率，降低能耗，并延长电动机的使用寿命。
四、电动机故障诊断与智能监测系统的发展趋势1. 数据驱动的故障诊断与预测随着大数据和人工智能技术的快速发展，电动机故障诊断与智能监测系统将更加依赖数据分析和模型算法，能够实现更准确的故障诊断和预测。
2. 云端监控与远程管理随着物联网技术的不断进步，电动机智能监测系统可以实现云端监控和远程管理，工程师可以通过手机或电脑随时随地监测电动机的运行状态，并进行相应的管理和维护。
3. 智能维修和预防性保养未来的电动机智能监测系统将结合机器学习和自动化技术，能够自主进行故障维修和预防性保养。
数据驱动的流程工业非线性过程监测与故障诊断
VS
数据预处理
为了使算法能够更好地理解和使用数据， 需要对数据进行预处理，包括标准化、归 一化、去除冗余特征等操作。
非线性过程监测与故障诊断的实时性
实时性要求
在流程工业中，由于生产过程的连续性， 对非线性过程监测与故障诊断的实时性要 求较高。因此，需要选择快速且准确的算 法来进行处理和分析。
实时监测与诊断
在处理实时数据流时，需要利用高效的计 算方法和优化技术，实现快速的过程监测 和故障诊断，以确保及时采取应对措施， 避免事故发生。
模型更新与在线学习
模型更新
在面对不断变化的工业过程时，需要不断地 更新和优化模型，以适应新的运行条件和故 障模式。因此，需要研究有效的在线学习算 法，实现在线模型的更新和优化。
实时收集并分析生产过程中的数据，对异常数据进行预 警和干预，确保生产过程的稳定性和安全性。
优化控制
根据监测数据，对生产过程进行优化控制，提高产品质 量和产量，同时降低能源消耗和环境污染。
设备预防性维护与管理
设备状态监测
通过数据监测，实时掌握设备的运行状态，预测设备可能出现的故障，及时进行维修和更换。
要点二
故障诊断技术的发展 历程
从早期的基于专家经验的故障诊断方 法，到后来的基于模型的方法和数据 驱动的方法，故障诊断技术不断发展 和完善。
要点三
数据驱动的故障诊断 方法的优势
数据驱动的方法具有无需先验模型、 能够处理复杂过程和非线性问题等优 点，逐渐成为研究的热点。
基于数据驱动的故障诊断方法
基于数据驱动的故障诊断方法的总体框架：包括数据采集、特征提取、状态监测和故障诊断四个阶 段。
基于数据驱动的非线性过程监测技术
01
数据预处理
基于数据驱动的故障诊断方法综述
基于数据驱动的故障诊断方法综述一、本文概述随着工业技术的快速发展和智能化水平的提升，设备故障诊断技术在保障工业系统安全、稳定、高效运行方面发挥着日益重要的作用。
基于数据驱动的故障诊断方法，作为一种新兴的故障诊断技术，近年来受到了广泛的关注和研究。
本文旨在对基于数据驱动的故障诊断方法进行综述，分析其主要特点、研究现状和发展趋势，以期为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考和启示。
本文将简要介绍故障诊断技术的背景和重要性，阐述基于数据驱动的故障诊断方法的基本原理和核心思想。
在此基础上，重点分析各种基于数据驱动的故障诊断方法的优缺点，包括基于统计分析的方法、基于机器学习的方法、基于深度学习的方法等。
同时，结合具体的应用案例，探讨这些方法在实际故障诊断中的应用效果和挑战。
本文将对基于数据驱动的故障诊断方法的研究现状进行梳理和评价，包括理论研究的进展、应用领域的拓展以及存在的问题和挑战等。
通过对比分析不同方法的性能表现和适用场景，为研究人员提供选择和优化故障诊断方法的依据。
本文还将展望基于数据驱动的故障诊断方法的发展趋势和未来研究方向。
随着大数据、云计算等技术的快速发展，基于数据驱动的故障诊断方法将不断完善和优化，为工业系统的智能化、自动化和可靠运行提供有力支撑。
通过本文的综述和分析，期望能够为相关领域的研究和实践提供有益的参考和启示。
二、数据驱动故障诊断方法概述随着大数据和技术的快速发展，数据驱动故障诊断方法已成为现代工业系统中的重要手段。
这种方法主要依赖于对系统运行过程中产生的大量数据进行收集、处理和分析，以揭示系统的运行状态和潜在的故障模式。
与传统的基于模型的故障诊断方法相比，数据驱动方法不需要建立精确的数学模型，因此具有更强的适应性和灵活性。
数据驱动故障诊断方法的核心在于利用机器学习、深度学习等人工智能技术对系统数据进行特征提取和模式识别。
其中，机器学习算法能够从数据中学习出故障与正常状态之间的映射关系，进而构建出分类器或预测模型，用于诊断系统是否发生故障以及预测故障的发展趋势。
基于数据驱动的故障诊断方法
基于数据驱动的故障诊断方法基于数据驱动的故障诊断方法是一种利用机器学习和数据分析技术来帮助诊断设备或系统故障的方法。
这种方法通过收集设备或系统的运行数据，并利用这些数据来分析故障原因和预测未来可能出现的故障。
在故障发生时，该方法可以根据历史数据和模型来识别故障模式，并提供准确的故障诊断和解决建议。
在数据采集阶段，需要选择适当的传感器来收集设备或系统的运行数据。
这些数据可以是温度、压力、振动等传感器记录的实时数据，也可以是设备日志、报警记录等非实时数据。
在数据预处理阶段，需要对采集到的数据进行清洗、去噪和归一化等处理，以确保数据的质量和一致性。
这一步骤的目的是减少数据中的噪声和异常值，使数据更加可靠和可分析。
在特征提取阶段，需要从预处理后的数据中提取与故障有关的特征。
这些特征可以是统计量、频域分析结果、时频分析结果等。
通过特征提取，可以将原始数据转化为更具代表性和可分辨性的特征向量，为后续的故障诊断提供输入。
在故障诊断阶段，需要根据特征向量使用机器学习、数据挖掘和模式识别等方法来进行训练和建模。
通过将历史故障数据和相应的特征向量进行训练，可以建立故障分类模型或故障预测模型。
这些模型可以用于识别不同的故障模式，并根据模型对实时数据进行诊断和预测。
基于数据驱动的故障诊断方法的优点是可以自动化、高效和准确。
与传统的基于规则或经验的故障诊断方法相比，它可以更好地捕捉到故障模式和变化，并且可以根据实时数据和模型进行实时诊断和预测。
此外，该方法还可以处理大量的复杂和多变的故障数据，提高故障诊断的可靠性和效率。
然而，基于数据驱动的故障诊断方法也存在一些挑战和限制。
首先，数据采集和处理可能涉及大量的时间和资源。
其次，由于故障数据可能存在噪声和不完整性，建立准确的模型需要足够的训练数据和对数据质量的保证。
最后，模型的训练和更新可能需要专业的领域知识和数据科学技能。
总之，基于数据驱动的故障诊断方法是一种有效的方式来识别和解决设备或系统故障。
基于数据驱动的故障诊断方法综述
基于数据驱动的故障诊断方法综述基于数据驱动的故障诊断方法是一种通过分析和处理实时或历史数据来识别和解决设备或系统故障的方法。
随着大数据和机器学习的发展，这种方法在许多领域得到了广泛应用，包括工业自动化、电力系统、汽车、航空航天等。
本文综述了基于数据驱动的故障诊断方法的主要技术和应用。
基于数据驱动的故障诊断方法通常包括以下步骤：数据采集、数据预处理、特征提取、故障诊断和故障预测。
首先，需要收集设备或系统的传感器数据。
这些数据可以是实时采集的，也可以是历史数据。
然后，进行数据预处理，包括数据清洗、异常值检测、缺失值处理等。
接下来，通过提取特征来描述数据的特性。
这里可以使用一些统计学方法或机器学习算法来提取有用的特征。
然后，利用这些特征进行故障诊断和故障预测。
最后，根据诊断结果采取相应的措施来解决故障。
在数据预处理方面，常见的技术包括数据清洗、异常检测和缺失值处理。
数据清洗是为了去除噪声或错误的数据。
异常检测是为了检测和处理数据中的异常值，这些异常值可能是由于传感器故障或外部干扰引起的。
缺失值处理是为了填补数据中缺失的值，以便更好地利用数据进行故障诊断和预测。
特征提取是基于数据驱动的故障诊断方法中的关键步骤。
特征提取的目的是从原始数据中提取有用的信息以描述故障模式。
常用的特征提取方法包括统计学方法、频谱分析、小波变换等。
统计学方法包括平均值、方差、峰值等，可以用来描述数据的分布和集中趋势。
频谱分析将数据从时域转换到频域，可以从频率特征来描述数据的周期性和频率成分。
小波变换可以将数据从时域转换为时频域，可以同时考虑数据的时域和频域特征。
故障诊断是基于数据驱动的故障诊断方法的核心。
通过建立故障模型，根据输入的特征来判断故障是否发生。
常见的故障诊断方法包括基于规则的方法和基于机器学习的方法。
基于规则的方法是根据已有的经验和知识来制定一组故障诊断规则，根据输入的特征来匹配规则并判断故障类型。
基于机器学习的方法则是通过训练算法从已有的数据中学习故障模式，并根据输入的特征来预测故障类型。
基于数据驱动的故障检测与诊断技术研究
基于数据驱动的故障检测与诊断技术研究随着先进制造和运营管理技术的不断发展，大量的数据从设备、仪器、传感器以及设施中产生，这些数据往往是与设备、仪器、传感器以及设施相关的。
数据的有效分析和利用可以帮助工厂优化生产过程、保障设备运行，从而提高企业生产效率和质量。
在生产过程中，故障检测与诊断技术是一个重要的环节，可以帮助制造企业及时发现设备的故障并及时进行维修。
一、数据驱动的故障检测与诊断技术数据驱动的故障检测与诊断技术利用了数据挖掘和机器学习等技术，从设备、仪器、传感器以及设施产生的数据中提取出有用的信息，预测设备故障的发生时间，并提供相应的维修建议。
数据驱动的故障检测与诊断技术主要通过以下几个步骤来实现：1. 数据采集和预处理在数据采集之前，需要确定哪些数据是需要采集的。
数据采集时，需要采集设备、仪器、传感器以及设施产生的所有有关数据。
采集的数据包括设备启动时间、停止时间、工作状态、能耗、产量、出错次数等。
数据采集后，需要对数据进行预处理，包括数据清洗、数据去重、数据缺失值填补等操作，保证数据的完整性和准确性。
2. 特征提取和选择在数据处理之后，需要从中提取出有用的特征。
特征是从原始数据中提取出来的有意义的数值或属性，可以反映出数据之间的关系和特点。
常用的特征提取方法包括统计方法、时间序列方法、频域方法、小波变换等。
特征的选择需要根据应用场景选择相应的特征子集，提高预测的准确性。
3. 建模和训练建模是从数据中构建数学模型，用于预测设备的故障。
建模主要有两种方法：基于统计分析和基于机器学习。
建模的过程需要分为训练和测试两个阶段。
训练阶段将数据集分为训练集和测试集，利用机器学习算法对模型进行训练，得到较为准确的预测模型。
测试阶段将训练好的模型放入测试集中进行验证，从而得到模型的准确性。
4. 故障检测和诊断故障检测和诊断是对建立好的模型进行应用，实现设备故障的实时检测和预测，以及提供相应的维修建议。
故障检测和诊断可以根据模型的结果进行修正和优化，提高故障检测和诊断的准确性。
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生产过程
2018年8月5日星期日
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企业信息化系统三层结构
ERP
Enterprise Resource Planning
企业资源计划
MES
Manufacturing Execution System
制造执行系统
PCS
Process Control System
2018年8月5日星期日
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基于数据驱动的系统监控
通过对工业过程数据的采集、预处理（滤波、校正等）
和分析（特征提取、模式分类等），监督生产过程的 运行状态，检测系统的故障信息、诊断故障原因，分 析和预测生产过程的动态趋势，从而达到减小产品质 量波动、保障系统可靠运行的目标，使生产系统始终 处于最佳运行状态。
过程控制系统
2018年8月5日星期日
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数据处理的需求
随着计算机测量与控制系统和各种智能化仪表在工业过程中
的广泛应用，大量的过程数据被采集并存储下来。但是这些 包含过程运行状态信息的数据往往没有被有效地利用，以至 出现了所谓的“数据很多，信息很少”的现象。 造成这一现象的主要原因:
2018年8月5日星期日
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1
一个应用实例
利用改进的小波包分频算法进行挖掘机提升系统故障信号的
检测，并成功应用。 已知提升系统轴承因缺损而产生的振动频率为：84.6Hz（内 圈脱落）和58.10Hz（外圈脱落）。 从FFT频谱图可见主要频线为：213.91Hz、429.47Hz和 645.26Hz，它们分别是齿轮啮合频率及其2倍、3倍频率，是 齿轮正常运行时的典型频谱。这些频谱强烈淹没了轴承的故 障信息。
最初是由于工业控制计算机系统缺乏足够的计算能力和统一的数据存 储格式； 缺乏有效的分析算法和可利用的商业软件包； 如何利用这些数据的目的性不够明确。
随着工业计算机技术、现场总线技术的发展，相关的数据分
析理论的研究也取得到了长足的进步。因此，工业界已意识 到并且也已具备了相应的能力，必须将海量的数据变为有用 的信息，服务于生产安全和产品质量控制，以起到降低成本、 提高企业竞争力的作用。
基于数据驱动的系监控与故障诊断
System Monitoring and Fault Diagnosis Based on Data-driven
宋执环 浙江大学控制科学与工程学系
背景介绍与系统构成
系统监控的意义
现代化工业正朝着大规模、复杂化的方向发展，通
常包含高温、高压、易燃、易爆的生产过程，系统一 旦发生事故就会造成人员和财产的巨大损失。 系统监控有2层含义：
过程控制系统
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2018年8月5日星期日
监控系统定位
ERP
Enterprise Resource Planning
企业资源计划
MES
Manufacturing Execution System
制造执行系统
系统监控与 故障诊断
PCS
Process Control System
1
主要数据驱动方法
数字信号处理方法 谱分析、小波分析等 统计分析方法 主元分析（Principal Component Analysis, PCA）、偏最 小二乘（Partial Least Squares, PLS ）、Fisher判别分析、 CVA等 统计学习方法 支持向量机（SVM ）、Kernel学习等 人工智能方法 神经网络、粗糙集、模糊推理、专家系统等
以保证主要设备乃至生产全过程的安全为目标：避免生产 事故、减少财产损失； 为保证产品质量为目标：减少产品质量波动、实现优质高 效。
2018年8月5日星期日
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复杂工业系统
能
原
源
料 生产过程
付产品
产品 废物
（气、液、固）
市场
（离散、连续或间歇）
公用工程
知 识 库
算 法 库
控制
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监控分析方法
统计分析
特征提取
时域特征 频域特征 时间序列图 控制图 标称概率图
时－频域特征
其它模型形式
相关分析
熵分析 信息增益分析
2018年8月5日星期日
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2018年8月5日星期日
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面向故障诊断的系统监控
基本情况
我们的研究工作始于1997年 先后受到4项国家自然科学基金项目（其中2项已完
成，2项在研）、和1项国家863项目和1项浙江省科 技计划项目的支持 主要研究领域：
小波多尺度分析 统计分析方法（PCA、PLS ） 支持向量机（SVM ）、Kernel学习等
自动化设备 （仪表、PLC、DCS、FCS等）
2018年8月5日星期日
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企业信息化系统结构
决策层 管理层 调度层 监控层 控制层 经营决策系统
产品策略
管理信息系统
生产计划
关系数据库
生产调度系统
调度指令
过程监控系统
系统优化
实时数据库
计算机控制系统
控制信息
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监控系统组成结构
2018年8月5日星期日
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监控与故障诊断系统
传感器 自学习
数据库、知识库维护
数据采集
数据预处理
特征提取
集成监控系统 监控 显示 报警 诊断 记录
数 据 库
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基于小波分析的监控方法
利用小波变换进行监控和故障检测的思路： 在进行故障检测时，同时对系统的输入和被检测信号（系统 的输出或可能的状态变量）进行小波变换。 然后分析不同尺度下的信号的变换结果。 在被检测的信号的小波分析中剔除由于输入信号变化引起的 奇异点，那么剩下的奇异点代表的就是系统发生的故障点。