【摘要】：作為鋁型材擠壓生產(chǎn)的執(zhí)行設(shè)備,鋁型材擠壓機(jī)在擠壓生產(chǎn)線中起著至關(guān)重要的作用,擠壓機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)鋁型材產(chǎn)品質(zhì)量有決定性作用。一旦擠壓設(shè)備存在異常,將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。若是異常長(zhǎng)期得不到有效處理,導(dǎo)致異常狀態(tài)轉(zhuǎn)移引發(fā)停機(jī)故障甚至造成安全事故,將會(huì)給企業(yè)帶來巨大成本損失和信譽(yù)損失。隨著工業(yè)制造與信息技術(shù)的融合以及用于監(jiān)測(cè)溫度、壓力、流量等過程變量的智能儀表、DCS和現(xiàn)場(chǎng)總線等先進(jìn)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,利用數(shù)據(jù)挖掘解決異常檢測(cè)成為研究熱點(diǎn),但現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)備異常檢測(cè)方法面對(duì)數(shù)據(jù)不完整、工況復(fù)雜等不確定性問題嚴(yán)重的情況時(shí),在實(shí)際應(yīng)用中檢測(cè)精度不能滿足生產(chǎn)要求。貝葉斯網(wǎng)絡(luò)作為一種強(qiáng)有力的不確定性知識(shí)表達(dá)與推理模型,具有強(qiáng)大的不確定性問題處理能力,能有效的進(jìn)行多源的信息表達(dá)與融合,近年來深受國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者的重視。為此,本文提出了基于貝葉斯網(wǎng)的鋁型材擠壓過程能耗異常檢測(cè)和定位方法。首先研究了擠壓過程能量轉(zhuǎn)化機(jī)理并由此建立了各模塊的能耗模型,分析擠壓力、擠壓速度等關(guān)鍵因素對(duì)能耗的影響規(guī)律,并以關(guān)鍵因素為結(jié)點(diǎn)構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò);然后將生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù),進(jìn)行貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)學(xué)習(xí)與異常檢測(cè)仿真實(shí)驗(yàn)。最后綜合所研究?jī)?nèi)容,實(shí)現(xiàn)擠壓過程能耗異常檢測(cè)模塊。本文的具體研究工作包括:(1)基于擠壓機(jī)理,分析了其出現(xiàn)異常的原因。同時(shí),以擠壓周期的能量傳輸過程以及能量損耗特點(diǎn)為基礎(chǔ)構(gòu)建了擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)能耗模型,由此分析擠壓關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)能耗的影響規(guī)律。(2)結(jié)合擠壓能耗模型,根據(jù)擠壓力、擠壓速度等關(guān)鍵因素影響因素與能耗之間的因果轉(zhuǎn)化關(guān)系,構(gòu)建了擠壓機(jī)異常檢測(cè)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(3)分析得到的異常檢測(cè)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),引入連續(xù)結(jié)點(diǎn)的離散化算法。利用Gibbs Sampling算法進(jìn)行不完整數(shù)據(jù)的參數(shù)學(xué)習(xí)。創(chuàng)新性地將異常檢測(cè)問題和原因定位問題轉(zhuǎn)換為后驗(yàn)概率問題和最大可能解釋問題,利用貝葉斯推理算法進(jìn)行異常檢測(cè)與原因定位。通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)推理實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型在在分析不完整數(shù)據(jù)集的有效性,對(duì)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的異常檢測(cè)有實(shí)際意義。(4)綜合上述研究?jī)?nèi)容,采用Java語(yǔ)言開發(fā)了基于HDFS集群的擠壓機(jī)異常報(bào)警模塊,對(duì)已有的擠壓機(jī)能源管理系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)充和性能擴(kuò)展,并在鋁型材企業(yè)得到初步應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP181;TG375.2
【圖文】：

擠壓力與擠壓速度趨勢(shì)

16圖 3-2 正常擠壓過程能耗走向圖Figure3-2 Energy consumption trend diagram of normal extrusion process

圖 3-3 擠壓過程能耗點(diǎn)異常Figure3-3 Abnormal energy consumption point in the extrusion process在圖 3-3 中，異常點(diǎn)用紅色三角形標(biāo)出，通過觀察多個(gè)擠壓周期的生產(chǎn)實(shí)際狀況，一般在擠壓前進(jìn)和快速后退階段能耗異常較為常見。

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本文編號(hào)：2750908