[发明专利]一种复杂制造过程感知数据预处理方法及装置

说明书

本公开提供一种复杂制造过程感知数据预处理方法及装置，针对复杂制造过程中传感器性能、数据传输等导致传感器数据失真或丢失，通过传感器实时读取数控机床制造过程的原始感知数据，检测原始感知数据的噪声失真数据标记噪声失真数据点，修复原始感知数据的噪声失真数据点，将处理好感知数据存储到数据库，从而实现对原始数据中噪声和部分受损数据进行修复处理，解决复杂制造过程中的感知数据采集的数据质量问题。

技术领域

本公开涉及智能制造技术领域，特别涉及一种复杂制造过程感知数据预处理方法及装置。

背景技术

在复杂制造过程中，由于单个传感器只能获取机器的局部的信息，对于功能部件多、故障信息复杂的复杂制造的数控机床，由于机床功能部件种类复杂，外界突然事件也会导致数据异常波动，多信号调制和监测信号种类多样性的特点，使制造过程早期故障感知信息十分微弱，加之不同空间运行环境和随机误差的干扰，使得早期故障识别“雪上加霜”。必须消除不同空间运行环境和随机误差的干扰，凸显复杂制造过程健康指标的故障演化趋势。

在复杂制造过程中感知系统采集到的感知数据不可避免的出现受损、干扰，丢失等情况，因此需要一些技术手段进行对数据进行规范和修复，需要对原始数据中噪声和部分丢失数据进行修复处理。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供一种复杂制造过程感知数据预处理方法及装置，针对复杂制造过程中传感器性能、数据传输等导致传感器数据失真或丢失，对原始数据中噪声和部分受损数据进行修复处理，解决复杂制造过程中的感知数据采集的数据质量问题。

所述一种复杂制造过程感知数据预处理方法具体包括以下步骤：

步骤1，传感器实时读取数控机床制造过程的原始感知数据；

步骤2，检测原始感知数据的噪声失真数据标记噪声失真数据点；

步骤3，修复原始感知数据的噪声失真数据点；

步骤4，将处理好感知数据存储到数据库中。

进一步地，在步骤1中，所述原始感知数据为传感器实时获取到的数据，所述传感器包括直线位移光栅传感器、接近开关、温度传感器、霍尔传感器、电流传感器、电压传感器、压力传感器、液位传感器、速度传感器，用于检测位置、计数、角位移、直线位移、温度、磁场强度、压力、速度数据，所述原始感知数据包括传感器编号、采集物理量、采集时间。

进一步地，在步骤2中，所述检测原始感知数据的噪声失真数据标记噪声失真数据点的方法包括以下步骤：

步骤2.1，构建正态分布构建噪声数据判定函数，其中，σ为最近1小时内采集到原始感知数据的采集物理量标准差，μ为最近1小时内采集到原始感知数据的采集物理量均值，x为当前的传感器感知的原始感知数据的采集物理量；

步骤2.2，当x落在f(x)的(μ-2.5σ,μ+2.5σ)以外的概率小于千分之2.5，即判定x为噪声数据；

步骤2.3，将噪声数据x标记为噪声失真数据点。

进一步地，在步骤3中，所述修复原始感知数据的噪声失真数据点的方法包括以下步骤，

步骤3.1，根据采集时间判断当前的噪声失真数据点之前的噪声失真数据点的时间是否超过失真阈值，即判断本噪声失真数据点的连续噪声时间是否超过失真阈值；

步骤3.2，将小于或等于失真阈值的噪声失真数据点以传感器最近1小时内采集到原始感知数据的采集物理量的均值覆盖填充；

步骤3.3，将大于失真阈值的噪声失真数据点以传感器最近30分钟内采集到原始感知数据的采集物理量的均值覆盖填充；

所述失真阈值默认为0.5秒，可人工调整。