基于多时段MPCA的半导体蚀刻过程监测方法

针对MPCA方法在具有多时段的间歇过程中的故障监测效果不佳的问题,提出一种新的多时段建模方法,首先根据各时间片上的主元个数不同,对过程进行模糊划分,然后利用K均值算法对样本数据聚类得到精确划分,最后按照划分结果在各阶段建立代表性统计分析模型对整个过程进行监控。将该方法用于半导体蚀刻过程的故障监测,并与MPCA方法进行了比较证明该方法具有良好的监控性能,能够及时准确及时的监测出引起产品质量发生变化的故障。     

基于传递熵的MPCA间歇过程监测方法

传统统计分析方法忽略了变量间作用关系,而传递熵可以有效地表达变量间作用关系,因此提出了一种基于传递熵的MPCA间歇过程监测方法.利用传递熵表达变量间的作用关系,在计算传递熵时采用非参数核密度估计法,利用该方法不依赖于数据先验分布知识的特点来处理非高斯分布的过程数据,通过构建传递熵矩阵,结合滑动窗,实现对间歇过程变量间信息传递的动态表达,最后对传递熵矩阵进行多向主元分析方法(MPCA)建模,实现间歇过程监测.通过青霉素发酵的仿真,结果表明与传统多变量统计过程控制(MSPC)方法作对比,本文监测方法能更及时准确地监测到过程异常.     

多段MPCA法监测间歇过程的故障

多向主元分析(MPCA)是监测间歇生产过程故障的较为有效的方法,但由于其自身的线性化特点,故在复杂的非线性动态系统的监测中便不能及时、准确地发现故障。本文就MPCA法的这一缺点提出新的多段MPCA法,根据过程本身的动态特性,将间歇过程分成多阶段,用多个MPCA模型来描述。此法应用于监测青霉素发酵的过程,比普通MPCA能更及时、准确地检测到故障。     

基于时段及过渡区域的KICA间歇过程监测方法

针对间歇过程时段的切换存在过渡区域,同时,间歇过程数据有着强非线性的特点,提出一种基于时段及过渡区域的KICA间歇过程监测方法。该方法基于MPCA及k-means聚类算法对间歇过程进行子时段划分,并基于第一主元贡献率差值识别时段间的过渡区域,在此基础上,对稳定时段建立统一KICA监测模型,而过渡区域针对各时刻滑动窗口进行KICA建模监测。将该方法应用于青霉素发酵过程在线监测,实验结果表明,相比sub..PCA监测方法,本文基于时段及过渡区域的KICA监测方法能更及时、准确的检测到过渡区域的异常。     

时段划分的多向主元分析间歇过程监测及故障变量追溯

针对间歇过程的多时段特性,提出一种生产过程操作时段划分方法.该方法利用反映过程特性变化的负载矩阵以及主成份矩阵的变化实现了间歇过程子时段的两步划分.提出了基于加权负载向量夹角余弦的负载矩阵相似性度量以及基于加权奇异值变化的奇异值矩阵相似性度量方法,以更客观的反映负载矩阵以及奇异值矩阵的相似性,进而更准确的判断过程特性的变化.根据同一操作子时段的过程特性,其负载矩阵和奇异值矩阵相似性较大的特点,实现了生产过程的子时段划分.将基于子时段划分的多向主元分析(MPCA)建模应用于三水箱系统的在线监测和故障变量追溯,实验结果验证了该方法的有效性.     

间歇过程滑动窗口子时段PCA建模和在线监测

针对在短期内不容易获得充足建模数据的间歇工业过程,提出一种间歇过程监视方法,该方法只需要一次正常间歇操作数据,利用滑动窗口,进行子时段划分、建立初始主元分析(PCA)监测模型,同时提出了基于子时段PCA模型的在线监测算法和一种模型更新策略.通过在注塑过程的成功应用,表明了所提出方法的可行性和有效性.     

间歇过程的统计建模与在线监测

现代过程工业正逐渐倚重于生产小批量、多品种、高附加值产品的间歇过程.基于多元统计模型的过程监测是保障生产安全和产品质量的重要工具.从间歇过程独特的数据特性出发,将现有的多元统计建模方法进行合理的分类,简要回顾了各类方法的起源、发展及延伸的历程.除了阐述每种方法的基本原理,还详细讨论了各种方法的适用背景,相互关联及优缺点等内容,并对这一领域中依然存在的问题以及研究前景给出中肯的评述.     

基于瞬时频率响应函数的间歇过程时段划分

多时段特性是间歇过程的本质特性之一,对间歇过程实现有效的时段划分是故障监测的基础。传统的时段划分方法大多针对过程的输入输出数据,对输入输出数据突变较为敏感。本文提出一种基于瞬时频率响应函数的间歇过程时段划分方法,该方法基于系统的瞬时动态特性,用瞬时频率响应函数替代输入输出数据进行时段划分,利用小波变换估计系统的瞬时频率响应函数进行核主元分析降维,通过模糊C均值聚类对降维后频率响应函数进行聚类划分时段。实验结果表明,本文所提出的方法能够实现对间歇过程的时段划分,并具有较高的鲁棒性。     

基于WaveARX神经网络的间歇过程工况监测

研究利用ＷａｅＡＲＸ神经网络构造间歇过程的非参数化逼近模型，在分析其逼近偏差的基础上提出了一种非线性优滤波器设计方法，用于间歇过程的工况监测，实例仿真研究证实了该方法的可行性和有效性。     

基于PARAFAC2时段划分的间歇过程故障检测

间歇过程的多时段特性直接影响多元统计分析过程建模的准确性。针对间歇过程多时段特性,本文提出一种基于平行因子分解2（PARAFAC2）时段划分的间歇过程故障检测方法,首先对每一个时间片矩阵进行PARAFAC2建模,得到时间片矩阵的模型控制限,然后从间歇过程初始时刻开始,按照时序依次将每个时间片添加到时间块并进行PARAFAC2建模,得到时间块矩阵的模型控制限,通过评估时间片和时间块模型控制限的差异性确定初始时段划分点,并利用时段评价划分指标（PPCI）获取最佳的时段划分结果,最后在所得结果基础上分别对各个时段构建MPCA故障检测模型,实现间歇过程故障检测。所提方法保留了间歇过程三维结构特征和数据的完整性,深入考虑了间歇过程实际运行的时序性,提高了故障检测的准确性。利用青霉素发酵过程仿真实验验证了所提方法的有效性。     

一种间歇过程异常数据剔除的主元分析方法

提出一种用于间歇生产过程中异常数据控制的方法。这种方法将原始的三维间歇生产数据集合展开成一个二维数据矩阵,进行中心化和规格化后再转化成另一个按照时间序列排列的二维数据矩阵。这种方法可以克服Wold方法在对数据进行中心化时引起的原始信息失真问题。通过对聚合反应釜过程数据进行分析,表明该方法能有效地对生产数据剔除异常。     

改进的MPCA及其在批过程实时故障监测中的应用

针对多向主元分析（MPCA）模型批过程在线监测的缺陷,提出了一种基于变量展开和主元协方差随时间变化的MPCA方法,该方法按变量展开,不需要对新批次未反应完的数据进行预估,而数据之间的动态联系通过时变主元协方差得以保存,并且不需要建模批次的长度相等;将该力法应用于青霉素补料分批发酵过程的实时监测中．结果表明该方法比传统的MPCA方法具有更可靠的监测性能。     

一种新的多阶段改进MPCA间歇过程监视方法的研究

针对间歇生产过程存在的多阶段问题,提出了基于数据动态特性CPV(1)(cumulative percent variance of the first principal component)指标进行模糊聚类实现多阶段软划分的方法,解决了传统分段方式对间歇过程进行硬划分的缺陷,使得过程多阶段划分更加准确。在此基础上建立多阶段具有时变主元协方差的改进MPCA(multiway principal component analysis)模型进行间歇过程的监视。将此方法应用于青霉素发酵过程,验证了该方法的可靠度和有效性。     

基于时段的间歇过程统计建模、在线监测及质量预报

首先针对基于多元统计技术的间歇过程统计建模、在线监测、故障诊断及质量预测等热点问题进行了论述, 回顾了各类方法的发展, 并分析了各自的优缺点. 接下来重点针对间歇工业过程多时段及时段过渡特性, 详细介绍了基于时段的统计分析策略, 分析了各时段的潜在过程行为及其对产品质量的影响与作用关系, 探讨了该思想方法的本质依据, 揭示了其研究价值和重要意义. 最后从解决实际问题的角度出发, 发掘了其存在的潜在问题及今后的研究前景与发展空间. 基于时段的间歇过程多元统计分析是一个既有理论意义又有较高实际应用价值的研究课题, 必将有利于后续的过程监测、故障诊断及质量改进.     

基于马氏距离统计监控指标的应用研究

分析了基于欧几里德距离的 SPE 指标和基于马氏距离的改进 SPE 监控指标, 针对过程变量正态分布的特性, 提出一种基于马氏距离的综合监控指标, 减少了监控工作量, 改善了监控效果.