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刘露琪, 方兴华, 林君瑜, 宋明顺, 黄佳
Luqi Liu, Xinghua Fang, Junyu Lin, Mingshun Song, Jia Huang
摘要: 智能制造技术驱动生产过程进入高稳定性、高精度和高效率为特征的高质量过程。在这样的背景下,复杂生产系统对故障诊断的精准性和时效性提出了更高标准,同时高质量过程带来的设备故障数据缺乏、标签数据缺失的问题限制了基于监督学习的故障诊断方法的应用。基于此,针对高质量过程的无标签数据的故障诊断问题,本文提出了一种基于改进的模糊C均值(IFCM)聚类算法和自适应神经模糊推理系统(ANFIS)的故障诊断方法,实现高效准确的故障分类。首先,通过对原始数据提取统计特征、频域特征和趋势序数模式(TOP)特征,构建多维度特征空间,以全面反映数据的全局信息和局部波动;其次,利用IFCM算法对无标签数据进行聚类,基于轮廓系数自适应聚类数目;最后,通过ANFIS构建故障类型规则库,将IFCM的聚类结果进行分类,实现故障类型的可解释性诊断。仿真数据和公开实验数据的结果表明,本文方法保持较高的故障诊断准确性的同时,显著降低了对人工标注的依赖,为高质量过程故障诊断提供了一种有效的解决方案。