[发明专利]一种模具全生命周期管理系统

权利要求书

1.一种模具全生命周期管理系统，至少包括：模具采购模块、模具故障检修模块和模具库存评估管理模块；其特征在于：

所述模具库存评估管理模块应用模具安全库存评估方法对模具库存寿命进行评估，所述模具库存评估管理模块从所述模具故障检修模块的异常检测单元和工业传感器获得相关特征数据输入，应用模具安全库存评估方法进行计算，输出模具库存安全预警和最优库存补库量，最后将最优库存补库量通知给所述模具采购模块；

其中，所述模具库存评估管理模块应用模具安全库存评估方法对模具库存寿命进行评估，具体包括以下步骤：

步骤1：对通过工业传感器获得的原始信号数据进行基于时域、频域和时频域分析的信号特征降维、特征筛选和特征提取的预处理；

步骤2：将预处理后的特征数据和模具故障检修模块的异常检测单元的输出数据作为输入数据X＝[X_m1,X_m2,X_m3,…,X_m7]^T，包含m组7种影响模具寿命的参数类型，即加工振动特征数据、应力特征数据、温度特征数据、膨胀系数特征数据、压射速度特征数据、已加工次数和磨损面积特征数据；

步骤3:以模具第一次使用作为初始时间点，以输入数据X作为模型训练数据；

步骤4：确定模型参数及计算函数，定义t时刻模型输入x_t和输出u_t，t-1时刻的输出u_t-1，其中初始状态下，u_t-1＝0，σ为sigmoid激活函数，取值在[0,1]之间，tanh为双曲正切函数，取值[-1,1]之间，更新门权值矩阵W_b，重置门权值矩阵W_q，⊙表示矩阵相乘，当前输入的隐含层权值矩阵W，重置门函数和更新门函数分别表达为(1)和(2)，当前输入的隐含层表达式为(3)

q_t＝σ(W_q·[u_t-1,x_t]) (1)

b_t＝σ(W_b·[u_t-1,x_t]) (2)

u′_t＝tanh(W·[q_t⊙u_t-1,x_t]) (3)

将t时间训练数据输入模型，根据q_t计算出保留的历史记忆信息，其中初始状态下，q_t＝0，将q_t和x_t代入u′_t计算得出当前时刻隐含层信息，根据u′_t和b_t通过以下更新公式计算得出当前时刻t的输出值u_t；

u_t＝(1-b_t)⊙u_t-1+b_t⊙u′_t

步骤5：重复步骤4，计算出所有时间点的输出值；

步骤6：根据u_t反向计算每个时间点上的总误差值项，根据总误差值项对权值矩阵W_b、W_q、W求一阶偏导之和，得出权值矩阵梯度，完成一个时间步的反向传播计算；

步骤7：重复步骤6，直至求出最优权值矩阵，即权值矩阵梯度最优；

步骤8：将实时采集到的数据输入训练后的模型，得出最终模具最优输出值，即模具寿命减少量QW；

步骤9：库存模具剩余总寿命计算；

在D_t-1天，库存模具总寿命Y，在D_t天，通过异常监测模块检测出的报废模具总寿命QR,正常磨损模具总寿命减少量QW，已维修完成重新投入使用的模具总寿命QT，送维修的模具总寿命QU，则在D_t天库存模具剩余总寿命P：

P＝Y+QT-QR-QW-QU

步骤10：计算补库点；

模具年使用个数D，单个模具制造时间L_T，模具额定寿命L，安全预留量Q_*，则：

通过步骤9计算的库存模具剩余总寿命P与补库点R进行比较，若库存模具剩余总寿命P小于R时，则提示需要补库；反之，则不用；

步骤11：计算最优补库量；

若库存需要进行模具补库，为了确保最优生产成本投入，需计算最优补库量；设模具制造单价U，单次生产个数Q，单次生产额外成本K，年单位存储成本C,则：

对以上公式求Q的一阶导数，得到最优单次生产个数Q_最优: