[发明专利]一种针对多元生产过程的非参数质量监控方法

说明书

本发明的一个实施例公开了一种针对多元生产过程的非参数质量监控方法，包括：获取样本处于质量受控状态时的历史观测数据，作为参照数据集；获取待检测样本的质量观测数据，作为待测数据集；根据参照数据集和待测数据集，构造求解基于非参数统计量的监控序列；计算累积和控制限；基于监控序列和累积和控制限，生成监控控制图，根据所述监控控制图判断生产过程是否受控。

技术领域

本发明涉及生产过程质量监控领域。更具体地，涉及一种针对多元生产过 程的非参数质量监控方法。

背景技术

随着现代生产制造技术的发展，许多生产过程往往具有多个关键质量特性， 生产过程质量监控方法也逐渐朝着多元化监控的方法发展。如何利用这些生产 过程中的多元质量数据，开展生产过程质量监控，及时发现多元生产过程的质 量缺陷、保障过程质量状态稳定，对于多元生产过程质量管理具有重要意义。

在开展多元质量监控时，传统方法需收集大量的生产稳定阶段质量数据， 估计多元质量特性的分布参数，在此基础上设计相应的控制限，进而监控后续 的生产过程。这类方法存在两大问题：一是当多元质量特性的分布结构复杂时， 现有的分布模型无法对收集数据进行精确拟合，参数估计的不确定性会严重影 响控制限的大小，进而影响实际的监控效率；二是该类方法只适用于特定的分 布结构，若质量特性的分布结构发生变化，则该方法的虚警率和实际的监控效 率都无法满足实际要求，限制了其使用范围。现有的多元非参数监控方法在实 际使用时，为了保证具有较好的分布鲁棒性，会牺牲一定的监控效率。具体表 现为：在生产过程处于稳定阶段，虚警的概率一致保持在相对稳定的低水平， 但当生产过程质量特性发生参数漂移后，现有方法的平均报警时间较长，无法 在短时间内快速报警，进而导致使用者无法快速反馈质量漂移的问题，变相增 加了生产过程的质量损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个实施例提供一种针对多元生产过程的非参数质量 监控方法，包括：

获取样本处于质量受控状态时的历史观测数据，作为参照数据集；

获取待检测样本的观测数据，作为待测数据集；

根据参照数据集和待测数据集，构造求解非参数监控序列；

计算累积和控制限；

基于监控序列和累积和控制限，生成监控控制图，根据所述监控控制图判 断生产过程是否受控。

在一个具体实施例中，所述参照数据集为：

其中，m为样本量，参照质量数据为维度为p的列向量，

所述z组样本量为n的待测数据集为：

其中，待测质量数据为维度为p的列向量。

在一个具体实施例中，所述监控序列为：

其中，M_j为非参数监控统计量，

在一个具体实施例中，计算所述非参数监控统计量包括：

根据参照数据集计算参照二范数集，

根据待测数据集计算待测二范数集，

根据参照二范数集和待测二范数集计算非参数监控统计量。

在一个具体实施例中，所述参照二范数集为