本申請涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、回流焊接是現(xiàn)代電子制造業(yè)中用于表面貼裝技術(shù)(smt)的關(guān)鍵工藝，廣泛應(yīng)用于印刷電路板(pcb)組裝生產(chǎn)線。傳統(tǒng)的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測主要依賴于預(yù)設(shè)閾值觸發(fā)的單點報警機制，操作人員根據(jù)經(jīng)驗判斷設(shè)備狀態(tài)并執(zhí)行維護。隨著電子產(chǎn)品向高密度、小型化方向發(fā)展，焊接精度和質(zhì)量要求不斷提高，一些監(jiān)測系統(tǒng)開始采用簡單的數(shù)據(jù)采集與統(tǒng)計分析方法，如均值-標(biāo)準(zhǔn)差判別法、趨勢圖分析等，對設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)控。部分先進系統(tǒng)引入了基于規(guī)則的專家系統(tǒng)，通過預(yù)定義的if-then規(guī)則判斷異常狀態(tài)，并結(jié)合定期維護計劃進行設(shè)備保養(yǎng)。
2、然而，現(xiàn)有回流焊接設(shè)備監(jiān)測技術(shù)存在明顯不足。首先，單點參數(shù)監(jiān)測無法全面反映設(shè)備復(fù)雜的熱力學(xué)、機械和氣體系統(tǒng)協(xié)同工作狀態(tài)，導(dǎo)致異常檢測不準(zhǔn)確或滯后；其次，預(yù)設(shè)固定閾值的方法難以適應(yīng)不同生產(chǎn)工藝和環(huán)境條件，造成誤報或漏報；第三，簡單的統(tǒng)計分析方法無法識別參數(shù)間的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系和故障演化規(guī)律，缺乏對故障發(fā)展趨勢的預(yù)測能力；第四，現(xiàn)有維護策略多為被動響應(yīng)或固定周期，未能將設(shè)備狀態(tài)、生產(chǎn)計劃和維護成本進行綜合優(yōu)化，導(dǎo)致不必要的停機損失或過早/過晚的維護干預(yù)；最后，維護決策缺乏與產(chǎn)品質(zhì)量的直接關(guān)聯(lián)，難以在質(zhì)量保證和成本控制間取得平衡。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┝艘环N回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法及系統(tǒng)，用于通過多維數(shù)據(jù)融合與智能分析，實現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)的早期精準(zhǔn)識別、故障發(fā)展趨勢的準(zhǔn)確預(yù)測，以及基于質(zhì)量影響和成本優(yōu)化的主動維護決策，從而提高焊接質(zhì)量穩(wěn)定性、減少非計劃停機時間并降低維護成本。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，所述回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法包括：通過回流焊接設(shè)備的多點傳感器采集運行參數(shù)，得到焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集；根據(jù)所述焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集提取溫度梯度分布圖譜、傳送帶張力波動特征和氣體濃度時變曲線，并進行多維特征交叉關(guān)聯(lián)分析，得到焊接設(shè)備運行特征矩陣；基于所述焊接設(shè)備運行特征矩陣構(gòu)建狀態(tài)識別模型，通過動態(tài)閾值自適應(yīng)調(diào)整機制對設(shè)備運行狀態(tài)進行分類，得到焊接設(shè)備狀態(tài)類別；根據(jù)所述焊接設(shè)備狀態(tài)類別計算設(shè)備健康指數(shù)，并設(shè)定多級預(yù)警閾值，得到焊接設(shè)備健康評估結(jié)果；利用所述焊接設(shè)備健康評估結(jié)果構(gòu)建故障前兆特征提取與放大模型，通過回流焊接特征時序模式庫比對預(yù)測未來狀態(tài)，得到焊接設(shè)備故障預(yù)警信息；基于所述焊接設(shè)備故障預(yù)警信息構(gòu)建多目標(biāo)維護策略優(yōu)化系統(tǒng)，通過焊接質(zhì)量與設(shè)備狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析生成維護方案，得到焊接設(shè)備維護計劃。
3、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，所述回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括：
4、采集模塊，用于通過回流焊接設(shè)備的多點傳感器采集運行參數(shù)，得到焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集；
5、關(guān)聯(lián)模塊，用于根據(jù)所述焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集提取溫度梯度分布圖譜、傳送帶張力波動特征和氣體濃度時變曲線，并進行多維特征交叉關(guān)聯(lián)分析，得到焊接設(shè)備運行特征矩陣；
6、構(gòu)建模塊，用于基于所述焊接設(shè)備運行特征矩陣構(gòu)建狀態(tài)識別模型，通過動態(tài)閾值自適應(yīng)調(diào)整機制對設(shè)備運行狀態(tài)進行分類，得到焊接設(shè)備狀態(tài)類別；
7、計算模塊，用于根據(jù)所述焊接設(shè)備狀態(tài)類別計算設(shè)備健康指數(shù)，并設(shè)定多級預(yù)警閾值，得到焊接設(shè)備健康評估結(jié)果；
8、比對模塊，用于利用所述焊接設(shè)備健康評估結(jié)果構(gòu)建故障前兆特征提取與放大模型，通過回流焊接特征時序模式庫比對預(yù)測未來狀態(tài)，得到焊接設(shè)備故障預(yù)警信息；
9、生成模塊，用于基于所述焊接設(shè)備故障預(yù)警信息構(gòu)建多目標(biāo)維護策略優(yōu)化系統(tǒng)，通過焊接質(zhì)量與設(shè)備狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析生成維護方案，得到焊接設(shè)備維護計劃。
10、本發(fā)明第三方面提供了一種計算機設(shè)備，包括：存儲器和至少一個處理器，所述存儲器中存儲有指令；所述至少一個處理器調(diào)用所述存儲器中的所述指令，以使得所述計算機設(shè)備執(zhí)行上述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法。
11、本發(fā)明的第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲有指令，當(dāng)其在計算機上運行時，使得計算機執(zhí)行上述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法。
12、本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案中，通過多點傳感器采集運行參數(shù)得到全面的焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集，實現(xiàn)了對設(shè)備多系統(tǒng)、多參數(shù)的綜合監(jiān)測，相比傳統(tǒng)單點監(jiān)測方法大幅提高了數(shù)據(jù)采集的全面性和精確性，為后續(xù)分析提供了豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；提取溫度梯度分布圖譜、傳送帶張力波動特征和氣體濃度時變曲線，并進行多維特征交叉關(guān)聯(lián)分析，得到焊接設(shè)備運行特征矩陣，該過程充分挖掘了多維參數(shù)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，揭示了不同子系統(tǒng)間的相互影響機制，使得異常狀態(tài)檢測不再局限于單一參數(shù)越限判斷，而能從系統(tǒng)整體表現(xiàn)進行評估；基于焊接設(shè)備運行特征矩陣構(gòu)建的狀態(tài)識別模型，通過動態(tài)閾值自適應(yīng)調(diào)整機制實現(xiàn)了對設(shè)備運行狀態(tài)的精準(zhǔn)分類，該機制根據(jù)設(shè)備運行歷史數(shù)據(jù)中狀態(tài)轉(zhuǎn)換頻率和持續(xù)時間動態(tài)調(diào)整分類閾值，有效解決了固定閾值導(dǎo)致的誤判問題，提高了狀態(tài)識別的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，特別在支持向量機、隨機森林和梯度提升決策樹三種機器學(xué)習(xí)算法的結(jié)合應(yīng)用中，充分發(fā)揮了不同算法各自的優(yōu)勢，支持向量機善于處理高維特征空間和復(fù)雜決策邊界，隨機森林具有良好的抗噪聲能力和特征重要性評估能力，梯度提升決策樹則擅長處理非平衡數(shù)據(jù)和捕捉微弱特征變化，三種算法的加權(quán)融合顯著提升了分類性能；根據(jù)焊接設(shè)備狀態(tài)類別計算設(shè)備健康指數(shù)，并設(shè)定多級預(yù)警閾值，實現(xiàn)了從狀態(tài)分類到健康量化的轉(zhuǎn)變，使設(shè)備狀態(tài)評估更加精細和直觀；利用焊接設(shè)備健康評估結(jié)果構(gòu)建故障前兆特征提取與放大模型，通過回流焊接特征時序模式庫比對預(yù)測未來狀態(tài)，將被動響應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃宇A(yù)測，大大提前了故障預(yù)警時間，為維護決策爭取了充足準(zhǔn)備時間；基于焊接設(shè)備故障預(yù)警信息構(gòu)建多目標(biāo)維護策略優(yōu)化系統(tǒng)，通過焊接質(zhì)量與設(shè)備狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析生成維護方案，首次將產(chǎn)品質(zhì)量因素引入維護決策過程，實現(xiàn)了從單純設(shè)備導(dǎo)向到質(zhì)量與成本協(xié)同優(yōu)化的轉(zhuǎn)變，該系統(tǒng)通過整數(shù)規(guī)劃算法求解最優(yōu)維護時間窗口，在保證焊接質(zhì)量的前提下最小化維護總成本，為企業(yè)提供了科學(xué)、經(jīng)濟的維護決策支持，顯著提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率，降低了維護成本和非計劃停機損失。
1.一種回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述通過回流焊接設(shè)備的多點傳感器采集運行參數(shù)，得到焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述焊接設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)集提取溫度梯度分布圖譜、傳送帶張力波動特征和氣體濃度時變曲線，并進行多維特征交叉關(guān)聯(lián)分析，得到焊接設(shè)備運行特征矩陣，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述基于所述焊接設(shè)備運行特征矩陣構(gòu)建狀態(tài)識別模型，通過動態(tài)閾值自適應(yīng)調(diào)整機制對設(shè)備運行狀態(tài)進行分類，得到焊接設(shè)備狀態(tài)類別，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述焊接設(shè)備狀態(tài)類別計算設(shè)備健康指數(shù)，并設(shè)定多級預(yù)警閾值，得到焊接設(shè)備健康評估結(jié)果，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述利用所述焊接設(shè)備健康評估結(jié)果構(gòu)建故障前兆特征提取與放大模型，通過回流焊接特征時序模式庫比對預(yù)測未來狀態(tài)，得到焊接設(shè)備故障預(yù)警信息，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述基于所述焊接設(shè)備故障預(yù)警信息構(gòu)建多目標(biāo)維護策略優(yōu)化系統(tǒng)，通過焊接質(zhì)量與設(shè)備狀態(tài)關(guān)聯(lián)分析生成維護方案，得到焊接設(shè)備維護計劃，包括：
8.一種回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，所述回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括：
9.一種計算機設(shè)備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時使得所述處理器執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任一項所述的回流焊接設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測方法。