基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法与流程

本发明涉及铝电解槽评估，具体而言，涉及基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法。

背景技术：

1、铝电解是一个重要的工业生产过程，其生产效率和产品质量直接影响着铝行业的发展。铝电解槽的健康状态是影响生产效率和产品质量的关键因素之一。准确评估铝电解槽的健康状态，可以确保电解槽稳定运行，提高生产效率，减少故障损失，对铝电解生产具有重要意义。就目前而言，传统的铝电解槽健康状态评估主要依赖人工经验判断，存在一定局限性。由于铝电解过程中收集的历史数据具有强耦合性和非线性特点，人们难以从中建立采样参数与槽状态之间的关系，并且人工经验判断不仅耗费大量人力物力，而且评估准确度不高，难以满足现代铝电解生产的需求。基于此，针对上述问题，我们设计了基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其综合考虑了模糊层次分析法、改进熵权法、集对分析及证据理论，通过集对分析和证据理论，提高了铝电解槽健康状态评估的准确性和可靠性，为铝电解生产过程的优化控制提供了重要依据，有助于提高生产效率、降低能耗，并确保产品质量，对保证电力系统的安全稳定有重要的意义。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，该方法的步骤包括：

4、获取铝电解槽的工艺参数，对铝电解槽的工艺参数进行重要性提取，汇总形成铝电解槽状态评估指标数据，并求解铝电解槽状态评估指标数据中各个指标的相对劣化度，根据相对劣化度对铝电解槽的健康状态等级进行划分；

5、计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主客观权重，并根据各个指标主客观权重求解各个指标的变权重；

6、基于集对分析法对各个指标的变权重进行计算，得到各个指标与各个健康状态等级之间的联系度，将各个指标作为初始证据体，并以联系度作为初始基本概率分配，对初始证据体及初始基本概率分配进行修正，并对修正后的基本概率分配进行融合，得到铝电解槽健康状态的最终评估结果。

7、可选的，所述计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主客观权重，并根据各个指标主客观权重求解各个指标的变权重，其具体为：

8、通过模糊层次分析法计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主观权重；

9、通过改进熵权法计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标客观权重；

10、基于各个指标的主客观权重，通过nash均衡算法求解各个指标的变权重。

11、可选的，所述通过模糊层次分析法计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主观权重，其具体为：

12、依次对铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标进行分类及分层，建立模糊判断矩阵；

13、对模糊判断矩阵进行归一化处理，并求解模糊判断矩阵中每一行的算术平均值，以表征为特征向量的初始估计，迭代计算最大特征值和对应的特征向量，直至特征向量收敛，再次进行归一化处理，得到各个指标的权重；

14、检验模糊判断矩阵的一致性并进行调整，将各个指标的权重进行组合,得到最终的综合权重，所述综合权重表征为所述铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主观权重。

15、可选的，所述通过改进熵权法计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标客观权重，其具体为：

16、基于铝电解槽状态评估指标数据，构建指标评估矩阵；

17、对指标评估矩阵进行正向化处理，并对指标评估矩阵中的每一行进行归一化处理，得到每个样本中各个指标的比重，并求解各个指标的信息熵；

18、通过各个指标的信息熵对指标权重进行修正，经归一化处理后，使得各个指标的权重之和为1，经归一化处理后的指标权重表征为所述铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标客观权重。

19、可选的，所述基于各个指标的主客观权重，通过nash均衡算法求解各个指标的变权重，其具体为：

20、获取铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主客观权重向量；

21、将主观权重向量和客观权重向量分别与对应的线性组合系数相乘，并对相乘后的结果进行相加，得到线性组合后的权重向量；

22、构建优化模型，以线性组合系数为决策变量，目标函数为主观权重向量和客观权重向量对最终权重贡献度的差异绝对值最小化，同时引入约束条件，确保线性组合系数的取值范围在[0,1]之间，且两个系数之和为1，求解优化模型，得到最优的线性组合系数；

23、将最优的线性组合系数代入线性组合公式，计算得到线性组合后的权重向量，并经过归一化处理，得到最终权重，最终权重表征为所述各个指标的变权重。

24、可选的，所述对铝电解槽的工艺参数进行重要性提取，其具体为：基于影响铝电解槽健康状态的因素，对铝电解槽的工艺参数进行提取，以汇总形成铝电解槽状态评估指标数据。

25、可选的，所述对初始证据体及初始基本概率分配进行修正，其具体为：通过引入劣化因子与可信度系数对初始证据体及初始基本概率分配进行修正。

26、可选的，所述铝电解槽健康状态的最终评估结果，其根据置信度从大到小划分为四个等级，分别包括：第一等级、第二等级、第三等级及第四等级。

27、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

28、本发明实施例综合考虑了模糊层次分析法、改进熵权法、集对分析及证据理论，通过集对分析和证据理论，提高了铝电解槽健康状态评估的准确性和可靠性，为铝电解生产过程的优化控制提供了重要依据，有助于提高生产效率、降低能耗，并确保产品质量，对保证电力系统的安全稳定有重要的意义。

技术特征：

1.基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，该方法的步骤包括：

2.根据权利要求1所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主客观权重，并根据各个指标主客观权重求解各个指标的变权重，其具体为：

3.根据权利要求2所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述通过模糊层次分析法计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主观权重，其具体为：

4.根据权利要求3所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述通过改进熵权法计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标客观权重，其具体为：

5.根据权利要求4所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述基于各个指标的主客观权重，通过nash均衡算法求解各个指标的变权重，其具体为：

6.根据权利要求5所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述对铝电解槽的工艺参数进行重要性提取，其具体为：基于影响铝电解槽健康状态的因素，对铝电解槽的工艺参数进行提取，以汇总形成铝电解槽状态评估指标数据。

7.根据权利要求6所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述对初始证据体及初始基本概率分配进行修正，其具体为：通过引入劣化因子与可信度系数对初始证据体及初始基本概率分配进行修正。

8.根据权利要求7所述的基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，其特征在于，所述铝电解槽健康状态的最终评估结果，其根据置信度从大到小划分为四个等级，分别包括：第一等级、第二等级、第三等级及第四等级。

技术总结本发明涉及铝电解槽评估技术领域，具体而言，涉及基于集对分析与证据理论的铝电解槽健康状态评估方法，该方法的步骤包括：获取铝电解槽的工艺参数，建立铝电解槽状态评估指标数据，求解铝电解槽状态评估指标数据中各个指标的相对劣化度，并对铝电解槽的健康状态等级进行划分；计算铝电解槽状态评估指标数据中的各个指标主客观权重，并根据各个指标主客观权重求解各个指标的变权重；基于集对分析法对各个指标的变权重进行计算，得到各个指标与各个健康状态等级之间的联系度，将各个指标作为初始证据体，并以联系度作为初始基本概率分配，对初始证据体及初始基本概率分配进行修正，并对修正后的基本概率分配进行融合，输出最终评估结果。技术研发人员：姬凤武,李学文,高黎航,李梅菊,肖啸,康聪波,王磊,何召迅,张宏亮,胡官海受保护的技术使用者：曲靖云铝淯鑫铝业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10