一种绝缘线缆工艺数据处理方法与流程

本发明涉及工艺参数优化，尤其涉及一种绝缘线缆工艺数据处理方法。

背景技术：

1、随着电力传输技术的不断发展，绝缘线缆在现代工业和民用领域中的应用日益广泛。绝缘线缆的制造过程需要严格的工艺控制，以确保其在复杂环境中的可靠性和长寿命。然而，由于工艺操作参数多样且相互关联，如何优化这些参数以提升产品性能成为一项具有挑战性的任务。

2、数据处理技术已被用于工艺参数优化。但是在绝缘线缆产品的研发过程中，初期阶段可能由于实验条件的限制，采集到的工艺操作参数和对应的产品性能数据较少。在面对数据量少且维度较高的情况，部分方法在处理数据的相关性、构建模型以及扩展数据集方面存在不足。如何在有限的样本数据中有效提取并利用与特定产品性能参数密切相关的工艺参数，是提升工艺参数优化质量需要解决的关键问题之一，简单的扩展数据集的方法也容易存在因为缺乏精确的关联分析而导致模型的预测精度下降的问题，无法满足实际研发需求。

技术实现思路

1、本发明提出了一种绝缘线缆工艺数据处理方法，旨在解决上述背景技术中的至少一个技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种绝缘线缆工艺数据处理方法，包括：获取目标线缆的多组工艺操作参数和每组工艺操作参数对应的产品性能参数，提取出每项产品性能参数的工艺数据集合，每个工艺数据集合包括其中一项产品性能参数的多个特征值，和每个特征值对应的一组工艺操作参数；为每项产品性能参数配置工艺性能关联分析模型，通过工艺性能关联分析模型处理产品性能参数对应的工艺数据集合，生成每项产品性能参数的第一工艺操作参数关联列表，根据第一工艺操作参数关联列表确定每项产品性能参数对应的多个目标工艺参数；基于目标工艺参数对每个工艺数据集合进行数据增强，得到每个工艺数据集合的扩充数据集合，将扩充数据集合输入到对应的工艺性能关联分析模型中，生成每项产品性能参数的第二工艺操作参数关联列表，工艺操作参数关联列表包括每项工艺操作参数的关联评分；根据第一工艺操作参数关联列表和第二工艺操作参数关联列表从多个扩充数据集合中筛选出多个第一数据增强集合，对多个第一数据增强集合进行交叉验证以确定多个第二数据增强集合；基于多个第二数据增强集合对多组工艺操作参数和每组工艺操作参数对应的产品性能参数进行数据扩充，得到工艺性能数据集，通过工艺参数优化模型对工艺性能数据集进行处理，得到目标线缆的优化工艺参数。

3、优选地，根据第一工艺操作参数关联列表和第二工艺操作参数关联列表从多个扩充数据集合中筛选出多个第一数据增强集合，包括：根据第一工艺操作参数关联列表中每项工艺操作参数的关联评分提取出每项产品性能参数的第一工艺参数评分向量；根据第二工艺操作参数关联列表中每项工艺操作参数的关联评分提取出每项产品性能参数的第二工艺参数评分向量，计算每项产品性能参数的第一工艺参数评分向量和第二工艺参数评分向量之间的数据相关系数，从多个扩充数据集合中筛选出数据相关系数大于第一相关阈值的扩充数据集合并记为第一数据增强集合。

4、优选地，对多个第一数据增强集合进行交叉验证以确定多个第二数据增强集合，包括：基于第一工艺参数评分向量计算任意两项产品性能参数之间的性能相关系数，基于第二相关阈值从多项产品性能参数中确定多个性能参数组合；对于任意一个第一数据增强集合，若第一数据增强集合对应的产品性能参数不属于任意一个性能参数组合，则将第一数据增强集合记为第二数据增强集合；否则，确定根据第一数据增强集合所属的产品性能参数和性能参数组合，确定用于对第一数据增强集合进行验证的目标模型，将第一数据增强集合输入到目标模型中，生成第一数据增强集合对应的交叉关联列表；从第一数据增强集合所属的产品性能参数的第二工艺操作参数关联列表中提取出第一工艺参数关系向量，从第一数据增强集合对应的交叉关联列表中提取出第二工艺参数关系向量；计算第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量之间的交叉相关系数，将交叉相关系数大于第一相关阈值的第一数据增强集合记为第二数据增强集合。

5、优选地，基于目标工艺参数对每个工艺数据集合进行数据增强，得到每个工艺数据集合的扩充数据集合，包括：分别提取出每个工艺数据集合中产品性能参数和多项工艺操作参数的正态分布数据，基于预设比例因子对每个工艺数据集合中产品性能参数的多个特征值分别添加正态分布噪声，并根据工艺数据集合所属的产品性能参数对应的多个目标工艺参数，对工艺数据集合中每个特征值对应的一组工艺操作参数中的多个目标工艺参数基于预设比例因子添加正态分布噪声，得到每个工艺数据集合的扩充数据集合。

6、优选地，基于多个第二数据增强集合对多组工艺操作参数和每组工艺操作参数对应的产品性能参数进行数据扩充，得到工艺性能数据集，包括：将每组工艺操作参数与对应的产品性能参数进行关联构成一组训练数据，从第二数据增强集合中提取出多组噪声组合数据，包括其中一项产品性能参数的噪声数据和产品性能参数对应的一组工艺操作参数中多个目标工艺参数的噪声数据；以工艺操作参数为索引，确定每组噪声组合数据对应的训练数据，将噪声组合中的多项噪声数据添加到对应的训练数据中形成一组新的训练数据，构建得到包含多组训练数据的工艺性能数据集。

7、优选地，根据第一工艺操作参数关联列表确定每项产品性能参数对应的多个目标工艺参数，包括：基于预设关联累积阈值提取出每项产品性能参数对应的多个目标工艺参数，包括基于第一工艺操作参数关联列表中每项工艺操作参数的关联评分对多项产品性能参数进行排序，基于关联评分从高到低的方式进行产品性能参数的选取，并对已选取的多项产品性能参数对应的关联评分进行累加，当前n项产品性能参数的对应的关联评分进行累加后小于预设关联累积阈值，且前n+1项产品性能参数的对应的关联评分进行累加后不小于预设关联累积阈值，则将基于关联评分从高到低的方式排序后的多项产品性能参数中的前n+1项产品性能参数记为目标工艺参数。

8、优选地，还包括：对于第一工艺参数评分向量和第二工艺参数评分向量，分别对第一工艺操作参数关联列表和第二工艺操作参数关联列表中多项工艺操作参数的关联评分进行归一化处理，得到第一工艺操作参数关联列表和第二工艺操作参数关联列表中每项工艺操作参数对应的归一化关联评分，并构建得到第一工艺参数评分向量和第二工艺参数评分向量，工艺参数评分向量中每个元素代表其中一项工艺操作参数的归一化关联评分；对于第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量，基于关联评分分别对第二工艺操作参数关联列表和交叉关联列表中的多项工艺操作参数进行排序，基于工艺操作参数的序号确定每项工艺操作参数的关系评分，分别对第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量中多项工艺操作参数的关系评分进行归一化处理，得到第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量中每项工艺操作参数的归一化关系评分，并构建得到第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量，工艺参数关系向量中每个元素代表其中一项工艺操作参数的归一化关系评分。

9、优选地，通过工艺参数优化模型对工艺性能数据集进行处理，得到目标线缆的优化工艺参数，包括：确定目标线缆的目标性能优化参数，基于最小化产品性能参数构建工艺参数优化模型的目标函数，基于工艺性能数据集中的多组训练数据构建多个初始粒子，包括基于多组训练数据包含的工艺操作参数确定每个粒子的位置，并基于每个粒子的位置对粒子的速度进行初始化，得到多个初始粒子，对多个初始粒子的位置和速度进行迭代更新，在达到预设迭代次数后确定目标位置，根据目标位置确定目标线缆的优化工艺参数。

10、优选地，基于第一工艺参数评分向量和第二工艺参数评分向量之间的皮尔逊相关系数的绝对值确定第一工艺参数评分向量和第二工艺参数评分向量之间的数据相关系数，基于第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量之间的余弦相似度确定第一工艺参数关系向量和第二工艺参数关系向量之间的交叉相关系数。

11、优选地，配置工艺性能关联分析模型为随机森林模型。

12、本发明具有以下有益效果：本发明通过工艺性能关联分析模型对各项工艺操作参数与产品性能参数之间的复杂关系进行分析，根据各工艺操作参数与产品性能参数之间的复杂关系确定每项工艺操作参数的多个目标工艺参数，并基于多个目标工艺参数对原始数据进行数据增强，以增强数据集的多样性和适应性，使得即使在数据样本较少的情况下，仍能够有效提升优化模型的准确性，避免模型过拟合或陷入局部最优；通过分析不同产品性能参数之间的关联关系对进行增强后的数据进行交叉验证，以筛选出在不同工艺条件下表现一致性和稳定性的工艺参数组合，从而构建得到工艺性能数据集，有效提升了数据集的质量，使得工艺参数优化模型能够更准确地捕捉到工艺条件对产品性能的影响，从而得到更加可靠的优化工艺参数；采用粒子群算法进行多目标优化以确保最终的优化结果能够在多个性能指标上达到或接近预期目标，生成的优化工艺参数具有较强的泛化能力，相较于随机生成粒子，采用工艺性能数据集进行粒子初始化，可以一定程度上降低计算量，有效提高初始解的质量并提高算法稳定性，有助于更好地定位全局最优解，通过精确的工艺参数优化，提升了绝缘线缆的工艺参数优化效率，为高质量线缆产品的生产提供了坚实的技术保障。