CN114331054A - 防护涂层评价方法和评价系统 - Google Patents

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CN114331054A CN202111524704.5A CN202111524704A CN114331054A CN 114331054 A CN114331054 A CN 114331054A CN 202111524704 A CN202111524704 A CN 202111524704A CN 114331054 A CN114331054 A CN 114331054A
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Abstract

本发明涉及一种防护涂层评价方法和评价系统，防护涂层评价方法包括：获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个性能指标数据；采用主成分分析法对各性能指标数据进行评价；根据评价结果对多个防护涂层进行环境适应性等级划分。通过此防护涂层评价方法可以直观获得多个防护涂层的评价结果，准确地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价结果；并且与传统方法相比，可同时对多种防护涂层进行综合评价，并给出统一的优选建议，提高了评价过程的效率和评价结论的可用性；根据评价结果可以优选出环境适应性较好的防护涂层，为所有行业的设备选择防护涂层时提供可靠性参考。

Description

防护涂层评价方法和评价系统
技术领域
本发明涉及腐蚀和防护技术领域，特别是涉及一种防护涂层评价方法和评价系统。
背景技术
由于我国幅员辽阔，装备服役范围较广，装备在各类典型环境特别在恶劣环境下使用时，会受到多种环境因素的影响，导致环境适应性和腐蚀防护水平下降。几乎所有的材料在使用或贮存过程中都会产生不同程度的腐蚀损伤，导致由其构成的装备的结构被破坏，性能下降或功能失效。在表面涂覆防护涂层是保证和提升装备腐蚀防护能力的主要手段，在产品设计之初，合理选择材料并采取恰当的表面防护措施，是有效控制腐蚀、保证产品安全和可靠的最重要也是最基本的方法。装备可能布置在各种自然环境条件下，涉及多种气候区域，而各类气候条件对装备防护涂层的影响效应也有所不同，这使得通过防护涂层的单一性能检测(如外观、机械性能、电性能、电化学性能等)来考核其优劣程度的传统优选方法不再适用。另外，传统方法在评价多种涂层时，会面临着样品数量多、重复工作量大，难以方便简捷地进行优选的困难；并且当多种失效特征同时存在时，对多种防护涂层的优选就非常依赖专家的主观经验，不够客观；同时，材料品种繁多，性能千差万别，加上材料的腐蚀作用复杂，往往给设计阶段的选材工作带来很大的难度。因此，行业急需一种非常客观且便捷有效的方法，快速地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明设计了一种防护涂层评价方法和评价系统，以准确地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选。
本发明设计了一种防护涂层评价方法，所述防护涂层评价方法包括：
获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各所述防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个所述性能指标数据；
采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价；
根据评价结果对多个所述防护涂层进行环境适应性等级划分。
在其中一个实施例中，所述防护涂层评价方法包括：获取多个所述防护涂层于不同环境试验条件下暴露不同预设时间后的性能指标数据；根据评价结果对多个所述防护涂层进行环境适应性等级划分后，得到各所述防护涂层暴露各所述预设时间后的环境适应性等级。
在其中一个实施例中，所述得到各所述防护涂层暴露各所述预设时间后的环境适应性等级之后，还包括：基于各所述防护涂层暴露各所述预设时间后的环境适应性等级得到各所述防护涂层的推荐结论。
在其中一个实施例中，所述采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价之前，还包括：对各所述防护涂层进行单项指标筛选，以选出各所述性能指标数据均合格的所述防护涂层作为合格的防护涂层；
所述采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价包括：采用主成分分析法对合格的所述防护涂层的各所述性能指标数据进行评价。
在其中一个实施例中，所述采用主成分分析法对合格的所述防护涂层的各所述性能指标数据进行评价包括：
对合格的所述防护涂层的所述性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵；
对所述标准化数据矩阵中的数据进行主成分分析，以得到主成分线性方程；
基于所述标准化数据矩阵及所述主成分线性方程得到合格的各所述防护涂层的综合评价指标。
在其中一个实施例中，所述对合格的所述防护涂层的所述性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵包括：
基于合格的所述防护涂层的所述性能指标数据得到指标数据集{kij}Ω，Ω表示根据各防护涂层暴露各预设时间时收集数据的时间节点，kij表示第i种防护涂层的第j项性能指标，且i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,p；n及p均为大于2的整数；
对所述指标数据集进行无量纲处理，以得到所述无量纲处理后的指标数据集{xij}Ω，xij表示无量纲处理后的第i种防护涂层的第j项性能指标；
对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行第一数据变换处理；
对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行第二数据变换处理；
对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望目特性的性能指标进行第三数据变换处理；
整理数据变换处理后的性能指标，以得到所述标准化数据矩阵，所述标准化数据矩阵记为：
Figure BDA0003409727240000031
其中，X1,X2,…,Xp为提取的性能指标变量。
在其中一个实施例中，所述对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行第一数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000041
其中，min为最小值，max为最大值；
所述对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行第二数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000042
所述对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望目特性的性能指标进行第三数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000043
其中，m1和m1表示所述具有望目特性的性能指标在区间[m1,m2]时的区间端点。
在其中一个实施例中，所述对所述标准化数据矩阵中的数据进行主成分分析，以得到主成分线性方程包括：
基于所述标准化数据矩阵得到相关矩阵R，
Figure BDA0003409727240000044
其中，rjm(j,m＝1,2,…,p)为原变量xij和xim之间的相关系数，有rjm＝rmj，其计算公式为：
Figure BDA0003409727240000051
对特征方程|λI-R|＝0进行求解，获得所述相关矩阵R的p个非负特征值，λ为特征值；
分别求出各所述非负特征值的特征向量，以得到所述特征向量矩阵U，
Figure BDA0003409727240000052
基于所述标准化数据矩阵及所述特征向量矩阵得到所述主成分线性方程。
在其中一个实施例中，所述基于所述标准化数据矩阵及所述特征向量矩阵得到所述主成分线性方程包括：
根据
Figure BDA0003409727240000053
可得所述主成分线性方程：
Figure BDA0003409727240000054
其中，Y1为第一个主成分，Y2为第二个主成分，……，Yp为第p个主成分。
在其中一个实施例中，所述基于所述标准化数据矩阵及所述主成分线性方程得到合格的各所述防护涂层的综合评价指标包括：将所述标准化数据矩阵中的数据代入所述主成分线性方程，即得到合格的各所述防护涂层的综合评价指标Zi，公式为：
Figure BDA0003409727240000055
其中，Wj为各所述主成分的贡献率；t为所述主成分的个数；Yij为第i个样本的第j个主成分得分，其计算公式为：
Yij＝uj1xi1+uj2xi2+…+ujpxip，(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,t)。
本发明还设计了一种防护涂层评价系统，所述防护涂层评价系统包括：
获取模块，用于获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各所述防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个所述性能指标数据；
评价模块，与所述获取模块相连接，用于对各所述性能指标数据进行评价；
分级模块，与所述评价模块相连接，用于根据评价结果对各所述防护涂层进行环境适应性等级划分。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一所述防护涂层评价方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述防护涂层评价方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述防护涂层评价方法的步骤。
本发明具有如下有益效果：
本发明的防护涂层评价方法，通过获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各所述防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个所述性能指标数据，并采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价，然后根据评价结果对多个所述防护涂层进行环境适应性等级划分，可以直观获得多个所述防护涂层的评价结果，全面且准确地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选；根据评价结果可以优选出环境适应性较好的防护涂层，为所有行业的设备选择防护涂层时提供可靠性参考；并且与传统方法相比，可同时对多种防护涂层进行综合评价，并给出统一的优选建议，提高了评价过程的效率和评价结论的可用性。
附图说明
图1是本发明一个实施例中防护涂层评价方法的流程图；
图2是本发明另一个实施例中防护涂层评价方法的流程图；
图3是本发明再一个实施例中防护涂层评价方法的流程图；
图4是本发明一个实施例中防护涂层评价方法中的采用主成分分析法对合格的防护涂层的各性能指标数据进行评价的步骤流程图；
图5是本发明一个实施例中防护涂层评价方法中的对合格的防护涂层的性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵的步骤流程图；
图6是本发明一个实施例中防护涂层评价系统的结构示意图；
图7是本发明一个实施例中计算机设备的内部结构图。
附图标记说明：
1、获取模块；2、评价模块；3、分级模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由于我国幅员辽阔，装备服役范围较广，装备在各类典型环境特别在恶劣环境下使用时，会受到多种环境因素的影响，导致环境适应性和腐蚀防护水平下降。几乎所有的材料在使用或贮存过程中都会产生不同程度的腐蚀损伤，导致由其构成的装备的结构被破坏，性能下降或功能失效。在表面涂覆防护涂层是保证和提升装备腐蚀防护能力的主要手段，在产品设计之初，合理选择材料并采取恰当的表面防护措施，是有效控制腐蚀、保证产品安全和可靠的最重要也是最基本的方法。装备可能布置在各种自然环境条件下，涉及多种气候区域，而各类气候条件对装备防护涂层的影响效应也有所不同，这使得通过防护涂层的单一性能检测(如外观、机械性能、电性能、电化学性能等)来考核其优劣程度的传统优选方法不再适用。另外，传统方法在评价多种涂层时，会面临着样品数量多、重复工作量大，难以方便简捷地进行优选的困难；并且当多种失效特征同时存在时，对多种防护涂层的优选就非常依赖专家的主观经验，不够客观；同时，材料品种繁多，性能千差万别，加上材料的腐蚀作用复杂，往往给设计阶段的选材工作带来很大的难度。因此，行业急需一种非常客观且便捷有效的方法，快速地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选。
为解决上述技术问题，本发明设计了一种防护涂层评价方法和评价系统，以全面且准确地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选。
本发明设计了一种防护涂层评价方法，如图1所示，防护涂层评价方法包括：
S101：获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个性能指标数据；
S102：采用主成分分析法对各性能指标数据进行评价；
S103：根据评价结果对多个防护涂层进行环境适应性等级划分。
本发明的防护涂层评价方法，通过获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个性能指标数据，并采用主成分分析法对各性能指标数据进行评价，然后根据评价结果对多个防护涂层进行环境适应性等级划分，可以直观获得多个防护涂层的评价结果，全面且准确地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选；根据评价结果可以优选出环境适应性较好的防护涂层，为所有行业的设备选择防护涂层时提供可靠性参考。
具体地，环境试验条件可以包括但不仅限于户外自然环境条件和实验室环境条件；实验室环境条件可以包括但不仅限于中性盐雾试验条件、霉菌试验条件、高温试验条件、湿热试验条件、氙灯光老化试验条件等多种环境试验条件。
具体地，性能指标数据可以包括但不仅限于失光率、色差、外观评级(起泡、开裂、腐蚀、长霉、粉化)、附着力(附着力等级、拉开强度)、低频阻抗模值等多种性能指标数据；需要说明的是，试验过程中，防护涂层是建立在不同基材上的，根据基材的不同，防护涂层的性能指标数据可以是不同的；譬如，金属基材的表面防护涂层的性能指标数据包括低频阻抗模值，而一些高分子复合材料的表面防护涂层的性能指标数据可以不包括低频阻抗模值。
在其中一个实施例中，防护涂层评价方法包括：
S201：获取多个防护涂层于不同环境试验条件下暴露不同预设时间后的性能指标数据；
S202：根据评价结果对多个防护涂层进行环境适应性等级划分后，得到各防护涂层暴露各预设时间后的环境适应性等级。
在其中一个实施例中，得到各防护涂层暴露各预设时间后的环境适应性等级之后，还包括：基于各防护涂层暴露各预设时间后的环境适应性等级得到各防护涂层的推荐结论；即如图3所示，本实施例中，防护涂层评价方法包括：
S301：获取多个防护涂层于不同环境试验条件下暴露不同预设时间后的性能指标数据；
S302：根据评价结果对多个防护涂层进行环境适应性等级划分后，得到各防护涂层暴露各预设时间后的环境适应性等级；
S303：基于各防护涂层暴露各预设时间后的环境适应性等级得到各防护涂层的推荐结论。
具体地，防护涂层于不同环境试验条件下的暴露时间可以包括3～48个月，具体地，暴露时间可以是3个月、6个月、9个月、12个月、18个月、24个月、36个月或48个月，具体可以根据基材种类、防护涂层种类和性能指标种类的不同，选择不同的暴露时间，以使试验结果更加准确。
在其中一个实施例中，采用主成分分析法对各性能指标数据进行评价之前，还包括：对各防护涂层进行单项指标筛选，以选出各性能指标数据均合格的防护涂层作为合格的防护涂层；采用主成分分析法对各性能指标数据进行评价包括：采用主成分分析法对合格的防护涂层的各性能指标数据进行评价。
譬如，若某种防护涂层的某项性能指标数据不满足合格标准，可以直接给出“不推荐”评价结论，对于这些“不推荐”的防护涂层，不再进行后续的采用主成分分析法进行评价，可以节约大量试验时间。
为便于理解，如下表1所示，本实施例给出一种判断合格的防护涂层的合格判据，此判据用于参考理解本实施例，不用于限制本发明的方案。
Figure BDA0003409727240000121
表1
如图4所示，在其中一个实施例中，采用主成分分析法对合格的防护涂层的各性能指标数据进行评价包括：
S401：对合格的防护涂层的性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵；
S402：对标准化数据矩阵中的数据进行主成分分析，以得到主成分线性方程；
S403：基于标准化数据矩阵及主成分线性方程得到合格的各防护涂层的综合评价指标。
在其中一个实施例中，如图5所示，对合格的防护涂层的性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵包括：
S501：基于合格的防护涂层的性能指标数据得到指标数据集{kij}Ω，Ω表示根据各防护涂层暴露各预设时间时收集数据的时间节点，kij表示第i种防护涂层的第j项性能指标，且i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,p；n及p均为大于2的整数；
S502：对指标数据集进行无量纲处理，以得到无量纲处理后的指标数据集{xij}Ω，xij表示无量纲处理后的第i种防护涂层的第j项性能指标；
S503：对无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行第一数据变换处理；
S504：对无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行第二数据变换处理；
S505：对无量纲处理后的指标数据集中的具有望目特性的性能指标进行第三数据变换处理；
S506：整理数据变换处理后的性能指标，以得到标准化数据矩阵X；标准化数据矩阵X记为：
Figure BDA0003409727240000131
其中，X1,X2,…,Xp为提取的性能指标变量。
在其中一个实施例中，对无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行第一数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000132
其中，min为最小值，max为最大值；具体地，具有望大特性的性能指标可以包括但不限于：结构件防护涂层的附着力拉开强度和低频阻抗模值、印制电路板防护涂层绝缘电阻和品质因数等。
对无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行第二数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000141
具体地，具有望小特性的性能指标可以包括但不限于：结构件防护涂层的失光率、色差、粉化等级、附着力等级和印制电路板防护涂层的漏电流。
对无量纲处理后的指标数据集中的具有望目特性的性能指标进行第三数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000142
其中，m1和m2表示具有望目特性的性能指标在区间[m1,m2]时的区间端点；具体地，当第j项指标的值kij在区间[m1,m2]内为最佳、且kij距此区间越近表明样品品质越好时，称为望目特性。
在其中一个实施例中，对标准化数据矩阵X中的数据进行主成分分析，以得到主成分线性方程包括：
基于标准化数据矩阵X得到相关矩阵R，
Figure BDA0003409727240000143
其中，rjm(j,m＝1,2,…,p)为原变量xij和xim之间的相关系数，有rjm＝rmj，其计算公式为：
Figure BDA0003409727240000144
对特征方程|λI-R|＝0进行求解，获得相关矩阵R的p个非负特征值，其中，λ为特征值；
分别求出各非负特征值的特征向量，以得到特征向量矩阵U，
Figure BDA0003409727240000151
基于标准化数据矩阵X及特征向量矩阵U得到主成分线性方程。
在其中一个实施例中，基于标准化数据矩阵X及特征向量矩阵U得到主成分线性方程包括：
根据
Figure BDA0003409727240000152
可得主成分线性方程：
Figure BDA0003409727240000153
其中，Y1为第一个主成分，Y2为第二个主成分，……，Yp为第p个主成分；并且Y1，Y2，…，Yp互不相关。
因此，相关矩阵的特征值即为各主成分的方差，它的大小反映了各主成分的该影响力，则各主成分的贡献率Wj计算公式为：
Figure BDA0003409727240000154
则前t个主成分的累积贡献率公式为：
Figure BDA0003409727240000155
当
Figure BDA0003409727240000156
时，所对应的整数值t即为主成分的个数。
在其中一个实施例中，基于标准化数据矩阵X及主成分线性方程得到合格的各防护涂层的综合评价指标包括：将标准化数据矩阵X中的数据代入主成分线性方程，即得到合格的各防护涂层的综合评价指标Zi，公式为：
Figure BDA0003409727240000161
其中，Yij为第i个样本的第j个主成分得分，其计算公式为：
Yij＝uj1xi1+uj2xi2+…+ujpxip，(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,t)。
在其中一个实施例中，可以将各防护涂层的综合评价指标从低到高进行排序，按照排序进行等级划分，为帮助理解，如下表2给出了两种划分防护涂层等级的示例。
评价等级 划分示例1 划分示例2
优异 排序前25％ 排序前30％
良好 排序25％～75％ 排序30％～70％
合格 排序后25％ 排序后30％
表2
根据各防护涂层暴露不同预设时间后的评价等级情况，可以给出优先选用、一般选用、谨慎选用的评价结论；如下表3给出了各防护涂层的3个不同暴露时间下的评价等级对应的推荐结论类型的约定示例。
Figure BDA0003409727240000162
表3
为便于理解，本发明提供如下具体实施例，本实施例不用于限制本发明的范围。
本实施例中，以某亚热带工业大气环境大气暴露试验的防护涂层数据为例：
步骤1、选定粉化等级(1～5)、附着力等级(1～5)、附着力破坏强度(Mpa)、低频阻抗模值(1010·Ω·cm2)、失光率(％)和色差(ΔE)这六项指标作为性能评价指标，采用19个样品并分别进行编号，在亚热带工业大气环境中进行这19个样品的防护涂层的大气户外暴露试验，并获取19个样品的防护涂层暴露12个月、24个月和36个月的评价指标测试值。对防护涂层数据进行收集整理，数据如下表4所示：
Figure BDA0003409727240000171
Figure BDA0003409727240000181
表4
步骤2、根据性能评价指标，选择“粉化等级≤2”、“附着力等级≤3”、“附着力破坏强度≥2”和“低频阻抗模值＞106”作为单项性能指标合格标准，进行样品初步筛选，因不合格而被剔除的样品情况如下表5所示，不合格的样品可以直接给出“不推荐”评价结论；
Figure BDA0003409727240000182
Figure BDA0003409727240000191
表5
步骤3、对筛选后的防护涂层合格样品进行环境适应性综合评价：
(1)数据预处理：首先明确各项指标表征的防护涂层性能优良变化特性；本实施例中，“粉化等级”、“附着力等级”、“失光率”和“色差”为望小特性；“附着力破坏强度”和“低频阻抗模值”为望大特性，基于前面步骤1和2收集的合格的防护涂层的性能指标数据得到指标数据集{kij}Ω，根据望小特性公式和望大特性公式，对指标数据集进行无量纲处理，以得到无量纲处理后的指标数据集{xij}Ω；Ω表示根据各防护涂层暴露各预设时间时收集数据的时间节点，kij表示第i种防护涂层的第j项性能指标，且i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,p；n及p均为大于2的整数；
对无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000192
对无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行数据变换处理的公式为：
Figure BDA0003409727240000193
对收集的数据进行无量纲处理后获得的数据集如下表6所示：
Figure BDA0003409727240000194
Figure BDA0003409727240000201
表6
(2)主成分分析：对处理后的数据进行主成分分析，求解可得特征向量矩阵U：
Figure BDA0003409727240000211
而主成分线性方程Y＝U(X)T，公式为：
Figure BDA0003409727240000212
经过计算，其中各主成分Y1～Y6的贡献率计算可得分别为28.69、23.30、18.07、12.28、11.35、6.31；根据
Figure BDA0003409727240000213
原则确定主成分个数t＝5，即进行综合评价的主成分为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5；
(3)评价值计算：根据综合评价指标Zi的公式，
Figure BDA0003409727240000214
计算各防护涂层样品暴露在12个月、24个月和36个月这3个时间节点的综合评价值，结果如下表7所示：
Figure BDA0003409727240000215
表7
步骤4、根据表2中的划分示例1对各时间节点下的防护涂层样品的综合评价值进行环境适应性等级划分，划分情况如下表8所示：
Figure BDA0003409727240000216
Figure BDA0003409727240000221
表8
根据环境适应性等级，参照表3给出的推荐结论示例，给出基于综合评价的防护涂层种类推荐结论如下表9所示：
Figure BDA0003409727240000222
表9
因此，本实施例中的19种防护涂层，其中，“不推荐”(不合格)的有编号为2、4、10、11、12、13、14和17共八种防护涂层；而在合格的涂层中，优先推荐的是编号为5、6和16的防护涂层；一般推荐的是编号为1、3、7、9和15的防护涂层；而编号为8、18和19的防护涂层，虽然通过了初步筛选，但在使用时需谨慎选用。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种防护涂层评价系统，该系统所提供的解决问题的实现方案与上述防护涂层评价方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的防护涂层评价系统实施例中的具体限定可以参见上文中对于防护涂层评价方法的限定，在此不再赘述。
如图6所示，防护涂层评价系统包括：
获取模块1，用于获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个性能指标数据；
评价模块2，与获取模块1相连接，用于对各性能指标数据进行评价；
分级模块3，与评价模块2相连接，用于根据评价结果对各防护涂层进行环境适应性等级划分。
上述防护涂层评价系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
本发明的防护涂层评价方法，通过获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个性能指标数据，并采用主成分分析法对各性能指标数据进行评价，然后根据评价结果对多个防护涂层进行环境适应性等级划分，可以直观获得多个防护涂层的评价结果，根据评价结果可以优选出环境适应性较好的防护涂层，为所有行业的设备选择防护涂层时提供可靠性参考；并且与传统方法相比，可同时对多种防护涂层进行综合评价，并给出统一的优选建议，提高了评价过程的效率和评价结论的可用性。另外，本发明的防护涂层评价系统，通过获取模块获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个性能指标数据；通过评价模块对各性能指标数据进行评价；通过分级模块根据评价结果对各防护涂层进行环境适应性等级划分，可以全面且准确地对不同环境下的多种防护涂层进行综合评价和优选。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种防护涂层评价方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一防护涂层评价方法的步骤。
在一个实施例中，本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一防护涂层评价方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种防护涂层评价方法，其特征在于，所述防护涂层评价方法包括：
获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各所述防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个所述性能指标数据；
采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价；
根据评价结果对多个所述防护涂层进行环境适应性等级划分。
2.根据权利要求1所述的防护涂层评价方法，其特征在于，获取多个所述防护涂层于不同环境试验条件下暴露不同预设时间后的性能指标数据；根据评价结果对多个所述防护涂层进行环境适应性等级划分后，得到各所述防护涂层暴露各所述预设时间后的环境适应性等级。
3.根据权利要求2所述的防护涂层评价方法，其特征在于，所述得到各所述防护涂层暴露各所述预设时间后的环境适应性等级之后，还包括：基于各所述防护涂层暴露各所述预设时间后的环境适应性等级得到各所述防护涂层的推荐结论。
4.根据权利要求1所述的防护涂层评价方法，其特征在于，
所述采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价之前，还包括：对各所述防护涂层进行单项指标筛选，以选出各所述性能指标数据均合格的所述防护涂层作为合格的防护涂层；
所述采用主成分分析法对各所述性能指标数据进行评价包括：采用主成分分析法对合格的所述防护涂层的各所述性能指标数据进行评价。
5.根据权利要求4所述的防护涂层评价方法，其特征在于，所述采用主成分分析法对合格的所述防护涂层的各所述性能指标数据进行评价包括：
对合格的所述防护涂层的所述性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵；
对所述标准化数据矩阵中的数据进行主成分分析，以得到主成分线性方程；
基于所述标准化数据矩阵及所述主成分线性方程得到合格的各所述防护涂层的综合评价指标。
6.根据权利要求5所述的防护涂层评价方法，其特征在于，所述对合格的所述防护涂层的所述性能指标数据进行预处理，以得到标准化数据矩阵包括：
基于合格的所述防护涂层的所述性能指标数据得到指标数据集{kij}Ω，Ω表示根据各所述防护涂层暴露各预设时间时收集数据的时间节点，kij表示第i种防护涂层的第j项性能指标，且i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，p；n及p均为大于2的整数；
对所述指标数据集进行无量纲处理，以得到所述无量纲处理后的指标数据集{xij}Ω，xij表示无量纲处理后的第i种防护涂层的第j项性能指标；
对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行第一数据变换处理；
对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行第二数据变换处理；
对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望目特性的性能指标进行第三数据变换处理；
整理数据变换处理后的性能指标，以得到所述标准化数据矩阵，所述标准化数据矩阵记为：
Figure FDA0003409727230000021
其中，X1，X2，…，Xp为提取的性能指标变量。
7.根据权利要求6所述的防护涂层评价方法，其特征在于，
所述对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望大特性的性能指标进行第一数据变换处理的公式为：
Figure FDA0003409727230000031
其中，min为最小值，max为最大值；
所述对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望小特性的性能指标进行第二数据变换处理的公式为：
Figure FDA0003409727230000032
所述对所述无量纲处理后的指标数据集中的具有望目特性的性能指标进行第三数据变换处理的公式为：
Figure FDA0003409727230000033
其中，m1和m2表示所述具有望目特性的性能指标在区间[m1，m2]时的区间端点。
8.根据权利要求6所述的防护涂层评价方法，其特征在于，所述对所述标准化数据矩阵中的数据进行主成分分析，以得到主成分线性方程包括：
基于所述标准化数据矩阵得到相关矩阵R，
Figure FDA0003409727230000034
其中，rjm(j，m＝1，2，…，p)为原变量xij和xim之间的相关系数，有rjm＝rmj，其计算公式为：
Figure FDA0003409727230000041
对特征方程|λI-R|＝0进行求解，获得所述相关矩阵R的p个非负特征值，λ为特征值；
分别求出各所述非负特征值的特征向量，以得到所述特征向量矩阵U，
Figure FDA0003409727230000042
基于所述标准化数据矩阵及所述特征向量矩阵得到所述主成分线性方程。
9.根据权利要求8所述的防护涂层评价方法，其特征在于，所述基于所述标准化数据矩阵及所述特征向量矩阵得到所述主成分线性方程包括：
根据
Figure FDA0003409727230000043
可得所述主成分线性方程：
Figure FDA0003409727230000044
其中，Y1为第一个主成分，Y2为第二个主成分，……，Yp为第p个主成分。
10.根据权利要求9所述的防护涂层评价方法，其特征在于，所述基于所述标准化数据矩阵及所述主成分线性方程得到合格的各所述防护涂层的综合评价指标包括：将所述标准化数据矩阵中的数据代入所述主成分线性方程，即得到合格的各所述防护涂层的综合评价指标Zi，公式为：
Figure FDA0003409727230000045
其中，Wj为各所述主成分的贡献率；t为所述主成分的个数；Yij为第i个样本的第j个主成分得分，其计算公式为：
Yij＝uj1xi1+uj2xi2+…+ujpxip，(i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，t)。
11.一种防护涂层评价系统，其特征在于，所述防护涂层评价系统包括：
获取模块，用于获取多个防护涂层于不同环境试验条件下的性能指标数据，各所述防护涂层于不同环境试验条件下均包括多个所述性能指标数据；
评价模块，与所述获取模块相连接，用于对各所述性能指标数据进行评价；
分级模块，与所述评价模块相连接，用于根据评价结果对各所述防护涂层进行环境适应性等级划分。
12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
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