CN114964594A - 一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法 - Google Patents
一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，属于材料测试和分析技术领域。该方法主要是对安全织带染色质量进行分析，根据轧辊内的气缸压力，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度；根据烘烤箱内的温度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度；根据工作稳定程度和温度均一程度得到各目标织带染色机；根据各待染色安全织带染色过程中的织带张力，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数；最后根据整体染色质量分数，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量。本发明能可靠的对安全织带染色质量进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及材料测试和分析技术领域，具体涉及一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法。
背景技术
安全织带一般包括高空作业安全带、汽车安全带等，由于安全织带的主要作用是为了保证人们的生命安全，因此安全织带的质量至关重要；而安全织带的染色质量也是影响安全织带质量的一个关键因素；所述安全织带一般是通过织带染色机进行染色，织带染色机一般由染带池、烘烤箱、传动输送机构等组成。
现有的检测安全织带染色质量的方法一般是基于人工的方式，这种方式不仅会出现漏检或者错检的现象，而且基于人工的方式的工作效率较低，因此依靠人工检测安全织带染色质量的方式可靠性较低。
发明内容
本发明提供一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，用于解决现有方法对安全织带染色质量检测可靠性低的问题，所采用的技术方案具体如下：
本发明一个实施例提供了一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法包括以下步骤：
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内的气缸压力；根据所述气缸压力，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度；
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中的温度；根据所述温度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度；
根据所述工作稳定程度和温度均一程度，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；根据所述染色性能差异对所述各织带染色机进行筛选，得到各目标织带染色机；
获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的织带张力；根据所述染色性能差异和所述织带张力，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数；
根据所述整体染色质量分数，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量。
有益效果：本发明主要是对安全织带染色质量进行分析，将气缸压力作为得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度的依据；将烘烤箱中的温度作为得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度的依据；将工作稳定程度和温度均一程度作为得到各目标织带染色机的依据；将染色性能差异和织带张力作为得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中整体染色质量分数的依据；将整体染色质量分数作为得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量的依据；本发明通过对安全织带在染色过程中的轧辊、烘烤箱中的温度均衡度以及织带在染色过程中不同阶段的张力进行分析来评估各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程的染色质量，基于这种染色质量检测方式来对评估安全织带的染色质量的准确度、可靠性以及效率都较高。
优选的，获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内的气缸压力；根据所述气缸压力，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度的方法，包括：
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊内的第一气缸压力和第二气缸压力；
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊两端轴心的同心度；
计算所述各采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值；
根据所述差值的绝对值和轧辊两端轴心的同心度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度。
优选的，根据如下公式计算各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度：
其中，H为任一织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度，A为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中采样时刻的数量，ΔPa为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中第a个采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值，Oa为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中第a个采样时刻轧辊两端轴心的同心度。
优选的，获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中的温度；根据所述温度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度的方法，包括：
获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的第一温度值、第二温度值以及第三温度值；
获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各温度传感器对应的温度序列；
根据所述各温度传感器对应的温度序列，构建得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻烘烤箱内的第一温度值序列、第二温度值序列以及第三温度值序列，以及所述特征采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的温度向量；
计算所述特征采样时刻烘烤箱内的任意两个传动辊对应的温度向量之间的余弦相似度，得到所述特征采样时刻对应的余弦相似度均值；
计算所述特征采样时刻烘烤箱内的第一温度值序列、第二温度值序列以及第三温度值序列中任意两个序列的形态相似距离，得到所述特征采样时刻对应的综合形态相似距离；
根据所述温度序列、所述综合形态相似距离以及所述余弦相似度均值，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度。
优选的，根据如下公式计算各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度：
其中，G为任一织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度，S为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻对应的余弦相似度均值，T为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻对应的综合形态相似距离，B为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，Qb为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均方差。
优选的，根据所述工作稳定程度和温度均一程度，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；根据所述染色性能差异对所述各织带染色机进行筛选，得到各目标织带染色机的方法，包括：
将各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度和烘烤箱内温度均一程度的乘积记为各织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子；
计算任意两个织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值；
根据所述任意两个织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值以及所述各温度传感器对应的温度序列，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；
根据所述染色性能差异和DBSCAN密度聚类算法，得到各类别对应的各织带染色机；
将最多织带染色机数量的类别筛选出来，将筛选出来剩余的织带染色机记为目标织带染色机。
优选的，根据如下公式计算任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异：
其中，R(i,j)为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的染色性能差异，Ui,j为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值，Bj为第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，Bi为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，
为第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均值，
为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均值。
优选的，获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的织带张力；根据所述染色性能差异和所述织带张力，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数的方法，包括：
获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻对应的目标张力值、以及各采样时刻烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值，并构建得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列以及烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列；所述目标张力值是织带从染带池染色结束进入烘烤箱之前位置的张力值；
获得所述烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列的均值，并根据所述张力值序列的均值，构建得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量；
计算得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与其余目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的平均染色性能差异；
获取标准张力向量、所述烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列以及标准目标张力值序列；
根据所述的平均染色性能差异、所述张力向量、所述烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列、所述标准张力向量以及所述烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数；
根据所述目标张力值序列和标准目标张力值序列，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数；
根据所述烘焙质量分数和染带池染色质量分数，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数。
优选的，根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数：
其中，Md为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数，Fd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量，F为标准张力向量，SIM(Fd,F)为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量与标准张力向量之间的余弦相似度，|Fd|为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量的模长，|F|为标准张力向量的模长，N为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中张力检测仪的数量，
为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中第n个张力检测仪对应的张力值序列，fn为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中第n个张力检测仪对应的标准张力值序列，
为
与fn之间的差异距离，DTW()函数表示动态时间规整距离。
优选的，根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数：
其中，Kd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数，F1d,z为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列中第z个参数的值，F1z为标准目标张力值序列中第z个参数的值，abs()为绝对值函数，F2d为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列，Range(F2d)为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列对应的极差，F2为标准目标张力值序列，Range(F2)为标准目标张力值序列对应的极差，F1d为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列的均值，F1为标准目标张力值序列的均值。
附图说明
图1为本发明一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其它实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学技术语与属于本发明的技术人员通常理解的含义相同。
本实施例提供了基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，详细说明如下：
如图1所示，该基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，包括以下步骤：
步骤S001，获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内的气缸压力；根据所述气缸压力，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度。
本实施例主要是对工厂或者企业中安全织带的染色质量进行分析，所述工厂中有多台织带染色机，安全织带的染色质量与织带的轧余率有关，当安全织带的轧余率大小异常时可能会出现染料产生大量泳移等现象，因此可能会影响安全织带最终成品的颜色分布，即影响安全织带的染色质量；所述轧余率与轧辊有关，例如当轧辊两端的轴心位置高度不统一，即同心度不为零时，会出现边中轧余率大小不一致的情况，可能会使织带出现左中右色差的现象。安全织带的染色质量也与烘烤箱中的温度均衡度有关，因为安全织带是带着染液进入烘烤箱的，如果烘烤箱内温度分布不均匀可能会在该过程中出现染料泳移的现象，进而可能会影响织带成品的染色质量；并且在对安全织带的染色质量进行分析时还可以参考织带在染色过程中不同阶段的张力，当织带在染色过程中出现织带张力异常时，也有可能会影响织带成品的染色质量。由于安全织带的染色质量与多个因素有关，因此本实施例将对安全织带在染色过程中的轧辊、烘烤箱中的温度均衡度以及织带在染色过程中不同阶段的张力进行分析，评估各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程的染色质量，基于这种染色质量检测方式来对评估安全织带的染色质量的准确度、可靠性以及效率都较高。
(a)获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内的气缸压力的具体过程为：
由于织带染色机的染带池中轧辊气缸内的压力大小影响着轧辊对织带的挤压大小，如果左右气缸压力不均匀，可能会造成安全织带的带液率不均，或者安全织带出现边中轧余率大小不一致、左中右色差现象；因此本实施例在各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内气缸的左右两端放置压力传感器用于检测气缸两端的压力。
本实施例中，设置各织带染色机为同种类型设置参数等也相同、各待染色安全织带为同种类型的织带、各织带染色机对应的待染色安全织带的染色要求以及染色质量也一致、各织带染色机对应的待染色安全织带的长度和宽度也一致；本实施例根据实际情况来设置压力传感器的采样频率，例如可以设置采样频率为一秒，且相邻采样时刻之间的间隔相同；因此通过上述方式可以得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊内气缸的左右两端的压力并分别记为各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊内的第一气缸压力和第二气缸压力。
(b)获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊两端轴心的同心度的具体过程为：
由于当织带染色机的染带池中轧辊两端轴心位置高度的差异较大时，即两端的同心度不为零时，可能会使安全织带出现边中轧余率大小不一致的情况，进而还可能会使安全织带出现左中右色差等现象；所述同心度指的是轧辊两端轴心的相对偏离程度，所述同心度理想值为0，即不偏心为最优，单位为mm；因此本实施例利用同心度测量仪测量轧辊两端轴心的同心度，即获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊两端轴心的同心度。
(c)根据各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊内的第一气缸压力和第二气缸压力，以及各采样时刻轧辊两端轴心的同心度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度的具体过程为：
计算所述各采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值；根据所述各采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值和各采样时刻轧辊两端轴心的同心度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度；根据如下公式计算各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度：
其中，H为任一织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度，A为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中采样时刻的数量，ΔPa为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中第a个采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值，Oa为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中第a个采样时刻轧辊两端轴心的同心度；H越大，表明该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作状态越稳定；Oa越小，H越大；ΔPa越小，H越大；由于同心度偏离量比较小，因此本实施例使用指数函数进行效果放大，即当轧辊两端轴心位置存在轻微差异，也会影响轧辊的工作稳定程度。
步骤S002，获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中的温度；根据所述温度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度。
在对待染色安全织带染色的过程中在经过染带池之后需要对织带进行固色烘干，固色烘干是在织带染色机对应的烘干装置中进行的，并且烘干装置内部的温度对织带最终的染色成品质量至关重要；所述烘干装置主要组成部分为烘烤箱，所述烘烤箱也称为烘焙箱或者烘干箱等，并且为了让织带的烘焙时间更久，让染料充分融入织带中，烘烤箱内部会进行S型绕弯，即安全织带在烘烤箱内且在传动辊的引导下呈S走向；因此本实施例获取烘烤箱内的安全织带传送方向，在烘烤箱内各传动辊的两端和中间位置布置温度传感器，所述各传动辊的两端为对应安全织带传送方向的左侧和右侧；将烘烤箱内安全织带传送方向左侧的各传动辊的温度传感器的温度值记为第一温度值，将烘烤箱内安全织带传送方向右侧的各传动辊的温度传感器的温度值记为第二温度值；将烘烤箱内各传动辊的中间位置的温度传感器的温度值记为第三温度值；因此通过上述过程可以获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的各温度值。
由于各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内的各温度传感器的温度值会从某一个采样时刻开始不再发生变化，或者所述烘烤箱内的各温度传感器的温度值会从某一个采样时刻开始在很小的范围内波动，因此选取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中最后一个采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的第一温度值、第二温度值以及第三温度值，将所述最后一个采样时刻记为特征采样时刻，按照安全织带传送方向构建得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻烘烤箱内的第一温度值序列、第二温度值序列以及第三温度值序列，并构建得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的温度向量，所述各传动辊对应的温度向量包含各传动辊对应的第一温度值、第二温度值以及第三温度值。
获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各温度传感器对应的温度序列；之后计算所述特征采样时刻烘烤箱内的任意两个传动辊对应的温度向量之间的余弦相似度，得到所述特征采样时刻对应的各余弦相似度，并计算所述特征采样时刻对应的余弦相似度均值；计算所述特征采样时刻烘烤箱内的第一温度值序列、第二温度值序列以及第三温度值序列中任意两个序列的形态相似距离(MSD，Morphology SimilarityDistance)，得到所述特征采样时刻对应的各形态相似距离，并对所述特征采样时刻对应的各形态相似距离求和，得到所述特征采样时刻对应的综合形态相似距离；根据各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各温度传感器对应的温度序列、特征采样时刻对应的综合形态相似距离以及特征采样时刻对应的余弦相似度均值，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度；根据如下公式计算各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度：
其中，G为任一织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度，S为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻对应的余弦相似度均值，T为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻对应的综合形态相似距离，B为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，Qb为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均方差；G越大，表明该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度值大小越一致。
步骤S003，根据所述工作稳定程度和温度均一程度，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；根据所述染色性能差异对所述各织带染色机进行筛选，得到各目标织带染色机。
(a)根据工作稳定程度和温度均一程度，得到各织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子的具体过程为：
由于上述得到的各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度和烘烤箱内温度均一程度都是对安全织带染色过程中染色装置的分析，当织带染色机运行过程中轧辊工作时的稳定程度越高、烘烤箱内温度越均一，表明最终的染色质量相对较好；因此本实施例将各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度和烘烤箱内温度均一程度归一化之后的乘积记为各织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子；当各织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子越大，表明待染色安全织带最终的染色质量相对越好。
(b)根据述质量影响因子，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异，以及根据染色性能差异对各织带染色机进行筛选，得到各目标织带染色机的具体过程为：
由于一般工厂中都会使用多台织带染色机对安全织带进行染色，并且一般情况下不太会出现较多的织带染色机异常的现象，因此为减少计算量，本实施例通过对织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子进行分析，得到各目标织带染色机；具体过程为：
计算任意两个织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值；根据任意两个织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值以及任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各温度传感器对应的温度序列，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；根据如下公式计算任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异：
其中，R(i,j)为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的染色性能差异，Ui,j为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值，Bj为第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，Bi为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，
为第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均值，
为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均值；R(i,j)越大，表明第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的染色性能差异越大。
本实施例中，通过上述过程可以得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；之后将任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异作为样本距离，利用DBSCAN密度聚类法对各织带染色机进行聚类，得到各类别；由于一般情况下不太会出现较多的织带染色机异常的现象，因此将最多织带染色机数量的类别筛选出来，将筛选出来剩余的织带染色机记为目标织带染色机，后续只需要对各目标织带染色机进行分析。
步骤S004，获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的织带张力；根据所述染色性能差异和所述织带张力，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数。
由于安全织带都具有一定张力大小，并且处于潮湿状态的安全织带张力大小和处于干燥状态的安全织带的张力大小不一样，因此本实施例通过对安全织带在不同染色阶段的张力大小和标准染色过程中安全织带在各阶段的标准张力大小进行分析，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数；将所述整体染色质量分数作为后续评估各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中染色质量的依据。
本实施例在从染带池染色结束进入烘烤箱之前的位置布置张力检测仪用于检测安全织带的张力值，将所述张力检测仪记为目标张力检测仪，并将目标张力检测仪检测的张力值记为目标张力值；并在烘烤箱中不同位置布置固定数量的张力检测仪，本实施例设置烘烤箱中张力检测仪的数量为5个；因此本实施例通过上述过程可以得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻目标张力检测仪对应的目标张力值，以及各采样时刻烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值，并构建得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列、各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列；之后获得烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列的均值，并根据所述烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列的均值，构建得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量，所述张力向量中的参数包括烘烤箱对应的各张力值序列的均值。
本实施例中，按照上述检测张力的方式，获取标准染色质量的标准安全织带在染色过程的标准目标张力值序列，以及烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列；所述获取标准张力值时张力检测仪布置的位置与上述各张力检测仪布置的位置一致；根据标准染色质量的标准安全织带在染色过程的烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列的均值，构建得到标准张力向量。
之后计算得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与其余目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的平均染色性能差异；根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与其余目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的平均染色性能差异：
其中，Dd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与其余目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的平均染色性能差异，H为目标织带染色机的数量，R(d,h)为第d个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与第h个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的染色性能差异。
根据各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与其余目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的平均染色性能差异，各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量，各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列，标准张力向量，烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数；根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数：
其中，Md为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数，Fd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量，F为标准张力向量，SIM(Fd,F)为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量与标准张力向量之间的余弦相似度，|Fd|为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量的模长，|F|为标准张力向量的模长，||Fd|-|F||为|Fd|与|F|之间模长差的绝对值，N为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中张力检测仪的数量，
为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中第n个张力检测仪对应的张力值序列，fn为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中第n个张力检测仪对应的标准张力值序列，
为
与fn之间的差异距离，exp()函数表示以e为底的指数函数，DTW()函数表示动态时间规整距离，SIM()函数为余弦相似度；Md越大，表明第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量越好。
本实施例中，根据各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列和标准目标张力值序列，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数；根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数：
其中，Kd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数，F1d,z为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列中第z个参数的值，F1z为标准目标张力值序列中第z个参数的值，abs()为绝对值函数，F2d为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列，Range(F2d)为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列对应的极差，F2为标准目标张力值序列，Range(F2)为标准目标张力值序列对应的极差，F1d为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列的均值，F1为标准目标张力值序列的均值；Kd越大，表明第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量越好。
对各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数和烘焙质量分数进行归一化处理后计算乘积，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数。
步骤S005，根据所述整体染色质量分数，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量。
本实施例中，通过对整体染色质量分数进行分析，判断各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量；具体为：
判断各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数是否大于预设质量阈值，若是，则判断对应目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量合格；否则，则判断对应目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量不合格，之后再判断该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数是否小于预设第一阈值以及该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数是否小于预设第二阈值，当该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数小于预设第一阈值且该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数也小于预设第二阈值时，表明该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色和固色环节都出现异常，当该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数小于预设第一阈值而该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数大于预设第二阈值时，表明该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色环节出现异常、固色环节正常，当该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数大预设第一阈值而该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数小于预设第二阈值时，表明该目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色环节异常、固色环节正常；所述预设质量阈值、预设第一阈值和预设第二阈值都要根据实际情况进行设置。
有益效果：本实施例主要是对安全织带染色质量进行分析，将气缸压力作为得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度的依据；将烘烤箱中的温度作为得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度的依据；将工作稳定程度和温度均一程度作为得到各目标织带染色机的依据；将染色性能差异和织带张力作为得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中整体染色质量分数的依据；将整体染色质量分数作为得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量的依据；本实施例通过对安全织带在染色过程中的轧辊、烘烤箱中的温度均衡度以及织带在染色过程中不同阶段的张力进行分析来评估各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程的染色质量，基于这种染色质量检测方式来对评估安全织带的染色质量的准确度、可靠性以及效率都较高。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内的气缸压力；根据所述气缸压力，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度；
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中的温度；根据所述温度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度；
根据所述工作稳定程度和温度均一程度，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；根据所述染色性能差异对所述各织带染色机进行筛选，得到各目标织带染色机；
获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的织带张力；根据所述染色性能差异和所述织带张力，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数；
根据所述整体染色质量分数，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量。
2.如权利要求1所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，所述获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊内的气缸压力；根据所述气缸压力，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度的方法，包括：
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊内的第一气缸压力和第二气缸压力；
获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻轧辊两端轴心的同心度；
计算所述各采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值；
根据所述差值的绝对值和轧辊两端轴心的同心度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度。
3.如权利要求2所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，根据如下公式计算各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度：
其中，H为任一织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度，A为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中采样时刻的数量，ΔPa为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中第a个采样时刻轧辊内的第一气缸压力与第二气缸压力之间差值的绝对值，Oa为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中第a个采样时刻轧辊两端轴心的同心度。
4.如权利要求1所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，所述获取各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中的温度；根据所述温度，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度的方法，包括：
获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的第一温度值、第二温度值以及第三温度值；
获得各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各温度传感器对应的温度序列；
根据所述各温度传感器对应的温度序列，构建得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻烘烤箱内的第一温度值序列、第二温度值序列以及第三温度值序列，以及所述特征采样时刻烘烤箱内的各传动辊对应的温度向量；
计算所述特征采样时刻烘烤箱内的任意两个传动辊对应的温度向量之间的余弦相似度，得到所述特征采样时刻对应的余弦相似度均值；
计算所述特征采样时刻烘烤箱内的第一温度值序列、第二温度值序列以及第三温度值序列中任意两个序列的形态相似距离，得到所述特征采样时刻对应的综合形态相似距离；
根据所述温度序列、所述综合形态相似距离以及所述余弦相似度均值，得到各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度。
5.如权利要求4所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，根据如下公式计算各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度：
其中，G为任一织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度均一程度，S为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻对应的余弦相似度均值，T为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中特征采样时刻对应的综合形态相似距离，B为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，Qb为该织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均方差。
6.如权利要求4所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，所述根据所述工作稳定程度和温度均一程度，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；根据所述染色性能差异对所述各织带染色机进行筛选，得到各目标织带染色机的方法，包括：
将各织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中轧辊的工作稳定程度和烘烤箱内温度均一程度的乘积记为各织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子；
计算任意两个织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值；
根据所述任意两个织带染色机染色对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值以及所述各温度传感器对应的温度序列，得到任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异；
根据所述染色性能差异和DBSCAN密度聚类算法，得到各类别对应的各织带染色机；
将最多织带染色机数量的类别筛选出来，将筛选出来剩余的织带染色机记为目标织带染色机。
7.如权利要求6所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，根据如下公式计算任意两个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色性能差异：
其中，R(i,j)为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的染色性能差异，Ui,j为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子与第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染色质量影响因子之间差值的绝对值，Bj为第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，Bi为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内温度传感器的数量，
为第j个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均值，
为第i个织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱内第b个温度传感器对应的温度序列的均值。
8.如权利要求1所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，所述获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的织带张力；根据所述染色性能差异和所述织带张力，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数的方法，包括：
获取各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中各采样时刻对应的目标张力值、以及各采样时刻烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值，并构建得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列以及烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列；所述目标张力值是织带从染带池染色结束进入烘烤箱之前位置的张力值；
获得所述烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列的均值，并根据所述张力值序列的均值，构建得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量；
计算得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程与其余目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程之间的平均染色性能差异；
获取标准张力向量、所述烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列以及标准目标张力值序列；
根据所述的平均染色性能差异、所述张力向量、所述烘烤箱中各张力检测仪对应的张力值序列、所述标准张力向量以及所述烘烤箱中各张力检测仪对应的标准张力值序列，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数；
根据所述目标张力值序列和标准目标张力值序列，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数；
根据所述烘焙质量分数和染带池染色质量分数，得到各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的整体染色质量分数。
9.如权利要求8所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数：
其中，Md为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的烘焙质量分数，Fd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量，F为标准张力向量，SIM(Fd,F)为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量与标准张力向量之间的余弦相似度，|Fd|为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的张力向量的模长，|F|为标准张力向量的模长，N为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中张力检测仪的数量，
为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中第n个张力检测仪对应的张力值序列，fn为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中烘烤箱中第n个张力检测仪对应的标准张力值序列，
为
与fn之间的差异距离，DTW()函数表示动态时间规整距离。
10.如权利要求8所述的一种基于工业数据处理的安全织带染色质量检测方法，其特征在于，根据如下公式计算各目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数：
其中，Kd为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中的染带池染色质量分数，F1d,z为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列中第z个参数的值，F1z为标准目标张力值序列中第z个参数的值，abs()为绝对值函数，F2d为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列，Range(F2d)为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列对应的极差，F2为标准目标张力值序列，Range(F2)为标准目标张力值序列对应的极差，F1d为第d个目标织带染色机对对应待染色安全织带染色过程中对应的目标张力值序列的均值，F1为标准目标张力值序列的均值。
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