(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210732183.0 (22)申请日 2022.06.27 (71)申请人 郑州航空工业管理学院 地址 450000 河南省郑州市二七区大 学中 路2号 (72)发明人 薛丽　刘玉敏　王宁　张帅　 郭胜会　李婧　王晓晓　 (74)专利代理 机构 广东问道知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 44826 专利代理师 孙毅俊 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06N 7/00(2006.01)G06F 119/12(2020.01) (54)发明名称 监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控 制图的设计方法 (57)摘要 本发明涉及监控序列相关数据的可变抽样 区间CUSUM控制图的设计方法， 本发明有效解决 了现有控制图在进行工作时局限性较高且虚发 警报概率较大的问题； 解决的技术方案包括： 本 方案采取的可变抽样区间CUS UM控制图与静态控 制图相比能够更快地发现过程中的异常波动， 监 控效果更优越， 相对于传统的控制图大幅度降低 虚发警报的概率， 进一步提高控制图的控制效 果。 权利要求书3页 说明书9页 附图1页 CN 115203907 A 2022.10.18 CN 115203907 A 1.监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图的设计方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1： 采集数据， 假设一生产过程具有自相关性， 从该过程中收集的数据记为X1,X2,...， 则该数据具有序列相关性， 并且随着时间平移长度s的增加， Xi和Xi+s之间的相关性减小， 当 两个数据集距离足够远时， 两者之间的相关性可忽略并且得到过程的受控集； S2： 对受控数据集进行去相关性； S3： 监控序列相关数据的CUSUM控制图的统计量； S4： 监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图。 2.根据权利要求1所述的监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图的设计方法， 其特征在于， 所述S1中设定当s≥w(w＝20)时， γ(s)＝cov(Xi,Xi+s)＝0在开始监控过程之 前， 得到过程的受控集XIC＝{X‑m+1,X‑m+2,...,X0}， 估计受控集的均值 μ0和受控的协方差矩阵 {γ(S),0 ≤S≤W}如下： 3.根据权利要求2所述的监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图的设计方法， 其特征在于， 所述S2中包括以下步骤： S2‑1： 当i＝‑m+1,定义去相关性并标准 化的值为 此时令b＝1； S2‑2： 当i＞‑m+1,将向量(Xi‑b,...,Xi)T的协方差矩阵的估计记为： 其中 则去相关性的标准 化值为： 其中， 令b＝min(b+1,w),i ＝i+1.重复上述 步骤直到i＞0.。 4.根据权利要求3所述的监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图的设计方法， 其特征在于， 所述S 3中对于过程监控阶段， 为了减少计算量， 采用CUSUM控制图的重启机制， 引入spring  length概念， 即当前时刻和前一个CUSUM统计量为0的时刻之间的观测个数， 定 义为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115203907 A 2其中Ct为t时刻对应 的监控统计量， 对过程监控阶段收集到的数据集{X1,X2,...}依次 进行去相关性， 具体过程如下： S3‑1： 当i＝1时， 定义去相关性并标准化的值为 此时对应的CUSUM监控统 计量值为： 其中 k为CUSUM控制 图的参考值， 如果C1＝0， 则T1＝0； 否则， T1＝1.； S3‑2： 当i≥2.如果Ti‑1＝0,计算Ci和Ti与i＝1情况类似； 如果Ti‑1＞0,则 其中 则得到第i个去相关性后的数值 其中， 定义 其中 如果Ci＝0， 则Ti＝0； 否则， Ti＝min{Ti‑1+1,Tmax}.。 5.根据权利要求4所述的监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图的设计方法， 其特征在于， 所述S4中包括以下步骤： S4‑1： 监控序列相关数据CUSUM控制图的可变抽样区间设计， 在传统的控制图控制限和 中心线中间添加一条 上警戒限， 上警戒限将控制图的受控区分为 安全域、 警戒域； S4‑2： 控制限和警戒 限的确定， 给定显著性水平α和α1( α＜α1)， 采用二分法求出对应的 控制限和警戒限； S4‑3： 监控序列相关数据VSI  CUSUM控制图的评价 准则 对监控序列相关数据VSI  CUSUM控制图采用平均报警时间ATS作为评价准则， 平均报警 时间指从过程开始到控制图报警期间的平均时间， 可以对可变抽样区间控制图的监控性能 进行评价， 当过程处于受控状态时， 受控ATS0越大表示过程越稳定； 当过程存在异常原因 时， 失控ATS1越小表示控制图监控效率越好。 6.根据权利要求5所述的监控序列相关数据的可变抽样区间CUSUM控制图的设计方法， 其特征在于， 计算VSI  CUSUM控制图的平均报警时间ATS， 步骤如下： (1)在第j(1≤j≤M)次的重复拟合中， 采用以下方式得到第j次实验的报警时间TS(j)： ①对于序列相关数据， 得到拟合数据{X1， X2,...}；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115203907 A 3