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Specific index-related process monitoring using a two-step information extraction method

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基于ReliefF的主元挑选算法在过程监控中的应用

第30届中国控制与决策会议

作者： Bo Zhao Bing Song Shuai Tan hongbo shi Key Laboratory of Advanced Control and Optimization for Chemical Processes of Ministry of Education East China University of Science and Technology

Specific index-related process monitoring covers a wide range of requirements from industrial production. At present, it is still a challenge to divide into the specific index-related information and the specific index-unrelated information more accurately. In this paper, a two-step information extraction method is presented to solve this problem. In the first step, the overall process variables are separated into a strongly related variable set and a weakly related variable set. In the second step, the two sets are further divided into a specific index-related subset and a specific index-unrelated subset, respectively. Two specific index-related subsets form a new subspace related to the specific index. Two specific index-unrelated subsets are combined into a specific index-unrelated subspace. Two 2 T statistics are built in the specific index-related subspace and the specific index-unrelated subspace, respectively. Finally, the proposed method is applied for Tennessee Eastman（TE）. The results indicate the effectiveness of the proposed method.

关键词： specific index process monitoring subspace information extraction

来源： cnki会议评论

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化工学报 2017年第4期68卷 1525-1532页

作者：陶阳王帆侍洪波宋冰华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

传统的主成分分析(principal component analysis,PCA)算法选取包含大部分方差信息的成分作为主元,并将其应用到过程监控中。但是故障信息不一定会投影到方差较大的成分上,使用方差贡献度挑选主元会导致严重的信息丢失和监控效果的恶化... 详细信息

传统的主成分分析(principal component analysis,PCA)算法选取包含大部分方差信息的成分作为主元,并将其应用到过程监控中。但是故障信息不一定会投影到方差较大的成分上,使用方差贡献度挑选主元会导致严重的信息丢失和监控效果的恶化。因此使用ReliefF-PCA算法,其中ReliefF算法从故障角度出发,挑选出在区分正常样本和故障样本上权重更高,效果相对更好的成分作为主元。这样挑选出的主元避免了传统PCA算法在主元挑选过程中出现的主观性、盲目性以及重要信息的丢失。ReliefF-PCA算法在过程监控中主要有两个优势,第1,监控效果更好;第2,对原始数据降维效果更好。随后,基于ReliefF-PCA算法,提出一种加权的故障变量贡献图方法。最后,通过Tennessee Eastman(TE)仿真实验测试,ReliefF-PCA算法达到了预期效果。

关键词：过程系统过程控制主元分析 ReliefF-PCA算法故障检测故障定位

基于距离空间统计量分析的多模态过程无监督故障检测

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化工学报 2012年第3期63卷 873-880页

作者：马贺贺胡益侍洪波华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

工业过程往往运行于多个生产模态,针对多模态过程数据的空间分布特点,提出了一种新的基于样本距离空间统计量分析的故障检测方法 (DSSA)。首先用每一个样本与其训练集样本中的邻居之间的k个最近邻距离之差来表示该样本,将样本从原始变... 详细信息

工业过程往往运行于多个生产模态,针对多模态过程数据的空间分布特点,提出了一种新的基于样本距离空间统计量分析的故障检测方法 (DSSA)。首先用每一个样本与其训练集样本中的邻居之间的k个最近邻距离之差来表示该样本,将样本从原始变量空间映射到对应的距离空间中。然后在距离空间中通过移动窗口的方式计算各阶统计量,最后对由各阶统计量组成的统计量样本进行主元分析(PCA)。将DSSA方法、PCA方法以及另一种基于k近邻规则的多模态故障检测方法 (FD-kNN)应用于TE过程中,仿真结果表明DSSA方法对多模态故障检测更为有效。

关键词：多模态过程故障检测统计量分析主元分析距离空间

时序约束NPE算法在化工过程故障检测中的应用

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化工学报 2016年第12期67卷 5131-5139页

作者：杨健宋冰谭帅侍洪波华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

针对动态过程的故障检测问题,在邻域保持嵌入算法中改进邻域挑选,提出一种新的维度约简方法:时序约束邻域保持嵌入(time constrained neighborhood preserving embedding,TCNPE)算法。与邻域保持嵌入(neighborhood preserving embedding,NPE)算法只通过欧氏距离挑选邻域不同的是,TCNPE考虑到数据之间的时序相关性,在一定长度的时间窗之内采用k-近邻方法挑选邻域,并对时间窗内近邻与非近邻构造局部约束关系。首先,利用TCNPE提取数据特征,进行线性降维,然后构造T^2和SPE统计量并利用密度估计(kernel density estimation,KDE)确定其控制限。最后,通过数值例子和TE过程(Tennessee-Eastman process)仿真来说明本文方法的有效性。

关键词：过程控制动态建模邻域保持嵌入线性降维故障检测实验验证

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基于变量概率信息的因子分析监控方法

化工学报 2017年第7期68卷 2844-2850页

作者：胡婷婷王帆侍洪波华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

因子分析(factor analysis,FA)将噪声因素加入到建模过程中,可通过最大期望(expectation maximum,EM)算法建立模型。传统的FA(ST)指标仅利用了变量的期望信息而忽略了更能代表不确定性的方差信息,这可能会导致故障的漏报。通过对过程变... 详细信息

因子分析(factor analysis,FA)将噪声因素加入到建模过程中,可通过最大期望(expectation maximum,EM)算法建立模型。传统的FA(ST)指标仅利用了变量的期望信息而忽略了更能代表不确定性的方差信息,这可能会导致故障的漏报。通过对过程变量的概率分析,从本质上揭示了FA(ST)的这一缺陷。建模过程中的另一个重要因素是确定因子个数,使得在降维的同时能最大程度地保留对过程有用的信息。针对传统监控指标信息不足的问题,提出的负对数似然概率(negative log likelihood probability,NLLP)指标整合了更全面的概率信息;针对因子个数给定的问题,提出了一种整体-局部因子数确定法,使得因子和变量对于过程的信息解释率都达到收敛。最后通过数值例子和Tennessee Eastman(TE)过程验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：因子分析参数估计过程控制信息解释率统计分析

基于马氏距离局部离群因子方法的复杂化工过程故障检测

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化工学报 2013年第5期64卷 1674-1682页

作者：马贺贺胡益侍洪波华东理工大学化工过程先进控制和优化技术教育部重点实验室上海200237

为了满足实际的生产需要,复杂化工过程往往包含多个运行模态。同时过程的复杂性使得同一模态下的数据分布是一种高斯分布和非高斯分布混合存在的不确定情况。数据的多模态分布特性以及同一模态下数据分布的不确定性使得传统多元统计监控... 详细信息

为了满足实际的生产需要,复杂化工过程往往包含多个运行模态。同时过程的复杂性使得同一模态下的数据分布是一种高斯分布和非高斯分布混合存在的不确定情况。数据的多模态分布特性以及同一模态下数据分布的不确定性使得传统多元统计监控(MSPM)方法很难给出令人满意的结果。针对这一问题,本文提出一种新的马氏距离局部离群因子(MDLOF)方法进行故障检测。通过利用马氏距离挖掘变量局部结构中包含的有用信息,并对样本的邻域密度加以考虑,形成对数据分布具有鲁棒性的基于密度的监控指标。最后通过数值仿真例子及Tennessee Eastman过程验证其有效性。

关键词：多模态过程监控故障检测局部离群因子马氏距离

Pushing the high-k scalability limit with a superparaelectric gate layer

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Journal of Advanced Ceramics 2024年第4期13卷 539-547页

作者： Kun Wang Chao Liu Yuan Zhang Fuyu Lv Jun Ouyang Houbing Huang Rui-Long Yang Yu-Yao Zhao hongbo Cheng Hanfei Zhu Xiaoming shi Yun Tian Institute of Advanced Energy Materials and Chemistry Jinan Engineering Laboratory for Multi-scale Functional MaterialsSchool of Chemistry and Chemical EngineeringQilu University of Technology(Shandong Academy of Sciences)Jinan 250353China Key Laboratory for Liquid-Solid Structure Evolution and Processing of Materials(Ministry of Education) School of Materials Science and EngineeringShandong UniversityJinan 250061China China Tobacco Shandong Industrial Co. Ltd.Jinan 250104China Department of Materials Science and Engineering Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Key Laboratory of Key Film Materials&Application for Equipments(Hunan Province) School of Material Sciences and EngineeringXiangtan UniversityXiangtan 411105China Advanced Research Institute of Multidisciplinary Science and School of Materials Science and EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Key Laboratory of Magnetic Molecules and Magnetic Information Materials of Ministry of Education School of Chemistry and Materials ScienceShanxi Normal UniversityTaiyuan 030032China

To meet the expectation set by Moore’s law on transistors,the search for thickness-scalable high dielectric constant(k)gate layers has become an emergent research *** investigations have failed to solve the“polarizability–scalability–insulation robustness”*** this work,we show that this trilemma can be solved by using a gate layer of a high k ferroelectric oxide in its superparaelectric(SPE)*** the SPE,its polar order becomes local and is dispersed in an amorphous matrix with a crystalline size down to a few nanometers,leading to an excellent dimensional scalability and a good field-stability of the k *** an example,a stable high k value(37±3)is shown in ultrathin SPE films of(Ba_(0.95),Sr_(0.05))(Zr_(0.2),Ti_(0.8))O_(3)deposited on LaNiO_(3)-buffered Pt/Ti/SiO_(2)/(100)Si down to a 4 nm thickness,leading to a small equivalent oxide thickness of~0.46 *** aforementioned characteristic microstructure endows the SPE film a high breakdown strength(~10.5 MV·cm^(−1)for the 4 nm film),and hence ensures a low leakage current for the operation of the complementary metal oxide semiconductor(CMOS)***,a high electrical fatigue resistance is displayed by the SPE *** results reveal a great potential of superparaelectric materials as gate dielectrics in the next-generation microelectronics.

关键词： high-k transistors Moore's law superparaelectric insulation robustness

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单项代数中的循环（英文）

数学进展 2019年第6期48卷 761-765页

作者：时洪波南京财经大学数学系

本文用组合算法Topdown证明了单项代数中循环的某些性质,从中可推得一些已知结果,因而给出了它们简单的组合证明.

关键词：极小投射分解投射维 Topdown 维数树

职业教育1+X证书制度的背景、意蕴与实践——基于教育筛选理论的视角

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教育与职业 2019年第15期 13-18页

作者：史洪波广西职业技术学院

1+X证书制度是《国家职业教育改革实施方案》中最重要的制度创新之一。从教育筛选理论的视角来看,1+X证书制度契合了职业教育的类型特征、消解了职业教育信号的寻租风险、重塑了基于技术本体的资质标准、弥补了对接新兴岗位的信号缺失,... 详细信息

1+X证书制度是《国家职业教育改革实施方案》中最重要的制度创新之一。从教育筛选理论的视角来看,1+X证书制度契合了职业教育的类型特征、消解了职业教育信号的寻租风险、重塑了基于技术本体的资质标准、弥补了对接新兴岗位的信号缺失,从而能够回应当前职业教育信号由于趋同质化、效度低落、尺度模糊以及开发迟滞所导致的失灵问题。1+X证书制度要完成这一使命,还要重点在确保证书本身质量、推进构建统一的国家资历框架、健全成本与费用补偿以及完善劳动力市场人才选用机制四个方面下功夫。

关键词：职业教育 1+X证书制度教育信号筛选机制教育类型