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基于SMOTE-1DCNN的复杂制造过程质量异常诊断

2023-07-26分类号:TB497;TP18

【作者】王宁  王一涵  李盼盼  郭梓昱  
【部门】郑州大学商学院  
【摘要】针对数据不平衡情况下的复杂制造过程质量异常诊断问题,文章提出了一种基于合成少数类过采样技术(SMOTE)和一维卷积神经网络(1DCNN)的集成质量诊断模型。首先,利用SMOTE技术增强少数类样本数,达到平衡数据的目的;其次,利用处理后的平衡数据集训练卷积神经网络分类器,更好地提取复杂制造过程质量特征;然后,利用分类器实现复杂制造过程质量诊断并对生产过程进行调整;最后,以UCI钢铁表面数据集进行仿真实验,分别对比了不考虑平衡数据的SVM和1DCNN诊断模型、传统随机过采样的组合模型ROS-SVM和ROS-1DCNN以及组合诊断模型SMOTE-SVM。结果表明:所提集成方法能够提高复杂制造过程质量异常诊断识别率;准确率、召回率和F1值等指标达到100%,显著高于其他诊断方法,有效实现了非平衡数据下的复杂制造过程质量异常诊断。
【关键词】非平衡数据  合成少数类过采样技术  一维卷积神经网络  质量异常诊断
【基金】国家社会科学基金资助项目(20BTJ059);; 河南省高等学校青年骨干教师培养项目(2021GGJS006);; 河南省高校科技创新人才支持计划(22HASTIT022);; 郑州大学精尖学科支持项目(XKLMJX202201)
【所属期刊栏目】统计与决策
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