一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法及系统与流程

本发明涉及数据处理，尤其涉及一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法及系统。

背景技术：

1、随着全球对可再生能源需求的不断增长，风力发电行业迎来了前所未有的快速发展，风力发电场往往部署在环境极端恶劣的区域，如高海拔或高寒地区，这些区域的气候条件对电缆的耐低温能力提出了极为严苛的挑战；一旦耐低温性能降低，电缆在低温条件下就无法维持稳定的电气传输和信号传输，从而影响风力发电系统的可靠运行。而在耐低温电缆的制造过程中，关键工艺之一是利用绕包机给每个线芯绝缘层外部均匀地绕包一层聚氨酯保温材料，在这个过程中，绕包机的转速稳定性至关重要，直接影响着产品的质量和耐低温性能，如果转速不稳定，将会导致聚氨酯保温材料绕包不均匀，进而影响电缆的耐低温特性。在耐低温电缆生产中，绕包实际转速的稳定是确保聚氨酯保温材料均匀缠绕的关键，为了保证绕包的均匀性，需要对绕包机的实际转速进行实时监测，并预测下一时刻的预测转速，一旦预测转速偏离预设转速则需要实时进行修正；而在进行预测时，可以使用传统加权移动平均（weighted moving average，wma）算法来获取下一时刻的预测转速。

2、公告号为cn104318053b的专利文件公开了一种基于单变量回归计算加权移动平均权重的话务量预测方法，基于客观的历史话务量数据分别计算出星期一至星期日的呼叫中心话务量的权重，建立话务量预测模型。本发明采用历史话务量数据中最后七天的话务量数据，即可直接得出历史话务量数据后第一天的话务量预测值，还可继续得出历史话务量数据后第二天的话务量预测值，以此类推，以按日期递进的方式，此专利文件的话务量预测方法通过上述话务量预测模型可以逐天计算出历史话务量数据以后的话务量预测值。

3、然而，上述专利文件并非是针对转速的预测，并且没有解决传统加权移动平均算法通过设置固定的窗口，为每个窗口内的数据分配权重，得到加权平均值作为下一时刻的预测值，但在生产过程中，绕包机因机械振动、长时间负荷等干扰导致转动轴性能降低，实际转速逐渐减小，固定窗口无法及时适应这种趋势变化，从而降低预测的准确性，导致基于预测值调整的预设值偏离实际生产需求，进而引发聚氨酯保温层绕包不均匀的情况，削弱保温材料在低温环境下的保温性能的问题。

技术实现思路

1、为了解决传统加权移动平均算法通过设置固定的窗口，而固定窗口无法适应实际生产需求，导致预测转速的准确性降低，进而引发聚氨酯保温层绕包不均匀的情况，削弱保温材料在低温环境下的保温性能的问题，本发明提供一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法及系统。

2、第一方面，本发明提供一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，采用如下的技术方案：

3、一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，包括：实时采集绕包机的实际转速；根据各时刻的历史时刻实际转速和预设转速之间的差异及历史时刻实际转速的标准差，确定各时刻的历史时刻实际转速的可靠度，可靠度与所述差异及所述标准差负相关；根据各时刻实际转速和历史时刻实际转速的均值之差的绝对值及所述可靠度，确定各时刻实际转速的变化程度，变化程度与所述均值之差的绝对值及所述可靠度正相关；迭代获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数，将迭代终止时的回溯窗口的时刻数作为当前时刻在wma算法中所需最终回溯窗口的时刻数，在迭代获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数过程中：根据当前时刻的初始回溯窗口内各时刻实际转速和其前一时刻实际转速的变化程度的方差及当前时刻的初始回溯窗口内各时刻实际转速的变化程度的方差，得到当前时刻实际转速的变化程度的方差增量；根据方差增量的大小，获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数；将通过wma算法获取的当前时刻的最终回溯窗口内各时刻的转速均值作为下一时刻的预测转速，以实现耐低温电缆生产工艺的智能优化。

4、有益效果在于：通过实时采集绕包机的实际转速，并根据转速的历史数据确定可靠度和变化程度，可以及时发现转速的异常波动，有助于提前预警潜在的问题，从而减少生产中断和故障的发生，提高生产过程的稳定性；根据方差增量来动态调整回溯窗口的大小，使得算法能够自适应地调整对历史数据的依赖程度，当方差增量较大时，说明当前数据点的可靠性较低，此时保持回溯窗口大小不变；反之，当方差增量较小时，说明当前数据点与历史数据一致，此时扩大回溯窗口，能够更好地应对生产过程中的不确定性，提高模型的鲁棒性；依据自适应的最终回溯窗口，通过加权移动平均算法获取转速均值，并将其作为下一时刻的预测转速，提高了预测的准确性，能够更好地捕捉转速的趋势变化，从而为生产计划提供更可靠的数据支持。

5、进一步地，所述可靠度满足如下关系式：

6、；式中，为第个时刻的历史时刻实际转速的可靠度，为第个时刻的历史时刻实际转速的标准差，为第个时刻的历史时刻中第个时刻实际转速，为绕包机的预设转速，为第个时刻的历史时刻的数量。

7、有益效果在于：通过监测和评估实际转速与预设转速之间的关系，可以及时发现和纠正偏差，从而提高机器的操作稳定性；可靠度的实时监测能够帮助及时发现潜在的故障，从而进行预防性维护，降低停机时间。

8、进一步地，所述变化程度满足如下关系式：

9、；式中，为第个时刻实际转速的变化程度，为第个时刻的历史时刻实际转速的可靠度，为第个时刻实际转速，为第个时刻历史时刻实际转速的均值，为超参数。

10、有益效果在于：通过计算变化程度，能够实时监测转速的波动，及时发现异常情况；具体的变化程度可以用于后续数据分析，帮助企业进行更有效的生产计划和资源配置。

11、进一步地，所述方差增量满足如下关系式：

12、；式中，为当前时刻实际转速的变化程度的方差增量，为当前时刻的初始回溯窗口内各时刻实际转速和其前一时刻实际转速的变化程度的方差，为当前时刻的初始回溯窗口内各时刻实际转速的变化程度的方差。

13、有益效果在于：通过方差增量的计算，可以识别出转速波动的趋势，及时发现生产过程中的异常情况，有助于采取适当措施，防止严重波动引发的生产问题；通过分析方差增量，可以评估当前回溯窗口的合理性，若发现窗口选择影响方差计算结果，优化回溯窗口的时长，以更好地反映转速变化的实际情况。

14、进一步地，所述根据方差增量的大小，获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数，包括：响应于方差增量大于，则初始回溯窗口的时刻数量不变，得到回溯窗口的时刻数；响应于方差增量不大于，则将初始回溯窗口内的最先时刻的前一时刻加入到初始回溯窗口内，得到回溯窗口的时刻数。

15、有益效果在于：动态更新机制，可以在方差增量大于0的情况下，避免了不必要的窗口扩展，降低了计算资源的消耗，从而提高系统的整体效率，在方差增量不大于0的情况下，适当扩展窗口，从而提高准确性。

16、进一步地，所述在迭代获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数过程中，还包括：响应于回溯窗口和初始回溯窗口的时刻数不相等，将本轮迭代获取的当前时刻的回溯窗口作为下一轮迭代时当前时刻的初始回溯窗口；响应于回溯窗口和初始回溯窗口的时刻数相等，迭代终止。

17、进一步地，所述以实现耐低温电缆生产工艺的智能优化，包括：将下一时刻的预测转速与预设转速之间的差值作为下一时刻绕包机的调整幅值，依据调整幅值对绕包机的预设转速进行调整，完成耐低温电缆生产工艺的智能优化。

18、第二方面，本发明提供一种耐低温电缆生产工艺智能优化系统，采用如下的技术方案：

19、一种耐低温电缆生产工艺智能优化系统，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现上述一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法。

20、通过采用上述技术方案，将上述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而根据存储器及处理器制作终端设备，方便使用。

21、本发明具有以下技术效果：

22、通过综合评估各时刻实际转速的可靠度和各时刻实际转速的变化程度，结合变化程度的方差自适应调整窗口内的时长，确保每个时刻的回溯窗口内数据都呈现出尽可能一致的变化趋势，从而准确区分出正常稳定状态与受干扰导致的性能下降状态，显著提高了传统加权移动平均算法对绕包机实际转速的预测精度，根据更准确的预测转速，进而及时调整预设转速，避免了因实际转速不稳定导致聚氨酯保温层绕包不均匀的问题，提升了耐低温电缆的生产质量。

技术特征：

1.一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，所述可靠度满足如下关系式：

3.根据权利要求1所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，所述变化程度满足如下关系式：

4.根据权利要求1所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，所述方差增量满足如下关系式：

5.根据权利要求1所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，所述根据方差增量的大小，获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数，包括：

6.根据权利要求5所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，所述在迭代获取当前时刻在wma算法中所需回溯窗口的时刻数过程中，还包括：

7.根据权利要求1所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法，其特征在于，所述以实现耐低温电缆生产工艺的智能优化，包括：

8.一种耐低温电缆生产工艺智能优化系统，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1-7任一项所述的一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种耐低温电缆生产工艺智能优化方法及系统。方法包括：实时采集绕包机的实际转速；确定各时刻的历史时刻实际转速的可靠度；确定各时刻实际转速的变化程度；获取当前时刻在WMA算法中所需最终回溯窗口的时刻数；获取当前时刻实际转速的变化程度的方差增量；将通过WMA算法获取的当前时刻的最终回溯窗口内各时刻的转速均值作为下一时刻的预测转速，以实现耐低温电缆生产工艺的智能优化。本发明通过综合评估各时刻实际转速的可靠度和各时刻实际转速的变化程度，结合变化程度的方差自适应回溯窗口，显著提高了传统加权移动平均算法对绕包机实际转速的预测精度，进而提升耐低温电缆的生产质量。

技术研发人员：蒋临风,芮逸
受保护的技术使用者：江苏荣宜电缆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5