【ESWA】通过揭示数据潜在交互的残差感知深度注意力图卷积网络用于工业过程中的产品质量预测

基于深度学习的数据驱动建模对于工业过程中的在线产品质量预测至关重要。从传感器变量中提取潜在的数据交互是各种数据驱动建模应用的核心。通常,由于操作条件的变化和传感器调谐问题,观察到的变量表现出非平稳特性。这些波动不可避免地影响了传统特征提取方法的可靠性,从而阻碍了它们的应用。因此,本文提出了一种名为横向感知深度注意力图卷积网络(RaDA-GCN)的新方法来探索传感器变量之间的潜在相互作用,RaDA-GPN巧妙地将注意力机制融入图卷积层中,根据其重要性提取非线性变量相关特征,然后设计了一种新的残差感知连接模块来减少数据不确定性并减轻过度平滑。通过巧妙地堆叠多个注意力图卷积层并集成残差感知连接,可以获得深层结构特征,从而有效地量化和揭示数据变量之间的潜在关系。最后,基于所提出方法的预测建模框架的应用验证了其在实际工业过程数据中的有效性。“实验结果表明,与传统的图卷积网络方法相比,所提出的RaDA-GCN方法的R平方(R')指标提高了23%,均方根误差(RMSE)降低了13%。 关键词:深度学习、质量预测、图卷积网络、注意力机制、残差感知连接、工业过程

  • 2024-12-03
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用于跨机器工况下故障诊断的深度判别迁移学习网络

目前,研究者已经提出了很多用于解决目标域和源域之间的分布对齐和知识迁移问题的领域自适应方法。然而,大多数研究方法只关注到边缘分布对齐,忽略了目标域和源域之间判别性特征的学习。因此,在某些案例中,这些方法仍然不能很好地满足故障诊断要求。为了提高分布一致性,并且对齐两个域的边缘分布和条件分布,我们提出了一种改进联合分布自适应(Improved Joint Distribution Adaptation, IJDA)机制。在该方法中,我们将最大均值差异和相关对齐(Correlation Alignment, CORAL)方法相结合,作为一个新的分布差异度量方法用于提高分布的一致性。在此基础上,提出了一种改进的条件分布对齐机制。另外,我们提出了一种新的I-SoftMax损失,该损失相比原始SoftMax损失具有更强的分类能力,可以帮助网络学习到更多可分离的特征。我们利用IJDA机制和I-SoftMax损失,构建了深度判别迁移学习网络(Deep Discriminative Transfer Learning Network, DDTLN)来实现迁移故障诊断。基于没有标签的目标域样本,我们对六个跨机器诊断任务进行实验,证明该方法与其他典型的域自适应相比,具有更高的迁移故障诊断性能。 关键词:判别特征学习,联合域自适应分布对齐,分类损失,故障迁移诊断

  • 2024-11-06
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