[发明专利]基于加工过程状态熵动态计算的加工过程状态评价方法

权利要求书

1.基于加工过程状态熵动态计算的加工过程状态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)产品加工过程状态描述：依据产品加工过程的特点，对产品加工状态进行描述；

(2)加工状态网络的建立及产品加工状态熵的计算：建立产品加工状态网络并利用产品加工时的工艺参数传感器动态地获取加工过程中的质量特性影响因素，依据网络计算加工过程中各个状态的熵值；

(3)产品加工状态的评价：依据产品加工过程中计算得到的熵值波动量大小，对其加工状态进行评价；

步骤(2)具体包括以下步骤：

2.1)加工状态网络的建立：产品加工过程中的每个加工状态视为一个加工网络，加工网络中的网络节点由加工过程中的质量特性影响因素表示，节点的值表示质量特性影响因素的大小；加工状态网络表示为S_k＝{s_k1,s_k2,...s_km}，其中S_k表示第k个加工状态网络，s_kx表示第k个加工状态网络中的第x个质量特性影响因素节点，m为质量特性影响因素节点的数目；网络中各个节点之间的连边表示网络中节点间的耦合度，连接边的权重大小表示节点耦合度的大小；

2.2)加工过程中加工状态网络熵值的计算

首先计算加工网络中节点的值，节点的值根据加工过程中测得的质量特性影响因素的值确定；

加工状态网络为一个赋值网络，在采集到加工过程中质量特性影响因素的值后，将之进行无量纲化处理,得到质量特性影响因素的值q(s_kx),其中s_kx表示第k个加工状态网络中的第x个节点；第k个加工状态网络中的第x个质量特性影响因素节点的状态熵E₁(s_kx)表示为：

其中，q(s_kx)为第k个加工状态中的第x个节点经过无量纲化处理之后的值，K表示修正系数，0＜K＜1；

计算得到产品加工状态网络单个节点的熵值后，再计算得到加工状态网络的总熵，第k个加工状态网络的信息熵E₁(s_k)表示为：

其中a_kx为第k个加工状态中第x个节点的权重系数,其表示为单个节点的强度与网络中所有节点强度之和的比值；

计算加工状态网络的网络结构熵时,第x个节点的重要度定义为其中α_x表示网络中第x个节点的度；

在计算加工状态的网络结构熵时，对于α_x＝0的节点不做考虑，定义第k个加工状态网络的网络结构熵为其中w_x表示k个加工状态网络各个节点的重要程度,用于表示网络中节点每个值的大小，在该加工状态网络中用质量特性影响因素经过无量纲化处理的值q(s_kx)表示，即w_x＝q(s_kx)；

其中加工网络中加工状态的信息熵与网络结构熵会随着加工过程的进行，网络中权重的不断更新而动态改变；信息熵反映了各结点对于网络复杂度的影响，网络结构熵反应了网络混乱度的变化，信息熵与网络结构熵共同构成了加工状态网络的熵空间。

2.根据权利要求1所述的基于加工过程状态熵动态计算的加工过程状态评价方法，其特征在于：步骤(1)具体包括以下步骤：

1.1)产品的加工状态指的是一个多维的参数空间，用MS＝{MS₁,MS₂,...,MS_n}表示，其中MS_i表示第i个加工状态，i＝1、2、3……n，n为加工状态的总数，n为正整数；其中MS_i＝{Q_i,P_i,S_i,I_i}，Q_i表示加工状态i的质量指标,P_i表示加工状态i设定的工艺参数,S_i表示加工状态i中监测得到的状态变量,I_i表示加工状态i中的过程干扰量；

1.2)产品的加工状态是一个动态变化的状态；产品加工状态未加工时根据历史加工数据设置此加工状态中的质量指标、工艺参数、状态变量及过程干扰；此状态加工过程中根据加工状态的变化对其中的参数进行实时更新。