本技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種印刷機故障檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高速印刷機是印刷包裝行業(yè)中的核心生產(chǎn)設(shè)備，高速印刷機的印刷工作的正常進(jìn)行，有賴于其自身多個復(fù)雜的模塊之間的相互配合，例如開卷系統(tǒng)、送紙系統(tǒng)、印刷單元、噴墨單元等。隨著高速印刷機使用時間的增加，其自身難免出現(xiàn)故障，印刷機出現(xiàn)故障后，一方面會導(dǎo)致印刷不合格造成材料浪費的情況，另一方面設(shè)備故障后如果不能及時發(fā)現(xiàn)，會對設(shè)備造成更大的傷害。因此為了減少高速印刷機在運行過程中出現(xiàn)故障造成經(jīng)濟損失的情況，通常需要對高速印刷機進(jìn)行定期的檢測和維護(hù)。傳統(tǒng)的檢測和維護(hù)依賴于人工，存在響應(yīng)滯后，經(jīng)驗依賴性強的問題。當(dāng)下，隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，逐步實現(xiàn)了對高速印刷機運行的實時檢測。其主要原理是根據(jù)高速印刷機運行狀態(tài)的各種數(shù)據(jù)計算馬氏距離，根據(jù)馬氏距離對高速印刷機的運行狀態(tài)進(jìn)行實時的異常檢測。

2、常規(guī)的馬氏距離檢測過程中直接根據(jù)印刷機的全部運行狀態(tài)數(shù)據(jù)判斷印刷機的故障。然而印刷機在執(zhí)行不同的印刷任務(wù)時或者隨著設(shè)備的老化其運行數(shù)據(jù)會發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)的分布偏移，因此傳統(tǒng)的馬氏距離檢測的方法的檢測結(jié)果中存在誤報或者漏報的情況，因此傳統(tǒng)的高速印刷機的故障檢測方法的準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決相關(guān)技術(shù)中設(shè)備運行故障檢測準(zhǔn)確度低的問題，本技術(shù)提供一種印刷機故障檢測方法及系統(tǒng)。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種印刷機故障檢測方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種印刷機故障檢測方法，包括步驟：計算印刷機運行數(shù)據(jù)采集時更新數(shù)據(jù)點的最優(yōu)馬氏距離；根據(jù)最優(yōu)馬氏距離對設(shè)備運行進(jìn)行檢測；

4、最優(yōu)馬氏距離的計算步驟包括：構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集和鄰近數(shù)據(jù)集；計算更新數(shù)據(jù)點的概率符合度；基于概率符合度調(diào)整更新數(shù)據(jù)點在歷史數(shù)據(jù)集中以及鄰近數(shù)據(jù)集中的馬氏距離，得到歷史調(diào)整距離和鄰近調(diào)整距離，以歷史調(diào)整距離和鄰近調(diào)整距離和為最優(yōu)馬氏距離，概率符合度與調(diào)節(jié)歷史距離負(fù)相關(guān)的同時與鄰近調(diào)整距離正相關(guān)；

5、其中概率符合度的計算公式為：；表示歷史數(shù)據(jù)集與鄰近數(shù)據(jù)集數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)的差異程度；表示更新數(shù)據(jù)點第項數(shù)據(jù)值在歷史數(shù)據(jù)集中的適配度，表示更新數(shù)據(jù)點第項數(shù)據(jù)在鄰近數(shù)據(jù)集中的適配度；表示獲取的設(shè)備運行數(shù)據(jù)種類的總數(shù)。

6、有益效果：構(gòu)建歷史數(shù)據(jù)集以及鄰近數(shù)據(jù)集，根據(jù)更新數(shù)據(jù)點與兩個數(shù)據(jù)集之間的關(guān)系對更新數(shù)據(jù)點在兩個數(shù)據(jù)集中的馬氏距離進(jìn)行調(diào)整，得到更新數(shù)據(jù)點的最優(yōu)馬氏距離。最優(yōu)馬氏距離的計算考慮到歷史數(shù)據(jù)集以及鄰近數(shù)據(jù)集，能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)集以及鄰近數(shù)據(jù)集之間的關(guān)系進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，減少由于印刷機運行狀態(tài)不同導(dǎo)致運行過程中的數(shù)據(jù)偏移進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備運行狀態(tài)誤判或者漏判的情況發(fā)生，提高設(shè)備異常檢測準(zhǔn)確度。

7、同時，概率符合度的公式中，鄰近數(shù)據(jù)集與歷史數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的差異程度以及更新數(shù)據(jù)點與兩個數(shù)據(jù)集之間的適配度協(xié)同作用，影響概率符合度。使得概率符合度的計算更加準(zhǔn)確，進(jìn)而能夠在后續(xù)對馬氏距離的調(diào)整更加準(zhǔn)確，提高設(shè)備異常檢測的準(zhǔn)確性。

8、可選的，差異程度的計算步驟包括計算歷史數(shù)據(jù)集中各項數(shù)據(jù)的均值與鄰近數(shù)據(jù)集中各項數(shù)據(jù)的差異得到均值差異；計算矩陣差異，以矩陣差異與均值差異的乘積為差異程度；矩陣差異的計算公式為：

9、；式中，表示歷史數(shù)據(jù)集與鄰近數(shù)據(jù)集之間的矩陣差異；表示歷史數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣中的第行列的元素；表示鄰近數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣中的第行列的元素；表示每個數(shù)據(jù)點采集的數(shù)據(jù)項數(shù)；為最大值函數(shù)；表示歷史數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣；表示鄰近數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣。

10、有益效果：馬氏距離的計算樣本數(shù)據(jù)中每項數(shù)據(jù)的平均值和協(xié)方差矩陣。本技術(shù)中歷史數(shù)據(jù)集與鄰近數(shù)據(jù)集的差異程度根據(jù)比較歷史數(shù)據(jù)集中各項數(shù)據(jù)的平均值的差異以及協(xié)方差矩陣的差異計算求出，從而提高歷史數(shù)據(jù)集與鄰近數(shù)據(jù)集差異計算的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高后續(xù)對設(shè)備運行狀態(tài)檢測的準(zhǔn)確性。

11、可選的，所述均值差異的計算公式為：；式中，表示歷史數(shù)據(jù)集和鄰近數(shù)據(jù)集之間的均值差異；表示歷史數(shù)據(jù)集中第項數(shù)據(jù)的平均值；表示鄰近數(shù)據(jù)集第項數(shù)據(jù)的平均值；表示歷史數(shù)據(jù)集中第項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；表示鄰近數(shù)據(jù)集中第項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；表示每個數(shù)據(jù)點采集的數(shù)據(jù)項數(shù)。

12、有益效果：表示歷史數(shù)據(jù)集中某項數(shù)據(jù)的均值與鄰近數(shù)據(jù)集中某項數(shù)據(jù)的均值的差異，對多種數(shù)據(jù)的均值的差異進(jìn)行累加，從而計算出兩個數(shù)據(jù)集之間整體上的差異。通過與標(biāo)準(zhǔn)差作比對兩個數(shù)據(jù)集之間差異的結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，便于后續(xù)計算。

13、可選的，更新數(shù)據(jù)點在歷史數(shù)據(jù)集中的適配度的計算公式為：

14、；式中，表示更新數(shù)據(jù)點第項數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)集中的適配度；表示更新數(shù)據(jù)點的第項特征值；表示歷史數(shù)據(jù)集中第項數(shù)據(jù)的平均值；表示歷史數(shù)據(jù)集中第項數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；為以自然常數(shù)為底的指數(shù)函數(shù)；為最大值函數(shù)；為自然常數(shù)。

15、有益效果：馬氏距離的運算基于樣本數(shù)據(jù)的正態(tài)分布，因此可以根據(jù)更新數(shù)據(jù)點的每項數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)集對應(yīng)的高斯模型中的概率對更新數(shù)據(jù)點在歷史數(shù)據(jù)集中的馬氏距離進(jìn)行調(diào)整。為概率密度的計算公式，能夠計算更新數(shù)據(jù)點某項數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)集中的概率密度，進(jìn)而反映更新數(shù)據(jù)點與歷史數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)分布的適配度。借助適配度能夠判斷更新數(shù)據(jù)點采集的數(shù)據(jù)更符合歷史數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的分布還是更符合鄰近數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的分布。進(jìn)而能夠?qū)Ω聰?shù)據(jù)點在歷史數(shù)據(jù)集中或者鄰近數(shù)據(jù)集中的馬氏距離進(jìn)行調(diào)整，提高后續(xù)計算最優(yōu)馬氏距離的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高設(shè)備運行檢測的準(zhǔn)確性。

16、可選的，構(gòu)成鄰近數(shù)據(jù)集的步驟包括：預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)數(shù)量；獲取靠近更新數(shù)據(jù)點的個數(shù)據(jù)點構(gòu)成鄰近數(shù)據(jù)集。

17、可選的，預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)數(shù)量與設(shè)備數(shù)據(jù)的采集頻率的比值位于區(qū)間（60-100）內(nèi)。

18、有益效果：控制預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)的數(shù)量與采集頻率的關(guān)系，用于避免在鄰近數(shù)據(jù)集中引入時間間隔過長的數(shù)據(jù)，提高鄰近數(shù)據(jù)集的馬氏距離計算的準(zhǔn)確度。

19、可選的，歷史調(diào)整距離的計算公式為：

20、；式中，表示歷史調(diào)整距離；表示更新數(shù)據(jù)點的概率符合度；表示更新數(shù)據(jù)點在歷史數(shù)據(jù)集中的馬氏距離；

21、鄰近調(diào)整距離的計算公式為：

22、；式中，表示鄰近調(diào)整距離；表示更新數(shù)據(jù)點的概率符合度；表示更新數(shù)據(jù)點在歷史數(shù)據(jù)集中的馬氏距離。

23、可選的，根據(jù)最優(yōu)馬氏距離對設(shè)備運行進(jìn)行檢測的步驟包括：設(shè)置程度閾值，響應(yīng)于更新數(shù)據(jù)點的馬氏距離大于程度閾值時判定更新數(shù)據(jù)點異常；設(shè)置數(shù)量閾值，響應(yīng)于更新數(shù)據(jù)點連續(xù)出現(xiàn)異常的數(shù)量大于數(shù)量閾值時判定為設(shè)備運行故障。

24、可選的，的取值范圍為。

25、第二方面，本技術(shù)提供一種印刷機故障檢測系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

26、一種印刷機故障檢測系統(tǒng)，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當(dāng)所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)上述的一種印刷機故障檢測方法。

27、有益效果：將上述的一種印刷機故障檢測方法生成計算機程序，并存儲于存儲器中，以被處理器加載并執(zhí)行，從而，根據(jù)存儲器及處理器制作系統(tǒng)，方便使用。

28、本技術(shù)具有以下技術(shù)效果：

29、本技術(shù)中構(gòu)建了包含設(shè)備歷史運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)集，以及包含了時間間隔與更新數(shù)據(jù)點較小的鄰近數(shù)據(jù)集。并計算了更新數(shù)據(jù)點處設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)在歷史數(shù)據(jù)集中以及在鄰近數(shù)據(jù)集中的馬氏距離。根據(jù)兩個數(shù)據(jù)集之間的差異，對更新數(shù)據(jù)點在兩個數(shù)據(jù)集中的馬氏距離進(jìn)行調(diào)整，計算最優(yōu)馬氏距離。該方案中，一方面利用歷史數(shù)據(jù)集中的馬氏距離能夠降低數(shù)據(jù)的噪聲，另一方面，關(guān)注更新數(shù)據(jù)點鄰近數(shù)據(jù)的變化，減少由于設(shè)備運行數(shù)據(jù)偏移導(dǎo)致故障檢測過程中發(fā)生誤判漏判的情況，提高設(shè)備運行故障檢測的準(zhǔn)確性。