杜胜 韩旭峰 褚春阳 马娴
中国地质大学(武汉) 人工智能与自动化学院/复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室/地球探测智能化技术教育部工程研究中心,湖北 武汉 430074
Du Sheng Han Xufeng Chu Chunyang Ma Xian
School of Artificial Intelligence and Automation, China University of Geosciences/ Hubei Key Laboratory of Advanced Control and Intelligent Automation for Complex Systems/ Engineering Research Center of Intelligent Technology for Geo-Exploration of the Ministry of Education, Wuhan 430074, China
摘要:
由于原料质量波动、设备老化或局部故障、误操作等多重因素影响,工业过程不可避免的会出现生产异常,进而导致的生产过程运行工况不稳定、产品质量下降,甚至生产停机。时间序列数据异常是生产异常的直接表现,研究工业过程时间序列异常检测及校正方法将有助于工业过程操作人员提前感知生产过程运行状态,及时调整相关操作参数,该研究对保障生产安全、提升产品质量产量具有重要意义。该文综述工业过程中时间序列异常检测及校正方法。首先,分析工业过程的复杂特性,以及时间序列的时序性、多参数和多工况特性。然后,从点异常检测、上下文异常检测、集体异常检测三个方面综述时间序列异常检测方法的研究进展,针对不同异常存在的特点,分析其异常检测方法的优点和局限性。再从统计学、机器学习两个方面综述时间序列异常校正方法的研究进展。最后,总结现有时间序列的异常检测及校正方法的局限性,提出面向时序依赖与多变量耦合的时间序列异常检测方法、考虑多工况迁移与分布漂移的时间序列异常检测方法和面向可验证与可解释的时间序列异常闭环校正方法三个未来发展方向。