叶丝干燥出口含水率的残差控制图监测分析

质 量 控 制 工 作 带 来 误 导 ， 控 制 图 的 使 用 效 果 大 为 减
对残差序列建立残差控制 图进行过程监控 。
Ａ Ｍ （ ，ｑ Ｒ Ａ Ｐ ）模 型 识 别 主 要 有 样 本 自相 关 函数 和 偏 自相 关 函 数 法 、 最 小 信 息 准 则 法 、 延 伸 样本 自相 关
叶丝干燥 出口含水率的残差控制 图监测分析
时艳霞 朱令宇 刘 新 贤
（ 南 中烟 工业 有 限责任 公 司漯 河卷 烟 厂 ， 南 漯河 ４ ２ ０ 河 河 ６ ０ ０）
摘 要 ： 解决 常规控 制 图在 叶丝干 燥 出 口含 水率监控 中大量 虚发 警报 ，造成 控制 图监控 失效 的 问题 ，文章 采 为 用 时间序 列模型 对 叶丝 干燥 出 口数 据进行 拟合 分析 ，使 用残差 控 制 图对 含水 率进 行监控 ，降低 了控制 图 的误 警报 率 ，有 效提 高 了控 制 图在 出 口 水 率控制 中的使 用效 果 。 ， 含 关 键词 ：自相 关过 程 ； 间序 列分 析 ； ＡＩ 时 ＡＲ ＶＡ模型 ； 制 图 ；自相 ＆ ￣６ 控 －ｔ 中图分 类号 ： Ｓ ３ Ｔ ４２ 文献 标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ０９ ２ ７ 一 （ ０１ ０ — ０８ ０ １０— ３ ４ ２ １ ） ９ ０ ３— ２ 控 制 图作 为 统 计 过 程 控 制 的核 心 工 具 ，被 广 泛 应 用 于 实 施 过 程控 制 ， 用 以 检 测过 程 并 实 施 过程 改进 。
这 ２ ５ 控 制 图 例 子 中 有 ６ ４ 数 据 点 超 出 控 制 线 ３个 ７个 （ 但 在考 虑 了序 列相 关 性 后 ，证 实 超 出控 制 线 ３ ａ） 的数 据 点 只 有９ 个 ，并 且 这 ９ 个 点 中有 ３ 个 点 是 标 准 ０ Ｏ ３
系数法和最小典型相关法等 。对平稳序列而言， 自相
关 函 数 和 偏 相 关 函 数法 是 常用 的模 型识 别 方 法 。若 ｙ ｔ
的偏相关函数在Ｐ 以后截尾 ，而且它 的自相关函数是 阶
拖尾 的 ，则 此序 列 为Ａ （ ）序 列 ； 若序 列 的 自相 关 函 Ｒ ｐ
‘针对自相关现象使用控制图的问题，Ａｗｎ（９８ ｌａ １８ ） 分 析 了２ ５ 实际 数据 案例 ，按 经典 控制 图方法 ， ３个
低 ：可 能 出现 过 程 真 正 发 生 了异 常 原 因 ，但 控 制 图 没 有 检 测 出来 ，错 过 了实 时 采 取 改 正 行 动 的 时 机 ， 引 起 质 量 问题 ；也 可 能 过 程 没 有 发 生 异 常 情 况 ，但 控 制 图
却 由于 序 列 相 关 原 因 发 出异 常 信号 ，导 致 了一 系 列 对 不存 在 的 问题 的检 查行 动 。
值估 计时间序列模 型，如 果模 型估计准确则利用模型 拟合观测值，其拟 合后 的残 差序列 相互 独立 ，满足常
规控 制 图 的 基本 假 设前 提 。 因此 ，可 以用 常 规 作 图法
量 。由于过程的标偏被低估，导致控制限间距 过紧 ，
运 用 常 规控 制 图控 制 处 于 统 计控 制状 态 的过 程 ，会 出 现 大 量 的 虚 发 警报 ， 作 出 错 误 的 判 断 ， 给 质量 管 理 、 、
含水 率 的依 赖 较 大 。这 就 是说 干 燥 出 口含 水 率 存 在 自 相 关 现象 。 当 过程 存在 数 据 自相 关现 象 时 ，传 统 的统 计 过 程 控 制 理 论 不 能 有 效 、恰 当 地 控 制 和 改进 过程 质
Ｇ Ｊ ｎ ｉ ｓ 平 稳 时 间序 列提 出 自回 归滑 动平 均 模 型 ， ．ｅ ｋ ｎ 对 ＲＡ Ｍ （ ，ｑ Ｐ Ｒ Ａ Ｐ ）模 型 。利 用 过 程 稳 态 下 自相 关 的观 测
之 间彼此独立，而对烟草 、化工等连续 生产采样 的行 业 ，基本 实现 了生产数据 的实时 自动采集 ，因此数据 间往往存在 自相关 的现象 ，很难满足数据彼此独立 的
量 控 制 理 论 领 域 内 的一 个 热 门研 究课 题 。 国 内外 很 多 学者 在 这 一 领 域 作 了大 量 研 究 工 作 并 取 得 了丰 硕 的 成 果 。其 具体 方 法 概 括 来 讲 可 以分 为两 大 类 ：第 一 类 是 基 于 时 间序 列 模 型 的控 制 图方 法 ；第 二 类 是 非 基 于 时 间序 列 模 型 的控 制 图方 法 。本 文 只 讨 论 基 于 时 间 序 列 模 型 的残 差控 制 图 。
假 设前提 。此时若采用 常规控制 图用于过程监控 ，将
导致大量 的虚发警报 ，给 实际工作带来误导 ，本文 旨
在 解 决这 一 问题 。
一
、
自相 关过程
自相 关 过 程 是 指 是 某 一 时 刻 的值 与 另一 时刻 的值
二 、 时 间序 列 分 析
为 了 解 决 过 程 自相 关 情 况 下 的 质 量 控 制 问题 ， 统 计 学 家 们 陆 续 提 出 了 一 些 改 进 方 法 ， 其 中 主 要 方
法 之 一 就 是 引 入 时 间序 列 分 析法 。 １ ７ 年 ，Ｇ Ｂ ｘ ９０ ． ｏ 和
之 间 存在 的 依赖 关 系 。 受 叶 丝干 燥 工序 中 叶丝 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ连 续 过料 的影 响 ， 而且 采 样 时 间 间 隔很 短 （ 为几 秒 至 几 多
十 秒 之 间 ） ， 因此 后 一 时刻 的瞬 时含 水 率 受前 一 时刻
但 常规 控 制 图应 用 的一 个 基 本 假 设 前 提 是取 样 测 量 值
方法 没有 检测 出来 的点 。 理 论 已经 证 明 ：在 过 程 存 在 自相 关 的情 况 下 ，用
Ｒ ｄ估 计 过 程 方 差 ａ ／ 是 有 偏 的 ， 由此 导致 控 制 界 限 的设 置错 误 。对 自相 关 过 程 的统 计 控 制 研 究 是 目前 质