(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221078541 1.0 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 湖北博华自动化系统工程有限公司 地址 430000 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区汤逊湖北路33号华工科技园创新 基地16栋3层C号 申请人 华中科技大 学 (72)发明人 彭刚　曾浩正　阮景　 (74)专利代理 机构 宁波海曙甬睿专利代理事务 所(普通合伙) 33330 专利代理师 赵贵彬 (51)Int.Cl. G06F 16/215(2019.01) G06F 16/23(2019.01) G06N 3/08(2006.01)G06N 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于生产过程的数据插补方法 (57)摘要 本发明涉及数据插补领域， 具体为一种基于 生产过程的数据插补方法， 包括以下具体步骤： S1、 获取工业生产过程中设备运行产生的数据； S2、 判断数据缺失时间窗口大小； 若数据缺失时 间窗口小于设定值， 则采用改进的Mic eForest插 补方法对生产过程数据进行短时缺失数据的数 据插补； 若数据缺失时间窗口大于设定值， 则对 生产过程中出现长时数据缺失的情况， 采用特征 工程建设以及一维多项式插值。 本发明采用了 MiceForest插补模型 ， 提出了预剪枝、 MiceForest决策树梯度提升和迭代增加的解决 方案， 提高了生产过程的数据缺失插补准确率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115145903 A 2022.10.04 CN 115145903 A 1.一种基于生产过程的数据插补方法， 其特 征在于， 包括以下 具体步骤： S1、 获取工业 生产过程中设备运行产生的数据； S2、 判断数据缺失时间窗口大小； 若数据缺失时间窗口小于设定值， 则 采用改进的MiceForest插补方法对生产过程数据 进行短时缺失数据的数据插补； 若数据缺失时间窗口大于设定值， 则对生产过程中出现长时数据缺失的情况， 采用特 征工程建 设以及一维多 项式插值。 2.根据权利要求1所述的一种基于生产 过程的数据插补方法， 其特征在于， S2中采用改 进的Mice Forest插补方法对生产过程数据进行短时缺失数据的数据插补的方法为： S21、 针对Mice Forest中随机森林中的决策树进行梯度提升， 具体步骤为： S211、 初始化目标函数 的近似F(x)， 使损失函数L(yi,γ)最小化， 并由一个常数函 数F0(x)组成， 其公式如下： 当对最小化问题在最陡下降步骤时， 下一个基本模型的参数γ是通过线搜索计算的， 再对m＝1进行到 M迭代； S212、 计算伪残差： S213、 定义一个新的基本模型来将hm(x)映射到rim， 其中该模型的训练集为 S214、 应用梯度下降法和最速下降法解决一维优化问题 找到γm， 公式如下： S215、 更新模型， 并进入下一个迭代， 公式如下： Fm(x)＝Fm‑1(x)+γmhm(x) S216、 迭代后， 输 出的结果Fm(x)为最终的预测函数； 在每一轮迭代中都会计算所有样本 的负梯度， 拟合计算出弱分类 器的权重， 最终使模型 更新； S22、 针对Mice Forest中随机森林中的决策树的预剪枝， 具体步骤为： S221、 后修剪， 决策树完全构建后， 自下而上对决策树进行修剪； S222、 用子树中最常用的分支来 替换子树； S23、 针对Mice Forest模型的迭代增 加， 增加迭代次数到10次。 3.根据权利要求1所述的一种基于生产 过程的数据插补方法， 其特征在于， S2中生产过 程中出现长时数据缺失的情况， 采用特 征工程建 设以及一维多 项式插值的方法为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115145903 A 2S31、 对生产过程长时数据缺失进行一维多 项式插值； S32、 对生产过程长时数据缺失进行 特征工程建 设。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115145903 A 3