电工钢 ›› 2025, Vol. 7 ›› Issue (5): 63-.
知识与数据融合驱动的无取向硅钢力学性能预报Stacking集成模型研究
黄望芽1,2,康 琦2,黄若麟3
1.宝钢股份有限公司 硅钢事业部,上海 201999;
2.同济大学 电子与信息工程学院,上海 200092; 3.新疆大学 计算机科学与技术学院,新疆 乌鲁木齐 830046
Knowledge⁃data fusion driven stacking ensemble model for mechanical property prediction of cold⁃rolled non⁃oriented electrical steel strip
HUANG Wangya1,2, KANG Qi2, HUANG Ruolin3
1.Silicon Steel Division,Baoshan Iron&Steel Co.,Ltd.,Shanghai 201999,China;
2.College of Electronics and Information Engineering,Tongji University,Shanghai 200092,China; 3.School of Computer Science and Technology,Xinjiang University,Urumqi 830046,China
摘要: 以新能源汽车驱动电机用无取向硅钢为研究对象,针对冷轧带钢力学性能预测难题,创新性地提出“HALL⁃PETCH方程+数据挖掘”的双驱动建模策略。通过整合材料学机理与工业大数据分析,系统构建了高精度的力学性能预测模型。研究首先从300余项生产特征(涵盖化学成分、工艺参数及磁性能数据)中,通过BOOTSTRAP随机森林法进行预测变量筛选,采用了JMP软件进行主成分筛选,主成分可解释度累计达到80.5 %;在主成分筛选的基础上,采用随机森林法、KNN、神经网络和逐步回归等多种机器学习算法进行建模对比分析。实验结果表明,单一模型中随机森林法表现最优(R2=0.987),而通过STACKING集成策略(以随机森林和KNN为基模型,GBDT为元模型)构建的融合模型预测性能显著提升,最终模型的R2达到0.998,RMSE为1.986。该模型已成功部署于制造执行系统(MES),实现了基于在线铁损数据的力学性能实时预测,为生产工艺动态调整提供了可靠依据。