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工业发酵批次数据分析方法

共计 30 章节
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01
工业发酵批次数据全景认识
批次数据来源 · 多变量结构 · 时间序列特性与典型分析目标
工业发酵批次数据…批次数据来源
02
批次数据采集与预处理实战
传感器数据 · 离线检测数据 · 补料与操作记录的整合
批次数据采集预处理实战
03
批次轨迹可视化与探索性分析
多批次轨迹叠加图 · 变量相关性热图 · 批次间变异模式识别
批次轨迹可视化探索性分析
04
批次数据的标准化与同步化
按批次长度归一化 · 关键事件对齐 · 时间弯曲初步概念
批次数据的标准化同步化
05
主成分分析（PCA）在批次数据中的应用
降维原理 · 得分与载荷解读 · 多批次PCA建模
PCA主成分分析
06
多向主成分分析（MPCA）实战
将三维批次数据展开为二维矩阵 · 建立MPCA模型 · 分析批次间与批次内变异
MPCA多向主成分分析
07
偏最小二乘（PLS）与批次质量预测
建立过程变量与产物浓度/效价的关系模… · 变量投影重要性（VIP）分析 · 完成批次终点质量预测任务
PLS偏最小二乘
08
多向偏最小二乘（MPLS）与批次过程建模
MPLS用于批次过程监控与质量预测 · 对比MPCA与MPLS的适用场景 · 使用实际批次数据建模
MPLS多向偏最小二乘
09
批次过程监控与故障诊断入门
基于PCA/MPCA的统计量（Hot… · SPE）控制限计算 · 识别发酵过程中的异常操作与污染事件
批次过程监控故障诊断入门
10
批次过程监控进阶
贡献图与故障变量追溯 · 结合发酵工艺知识解释故障原因
批次过程监控进阶贡献图
11
批次间差异分析与分类
使用聚类分析（层次聚类 · K-means）对批次分组 · 结合判别分析识别不同操作条件或菌种批…
批次间差异分析分类
12
批次数据的时间序列特征提取
滑动窗口统计量 · 导数特征 · 频域特征
批次数据的时间序…滑动窗口统计量
13
动态时间规整（DTW）在批次轨迹对齐中的应用
处理批次间时间偏移与速度差异 · 实现更合理的轨迹比较与相似性度量
DTW动态时间规整
14
基于相似性分析的批次检索与类比
定义批次间距离度量 · 检索历史相似批次 · 为当前批次提供操作参考与故障案例匹配
基于相似性分析的…类比
15
发酵批次数据中的变量选择与降维策略
过滤法 · 包裹法 · 嵌入法在批次数据中的应用
发酵批次数据变量选择
16
批次终点质量预测的回归建模
多元线性回归 · 岭回归 · 支持向量回归在批次数据上的应用
批次终点质量预测…多元线性回归
17
非线性建模方法在批次数据分析中的辅助应用
随机森林 · 梯度提升树用于批次质量预测与变量重要… · 与线性方法对比
非线性建模方法批次数据分析
18
批次数据中的异常检测算法
孤立森林 · 一类支持向量机 · 自编码器用于无监督异常批次识别
批次数据异常检测算法
19
发酵过程故障诊断的专家规则与数据驱动融合
结合工艺阈值规则与统计模型 · 构建故障诊断决策流程 · 完成实际故障批次诊断报告
发酵过程故障诊断…数据驱动融合
20
批次数据建模的验证策略
留一批次交叉验证 · 时间序列交叉验证 · 避免数据泄漏
批次数据建模的验…留一批次交叉验证
21
基于批次数据的软测量应用
以菌体浓度 · 产物浓度等难测变量为目标 · 建立软测量模型并在线更新策略
基于批次数据的软…以菌体浓度
22
批次过程轨迹预测与早期预警
利用部分批次数据预测最终质量或过程异… · 构建早期预警指标与决策规则
批次过程轨迹预测早期预警
23
多阶段批次过程分析
发酵过程阶段划分（延滞期 · 对数期 · 稳定期等）
多阶段批次过程分…发酵过程阶段划分
24
批次数据中的操作变量与扰动分析
补料速率 · pH控制 · 通气量等操作变量对过程轨迹的影响分析
批次数据操作变量
25
批次数据分析结果的可视化与报告
利用轨迹图 · 监控图 · 贡献图
批次数据分析结果…报告
26
工业发酵批次数据库与数据管理
批次数据存储结构 · 元数据管理 · 数据版本控制
工业发酵批次数据…数据管理
27
批次数据分析流程的自动化与脚本化
使用Python/R构建可复用的分析… · 从数据读取 · 预处理
批次数据分析流程…脚本化
28
实际案例
青霉素发酵批次质量预测与监控综合实战 · 完成从数据预处理到模型部署建议的全流…
实际案例青霉素发酵批次质…
29
实际案例
酵母发酵批次污染检测与故障诊断综合实… · 识别污染批次并追溯关键变量
实际案例酵母发酵批次污染…
30
课程总结与能力评估
回顾核心方法体系 · 完成综合项目答辩 · 制定持续学习与工程应用计划
课程总结能力评估