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计算机板卡的检测方法、装置和系统

申请号 CN202311513544.3 申请日 2023-11-13 公开(公告)号 CN118053218A 公开(公告)日 2024-05-17
申请人 深圳市逸辰微科技有限公司; 发明人 唐筱毓; 陈小旺; 李亚平;
摘要 本 发明 公开了一种计算机板卡的检测方法、装置和系统。其中,该方法通过集成 软件 测试与微 纳米级 三维扫描 技术,能够模拟并测试计算机板卡在不同操作环境下的工作状态,获取板卡的功能性行为数据以及物理结构数据。此检测方法包括利用集成 算法 对功能性行为数据和物理结构数据进行融合分析,以识别那些单一测试方法无法检测到的 缺陷 。在检测到缺陷的情况下,该方法不仅能够识别并移除不良品,还能对测试 用例 和扫描参数进行适应性调整,进一步确保检测流程能够 覆盖 以前未发现的缺陷类型,以及适应生产线上的变化和板卡设计的更新。
权利要求

1.一种计算机板卡的检测方法,其特征在于,包括:
运行软件测试用例,模拟计算机板卡在包括温度电流和数据传输的多种操作环境下的工作状态,以获取计算机板卡的功能性行为数据;
在运行软件测试的同时,采用微纳米级三维扫描仪对所述计算机板卡的表面及内部结构进行扫描,以收集计算机板卡的物理结构数据,其中,所述物理结构数据用于识别计算机板卡在微观尺度上的物理缺陷
使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,其中,所述融合分析处理基于计算机板卡的最终性能受到功能状态和物理状态的共同影响,从而识别出单一方法无法检测到的缺陷;
根据所述融合分析处理的处理结果,判断计算机板卡是否存在缺陷;
如果计算机板卡存在缺陷,则判定为不良品,进而从生产线上移除存在缺陷的计算机板卡,并适应性调整软件测试用例与微纳米级三维扫描仪的扫描参数;其中,所述适应性调整基于对不良品详细分析的结果,以诊断和纳入计算机板卡检测流程中之前未被充分覆盖的计算机板卡缺陷类型,确保对计算机板卡的生产线条件的变化或新引入的板卡设计做出调整。
2.根据权利要求1所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,还包括:
存储检测过程中的检测数据,所述检测数据包括功能性行为数据、物理结构数据以及融合分析处理的处理结果,并利用所述检测数据持续优化软件测试用例和三维扫描参数,以实现检测系统的自我校准和自我优化,增强系统对计算机板卡各类型质量差异的适应能和对生产过程中变化的响应性。
3.根据权利要求1所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,所述使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,包括:
利用多维尺度分析和主成分分析将所述功能性行为数据和物理结构数据转化为标准化的特征向量
利用标准化的特征向量,使用基于深度学习的特征学习模型,通过学习数据的内在结构来辨识和提取功能性和物理特征之间的潜在关联,从而为每个计算机板卡生成一个综合特征表示;
将所述综合特征表示输入一个基于模糊逻辑集成学习框架,所述集成学习框架将所述综合特征表示与一组预定义的缺陷模式进行智能匹配,从而识别出通过单一测试无法检测到的潜在缺陷;
采用基于因果推理的解释算法来分析潜在缺陷的成因,并将复杂的数据和模式转化为直观的报告和图表,从而为技术人员提供一个明确的视觉和理论依据来理解检测结果,以便于进一步的决策和行动。
4.根据权利要求3所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,所述利用多维尺度分析和主成分分析将所述功能性行为数据和物理结构数据转化为标准化的特征向量,包括:
对功能性行为数据和物理结构数据分别进行数据归一化处理,计算各自数据集中每个数据点相对于其数据集均值的偏差,并利用所述偏差对原始数据点进行标准化处理,从而形成两个独立的、规范化的功能性行为数据集和物理结构数据集;
分别对规范化的功能性行为数据集和物理结构数据集应用多维尺度分析,通过构建数据点间的距离矩阵,并执行非线性降维技术,为每一个数据集生成相应的低维空间坐标;
整合功能性行为数据集和物理结构数据集分别对应的低维空间坐标,生成一个联合数据矩阵,并在该联合数据矩阵上计算协方差矩阵;
利用所述协方差矩阵执行主成分分析,以确定联合数据集的主要变异方向,并提取出与最大特征值相对应的特征向量,形成一个综合的主成分特征向量集;
对所述综合的主成分特征向量集进行规模调整处理,使各维度特征具有相同的量级,以得到标准化特征向量。
5.根据权利要求3所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,所述特征学习模型包括:
输入层,用于接收标准化特征向量;
双通道特征处理层,包括两个并行的子网络,第一子网络配置有针对时间序列数据特征优化的深度网络结构,第二子网络配置有针对空间数据特征优化的深度网络结构,每个子网络分别提取所述融合特征向量中的时间序列特征和空间特征,并输出两个独立的特征表示;
关联学习层,配置有自定义的注意力机制,用于整合所述双通道特征处理层的输出,通过学习时间序列特征表示和空间特征表示之间的潜在关联来生成一个特征表示;
深度特征融合层,用于接收所述关联学习层的输出,通过一系列全连接层对综合的特征表示进行进一步的整合和提炼,形成用于表征计算机板卡状态的综合特征表示;
输出层,配置有全连接层和Softmax激活函数,用于将所述深度特征融合层的综合特征表示转化为描述计算机板卡可能状态的概率分布或分类标签。
6.根据权利要求5所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,所述特征学习模型的损失函数L定义为:
其中,C是输出层的输出的类别的总数,ym是真实标签的独热编码向量, 是对应的模型输出,m是样本的序数;
其中,LCE是交叉熵损失,定义为:
其中,ymn表示真实标签向量ym中第n个元素的值; 表示模型输出向量 中第n个元素的值;
LWHD是针对难以检测缺陷的加权损失,定义为:
其中,ymC是真实标签向量中难以检测缺陷类别的元素, 是预测向量中对应的元素,α、β是用于平衡两部分损失的超参数。
7.根据权利要求5所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,所述自定义的注意力机制包括:
利用变分自编码器来评估时间序列特征与空间特征之间的相关性,确定时间序列特征与空间特征对于缺陷检测的共同贡献;
基于变分自编码器的评估结果,为每个特征分配权重;
进行特征加权融合,并根据分配的权重合并时间序列特征和空间特征,生成针对缺陷检测的特征表示。
8.根据权利要求7所述的计算机板卡的检测方法,其特征在于,所述变分自编码器进一步包括一个正则化项,该正则化项基于Kullback‑Leibler散度来惩罚变分自编码器潜在空间的分布偏差,确保生成的特征表示不仅准确地反映了原始数据的特性,同时也具有良好的泛化能力。
9.一种计算机板卡的检测装置,其特征在于,包括:
测试单元,用于运行软件测试用例,模拟计算机板卡在包括温度、电流和数据传输的多种操作环境下的工作状态,以获取计算机板卡的功能性行为数据;
扫描单元,用于在运行软件测试的同时,采用微纳米级三维扫描仪对所述计算机板卡的表面及内部结构进行扫描,以收集计算机板卡的物理结构数据,其中,所述物理结构数据用于识别计算机板卡在微观尺度上的物理缺陷;
分析单元,用于使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,其中,所述融合分析处理基于计算机板卡的最终性能受到功能状态和物理状态的共同影响,从而识别出单一方法无法检测到的缺陷;
判断单元,用于根据所述融合分析处理的处理结果,判断计算机板卡是否存在缺陷;
调整单元,用于如果计算机板卡存在缺陷,则判定为不良品,进而从生产线上移除存在缺陷的计算机板卡,并适应性调整软件测试用例与微纳米级三维扫描仪的扫描参数;其中,所述适应性调整基于对不良品详细分析的结果,以诊断和纳入计算机板卡检测流程中之前未被充分覆盖的计算机板卡缺陷类型,确保对计算机板卡的生产线条件的变化或新引入的板卡设计做出调整。
10.一种计算机板卡的检测系统,其特征在于,包括:
数据采集,包括中央处理单元和存储单元,其中存储单元中预装有操作指令,用于模拟计算机板卡在多种环境条件下的工作状态,并生成相应的功能性行为数据;
微纳米级三维成像设备,与数据采集模块同步操作,用于扫描计算机板卡的表面及内部结构并收集物理结构数据,所述数据用于识别计算机板卡的微观尺度物理缺陷;
分析处理单元,配备有数据处理硬件和软件资源,接收来自数据采集模块和三维成像设备的数据,并利用集成算法进行融合分析,以识别潜在缺陷;
缺陷检测模块,连接分析处理单元,用于评估融合分析结果,并确定计算机板卡是否符合质量标准;
用户界面终端,为技术操作人员提供交互界面,用于展示检测结果、融合分析反馈和实时系统状态,以及接收用户输入的调整命令;
远程监控单元,包括至少一个网络接口,用于远程传输检测数据、系统状态和警报信息到中心监控站或移动终端。

说明书全文

计算机板卡的检测方法、装置和系统

技术领域

[0001] 本申请涉及计算机板卡检测技术领域,尤其涉及一种计算机板卡的检测方法、装置和系统。

背景技术

[0002] 在现代电子制造领域,确保计算机板卡的质量和可靠性是至关重要的。随着技术的不断进步,计算机板卡的复杂性也在增加,这导致了对检测方法的持续创新需求。传统的检测方法,如视觉检查或基于特定功能的测试,往往无法全面捕捉到所有潜在的质量问题,尤其是那些在正常操作条件下不易发现的微观缺陷。此外,单一的测试方法可能缺乏灵活性,无法适应生产过程中的变化,或者对新引入的板卡设计做出响应。
[0003] 因此,业内迫切需要一种能够全面评估计算机板卡在多种操作条件下性能的检测方法。发明内容
[0004] 本申请提供一种计算机板卡的检测方法、装置和系统,以提高计算机板卡缺陷识别的准确率。
[0005] 本申请提供一种计算机板卡的检测方法,包括:
[0006] 运行软件测试用例,模拟计算机板卡在包括温度电流和数据传输的多种操作环境下的工作状态,以获取计算机板卡的功能性行为数据;
[0007] 在运行软件测试的同时,采用微纳米级三维扫描仪对所述计算机板卡的表面及内部结构进行扫描,以收集计算机板卡的物理结构数据,其中,所述物理结构数据用于识别计算机板卡在微观尺度上的物理缺陷;
[0008] 使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,其中,所述融合分析处理基于计算机板卡的最终性能受到功能状态和物理状态的共同影响,从而识别出单一方法无法检测到的缺陷;
[0009] 根据所述融合分析处理的处理结果,判断计算机板卡是否存在缺陷;
[0010] 如果计算机板卡存在缺陷,则判定为不良品,进而从生产线上移除存在缺陷的计算机板卡,并适应性调整软件测试用例与微纳米级三维扫描仪的扫描参数;其中,所述适应性调整基于对不良品详细分析的结果,以诊断和纳入计算机板卡检测流程中之前未被充分覆盖的计算机板卡缺陷类型,确保对计算机板卡的生产线条件的变化或新引入的板卡设计做出调整。
[0011] 更进一步地,所述计算机板卡的检测方法,还包括:
[0012] 存储检测过程中的检测数据,所述检测数据包括功能性行为数据、物理结构数据以及融合分析处理的处理结果,并利用所述检测数据持续优化软件测试用例和三维扫描参数,以实现检测系统的自我校准和自我优化,增强系统对计算机板卡各类型质量差异的适应能和对生产过程中变化的响应性。
[0013] 更进一步地,所述使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,包括:
[0014] 利用多维尺度分析和主成分分析将所述功能性行为数据和物理结构数据转化为标准化的特征向量
[0015] 利用标准化的特征向量,使用基于深度学习的特征学习模型,通过学习数据的内在结构来辨识和提取功能性和物理特征之间的潜在关联,从而为每个计算机板卡生成一个综合特征表示;
[0016] 将所述综合特征表示输入一个基于模糊逻辑集成学习框架,所述集成学习框架将所述综合特征表示与一组预定义的缺陷模式进行智能匹配,从而识别出通过单一测试无法检测到的潜在缺陷;
[0017] 采用基于因果推理的解释算法来分析潜在缺陷的成因,并将复杂的数据和模式转化为直观的报告和图表,从而为技术人员提供一个明确的视觉和理论依据来理解检测结果,以便于进一步的决策和行动。
[0018] 更进一步地,所述利用多维尺度分析和主成分分析将所述功能性行为数据和物理结构数据转化为标准化的特征向量,包括:
[0019] 对功能性行为数据和物理结构数据分别进行数据归一化处理,计算各自数据集中每个数据点相对于其数据集均值的偏差,并利用所述偏差对原始数据点进行标准化处理,从而形成两个独立的、规范化的功能性行为数据集和物理结构数据集;
[0020] 分别对规范化的功能性行为数据集和物理结构数据集应用多维尺度分析,通过构建数据点间的距离矩阵,并执行非线性降维技术,为每一个数据集生成相应的低维空间坐标;
[0021] 整合功能性行为数据集和物理结构数据集分别对应的低维空间坐标,生成一个联合数据矩阵,并在该联合数据矩阵上计算协方差矩阵;
[0022] 利用所述协方差矩阵执行主成分分析,以确定联合数据集的主要变异方向,并提取出与最大特征值相对应的特征向量,形成一个综合的主成分特征向量集;
[0023] 对所述综合的主成分特征向量集进行规模调整处理,使各维度特征具有相同的量级,以得到标准化特征向量。
[0024] 更进一步地,所述特征学习模型包括:
[0025] 输入层,用于接收标准化特征向量;
[0026] 双通道特征处理层,包括两个并行的子网络,第一子网络配置有针对时间序列数据特征优化的深度网络结构,第二子网络配置有针对空间数据特征优化的深度网络结构,每个子网络分别提取所述融合特征向量中的时间序列特征和空间特征,并输出两个独立的特征表示;
[0027] 关联学习层,配置有自定义的注意力机制,用于整合所述双通道特征处理层的输出,通过学习时间序列特征表示和空间特征表示之间的潜在关联来生成一个特征表示;
[0028] 深度特征融合层,用于接收所述关联学习层的输出,通过一系列全连接层对综合的特征表示进行进一步的整合和提炼,形成用于表征计算机板卡状态的综合特征表示;
[0029] 输出层,配置有全连接层和Softmax激活函数,用于将所述深度特征融合层的综合特征表示转化为描述计算机板卡可能状态的概率分布或分类标签。
[0030] 更进一步地,所述特征学习模型的损失函数L定义为:
[0031]
[0032] 其中,C是输出层的输出的类别的总数,ym是真实标签的独热编码向量, 是对应的模型输出,m是样本的序数;
[0033] 其中,LCE是交叉熵损失,定义为:
[0034]
[0035] 其中,ymn表示真实标签向量ym中第n个元素的值; 表示模型输出向量 中第n个元素的值;
[0036] LWHD是针对难以检测缺陷的加权损失,定义为:
[0037]
[0038] 其中,ymC是真实标签向量中难以检测缺陷类别的元素, 是预测向量中对应的元素,α、β是用于平衡两部分损失的超参数。
[0039] 更进一步地,所述自定义的注意力机制包括:
[0040] 利用变分自编码器来评估时间序列特征与空间特征之间的相关性,确定时间序列特征与空间特征对于缺陷检测的共同贡献;
[0041] 基于变分自编码器的评估结果,为每个特征分配权重;
[0042] 进行特征加权融合,并根据分配的权重合并时间序列特征和空间特征,生成针对缺陷检测的特征表示。
[0043] 更进一步地,所述变分自编码器进一步包括一个正则化项,该正则化项基于Kullback‑Leibler散度来惩罚变分自编码器潜在空间的分布偏差,确保生成的特征表示不仅准确地反映了原始数据的特性,同时也具有良好的泛化能力。
[0044] 本申请提供一种计算机板卡的检测装置,包括:
[0045] 测试单元,用于运行软件测试用例,模拟计算机板卡在包括温度、电流和数据传输的多种操作环境下的工作状态,以获取计算机板卡的功能性行为数据;
[0046] 扫描单元,用于在运行软件测试的同时,采用微纳米级三维扫描仪对所述计算机板卡的表面及内部结构进行扫描,以收集计算机板卡的物理结构数据,其中,所述物理结构数据用于识别计算机板卡在微观尺度上的物理缺陷;
[0047] 分析单元,用于使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,其中,所述融合分析处理基于计算机板卡的最终性能受到功能状态和物理状态的共同影响,从而识别出单一方法无法检测到的缺陷;
[0048] 判断单元,用于根据所述融合分析处理的处理结果,判断计算机板卡是否存在缺陷;
[0049] 调整单元,用于如果计算机板卡存在缺陷,则判定为不良品,进而从生产线上移除存在缺陷的计算机板卡,并适应性调整软件测试用例与微纳米级三维扫描仪的扫描参数;其中,所述适应性调整基于对不良品详细分析的结果,以诊断和纳入计算机板卡检测流程中之前未被充分覆盖的计算机板卡缺陷类型,确保对计算机板卡的生产线条件的变化或新引入的板卡设计做出调整。
[0050] 本申请提供一种计算机板卡的检测系统,包括:
[0051] 数据采集,包括中央处理单元和存储单元,其中存储单元中预装有操作指令,用于模拟计算机板卡在多种环境条件下的工作状态,并生成相应的功能性行为数据;
[0052] 微纳米级三维成像设备,与数据采集模块同步操作,用于扫描计算机板卡的表面及内部结构并收集物理结构数据,所述数据用于识别计算机板卡的微观尺度物理缺陷;
[0053] 分析处理单元,配备有数据处理硬件和软件资源,接收来自数据采集模块和三维成像设备的数据,并利用集成算法进行融合分析,以识别潜在缺陷;
[0054] 缺陷检测模块,连接分析处理单元,用于评估融合分析结果,并确定计算机板卡是否符合质量标准;
[0055] 用户界面终端,为技术操作人员提供交互界面,用于展示检测结果、融合分析反馈和实时系统状态,以及接收用户输入的调整命令;
[0056] 远程监控单元,包括至少一个网络接口,用于远程传输检测数据、系统状态和警报信息到中心监控站或移动终端。
[0057] 本申请提出的技术方案具有以下有益的技术效果:
[0058] (1)通过集成软件测试和微纳米级三维扫描技术,实现了对计算机板卡功能性行为和物理结构的全面检测。这种双重检测机制可以大幅度提高识别各类缺陷,特别是在传统方法中不易发现的微观尺度上缺陷的准确性和可靠性。。
[0059] (2)使用集成算法进行融合分析处理,它能够综合考虑功能性和物理数据的共同影响,进而揭示单一测试方法无法检测到的潜在缺陷。这样的全方位检测方式使得缺陷识别更为精确,降低了漏检和误检的险,从而提升了整个生产线的质量控制平。
[0060] (3)通过对不良品的详细分析,该方法能够适应性地调整软件测试用例和扫描仪参数,增强检测系统的灵活性和适应性。这种动态调整机制使得检测系统能够快速适应生产线条件的变化和新板卡设计的引入,确保了检测流程的持续优化和改进。
[0061] (4)提高了生产效率和经济效益,减少了因缺陷导致的返工和废品产生,同时也为技术人员提供了明确的诊断和决策依据,从而有助于提高维修效率和降低维护成本。附图说明
[0062] 图1是本申请第一实施例提供的一种计算机板卡的检测方法的流程图
[0063] 图2是本申请第二实施例提供的一种计算机板卡的检测装置的示意图。

具体实施方式

[0064] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
[0065] 本申请第一实施例提供一种计算机板卡的检测方法。请参看图1,该图为本申请第一实施例的示意图。以下结合图1对本申请第一实施例提供计算机板卡的检测方法进行详细说明。
[0066] 步骤S101:运行软件测试用例,模拟计算机板卡在包括温度、电流和数据传输的多种操作环境下的工作状态,以获取计算机板卡的功能性行为数据。
[0067] 在运行软件测试用例来模拟计算机板卡在不同操作环境下的工作状态时,关键的测试用例可以设计来覆盖多个方面,以确保全面检测板卡的功能性和性能。以下是一些示例性的软件测试用例:
[0068] 温度极限测试:利用软件调节连接到计算机板卡的温控设备,设置不同的温度点,模拟从低温到高温的工作环境。对每个温度点,软件测试用例会记录板卡的反应和表现,检测其是否能保持正常的运行状态。
[0069] 电压和电流波动测试:利用软件改变计算机板卡的供电电压和电流,测试计算机板卡在不同电源条件下的工作能力和电源电路的稳健性。
[0070] 计算压力测试:运行高强度计算任务,如复杂的数学运算或图形处理,以评估处理器和GPU的性能极限。
[0071] 内存访问和带宽测试:通过大量数据读写操作来测试内存的速度和效率,以及其在高负荷下的表现。
[0072] 数据传输和接口测试:模拟大量数据通过板卡的各种接口(如USB,SATA,PCIe)传输,评估其数据吞吐量和传输稳定性
[0073] 长时运行稳定性测试:在连续长时间运行的情况下,测试计算机板卡的可靠性和出错率。
[0074] 电源管理和节能特性测试:评估计算机板卡的电源管理系统,在不同的能耗模式下的性能和转换效率。
[0075] 启动和重启测试:重复启动和重启计算机板卡,以测试其启动逻辑和硬件初始化过程的可靠性。
[0076] 外设兼容性测试:连接各种外设,如存储设备、输入设备等,评估板卡的兼容性和外设管理能力。
[0077] 软件和驱动兼容性测试:安装和运行不同的操作系统和驱动程序,测试软件兼容性和系统集成能力。
[0078] 故障注入测试:人为地在软件或硬件上注入故障,如中断数据流或产生错误的电信号,测试板卡的错误处理和恢复能力。
[0079] 环境因素测试:考虑到实际使用环境,对计算机板卡进行震动、湿度、静电等环境因素的测试。
[0080] 这些测试用例能够覆盖计算机板卡在预期使用中可能遇到的一些重要方面,确保其在各种条件下都能正常工作。每个测试用例应当产出详细的日志和结果数据,这些数据可以用来分析板卡的功能性和性能表现。在设计测试用例时,还需要考虑板卡的具体应用场景和用户的具体需求,以确保测试结果的实用性和相关性。
[0081] 功能性行为数据指的是在软件测试用例执行过程中收集的数据,这些数据反映了计算机板卡在特定的模拟操作环境下的性能和响应。功能性行为数据通常包括但不限于以下内容:
[0082] 处理器性能数据:如CPU的使用率、核心温度、执行指令数、处理速度等。
[0083] 内存使用情况:包括内存占用率、读写速度、访问延迟等。
[0084] 电源使用数据:如电源单位时间内的功耗、电流和电压的稳定性、负载下的性能变化等。
[0085] 数据传输和网络性能指标:包括数据吞吐量、传输速率、错误率、连接的稳定性等。
[0086] 温度应答数据:板卡在不同温度条件下的工作情况,及其温度变化对性能的影响。
[0087] 硬件接口响应:各种接口(如USB、HDMI、PCIe等)在高负载或极端条件下的表现。
[0088] 软件兼容性记录:板卡与运行的操作系统、驱动程序和其他软件间的兼容性情况。
[0089] 错误日志和系统稳定性:记录任何在测试过程中发生的错误、系统崩溃、意外重启或其他异常行为。
[0090] 功能性行为数据的目的是为了从软件层面上评估计算机板卡的工作性能和稳定性。通过对这些数据的分析,可以识别出计算机板卡可能的功能缺陷,预测其在实际使用中可能遇到的问题,以及确定其在设计和制造过程中可能需要改进的地方。
[0091] 步骤S102:在运行软件测试的同时,采用微纳米级三维扫描仪对所述计算机板卡的表面及内部结构进行扫描,以收集计算机板卡的物理结构数据,所述物理结构数据用于识别计算机板卡在微观尺度上的物理缺陷。
[0092] 步骤S102包括使用高分辨率的微纳米级三维扫描仪对计算机板卡的表面及内部结构进行全面的扫描。这一步骤包括:
[0093] 选择合适的微纳米级三维扫描技术,如激光扫描、光学干涉成像或X射线计算机断层扫描,以获得计算机板卡微观结构的高分辨率图像。这些技术能够以纳米级分辨率揭示表面和内部的细节,捕捉到常规检测可能遗漏的微小缺陷。
[0094] 三维扫描需要与步骤S101中的软件测试用例同步运行,确保能够在计算机板卡运行各种操作时即时捕捉其物理状态。这种同步是为了捕捉可能仅在特定工作条件下才显现的物理缺陷。
[0095] 通过高精度扫描,收集关于板卡的多个层面的物理结构数据。计算机板卡的物理结构数据指的是通过微纳米级三维扫描仪获得的关于板卡各个组成部分的详细尺寸、形状、材质和相互位置关系的数据。这类数据在微观尺度上反映了板卡的实体特征,包括但不限于以下方面:
[0096] 外观数据:板卡的外形尺寸、边缘平整度、表面粗糙度和外观缺陷(如划痕、凹陷或凸起)的详细图像和测量数据。
[0097] 层间结构数据:多层PCB(Printed Circuit Board)的各层之间的精确距离、层间连接的完整性、任何层间短路或断路的情况。
[0098] 焊点和连接器数据:焊点的形状、尺寸、分布和可能的焊接缺陷(如冷焊、虚焊、过焊或焊料球);连接器的对齐和接触面的完整性。
[0099] 材料缺陷数据:材料的均匀性、缺陷(如微裂纹、气孔、杂质)和成分分布。
[0100] 元件安装数据:安装在板卡上的各种电子元件(如芯片、电阻、电容)的位置精度、元件的贴合度和焊接质量。
[0101] 导线和走线数据:导线宽度、走线间距、走线的完整性以及任何蚀刻缺陷或走线中断的情况。
[0102] 机械应力数据:板卡可能受到的机械应力或变形情况,特别是在接插件或固定点附近的情况。
[0103] 热应力数据:由于热膨胀引起的结构变化或可能导致失效的热应力集中区域。
[0104] 物理结构数据是通过微纳米级精度的三维扫描仪获得的,扫描仪可能采用了多种不同的成像技术,如激光共聚焦扫描、电子显微镜成像、X射线断层成像等,以提供高分辨率的三维图像。这些图像后续可以被转换成数字模型,并且可以用于详细分析和计算,为检测和评估计算机板卡的质量提供了基础。物理结构数据为发现板卡设计和制造过程中可能出现的微观尺度上的物理缺陷提供了关键信息。
[0105] 利用三维扫描数据,可以识别多种类型的物理缺陷,例如裂缝、脱层、焊点不良、导线断裂、层压不良、芯片封装缺陷、微小的异物或气泡等。这种识别是基于对收集到的三维图像进行详细分析。
[0106] 三维扫描仪收集的原始数据通常需要通过专的软件进行后处理,以生成易于分析的图像或模型。后处理步骤可能包括数据滤波、去噪、图像重建、边缘检测和缺陷标注。
[0107] 整个扫描过程可以是自动化的,减少人工干预,减少操作误差。同时,操作人员应有一个直观的用户界面,用以监控扫描进程,查看实时扫描图像,或者接收扫描结果的初步分析。
[0108] 识别物理缺陷对于理解计算机板卡在实际使用中可能的性能衰退或故障风险至关重要,尤其是当板卡处于极端的工作条件下时。在某些情况下,软件测试中没有发现的功能性问题可能源于物理层面的微小缺陷,三维扫描能够为这类问题提供解释。
[0109] 所有的扫描过程和结果都应当被记录下来,并且与行业标准相一致,确保数据的可比性和可靠性。
[0110] 扫描可能需要在特定的环境条件下进行,比如温度、湿度和振动控制,以确保数据质量不受外界因素影响。
[0111] 在整个步骤S102中,强调了扫描的同步性、精细性,以及扫描数据与软件测试数据之间的协同作用。此步骤对于确定板卡的整体质量和可靠性至关重要,并且为下一步的融合分析提供了基础数据。
[0112] 步骤S103:使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,所述融合分析处理基于计算机板卡的最终性能受到功能状态和物理状态的共同影响,从而识别出单一方法无法检测到的缺陷。
[0113] 更进一步地,所述使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,包括:
[0114] 利用多维尺度分析和主成分分析将所述功能性行为数据和物理结构数据转化为标准化的特征向量;
[0115] 利用标准化的特征向量,使用基于深度学习的特征学习模型,通过学习数据的内在结构来辨识和提取功能性和物理特征之间的潜在关联,从而为每个计算机板卡生成一个综合特征表示;
[0116] 将所述综合特征表示输入一个基于模糊逻辑的集成学习框架,所述集成学习框架将所述综合特征表示与一组预定义的缺陷模式进行智能匹配,从而识别出通过单一测试无法检测到的潜在缺陷;
[0117] 采用基于因果推理的解释算法来分析潜在缺陷的成因,并将复杂的数据和模式转化为直观的报告和图表,从而为技术人员提供一个明确的视觉和理论依据来理解检测结果,以便于进一步的决策和行动。
[0118] 所述利用多维尺度分析和主成分分析将所述功能性行为数据和物理结构数据转化为标准化的特征向量,包括:
[0119] 对功能性行为数据和物理结构数据分别进行数据归一化处理,计算各自数据集中每个数据点相对于其数据集均值的偏差,并利用所述偏差对原始数据点进行标准化处理,从而形成两个独立的、规范化的功能性行为数据集和物理结构数据集;
[0120] 分别对规范化的功能性行为数据集和物理结构数据集应用多维尺度分析,通过构建数据点间的距离矩阵,并执行非线性降维技术,为每一个数据集生成相应的低维空间坐标;
[0121] 整合功能性行为数据集和物理结构数据集分别对应的低维空间坐标,生成一个联合数据矩阵,并在该联合数据矩阵上计算协方差矩阵;
[0122] 利用所述协方差矩阵执行主成分分析,以确定联合数据集的主要变异方向,并提取出与最大特征值相对应的特征向量,形成一个综合的主成分特征向量集;
[0123] 对所述综合的主成分特征向量集进行规模调整处理,使各维度特征具有相同的量级,以得到标准化特征向量。
[0124] 首先,对收集的功能性行为数据和物理结构数据进行数据归一化处理。功能性行为数据和物理结构数据分别构成各自的数据集。在这一步骤中,针对每个数据集,计算数据点相对于其数据集均值的偏差。这样的偏差计算旨在减少数据集中各个特征量度间的尺度差异,从而在后续分析中每个特征都能被公平对待。通过这种方式,得到了两个独立且规范化的数据集,为进一步的数据分析奠定了基础。
[0125] 接下来,对这些规范化的数据集分别执行多维尺度分析(MDS)。多维尺度分析是一种减少数据维度的技术,通过构建一个数据点间的距离矩阵,并使用非线性降维技术来揭示数据在低维空间中的结构。这个步骤的目的是为每个数据集提供一个低维空间坐标表示,该表示保留了数据的内在结构,同时简化了数据的复杂性。
[0126] 随后,将功能性行为数据集对应的低维空间坐标和物理结构数据集对应的低维空间坐标整合,形成一个联合数据矩阵。整合这两个数据集的目的是获得一个全面的数据表示,它结合了板卡的功能性和物理属性。在这个联合数据矩阵上,进一步计算协方差矩阵。协方差矩阵反映了数据集中各个特征之间的相关性,是执行主成分分析的关键步骤。
[0127] 利用所得到的协方差矩阵,执行主成分分析(PCA)。主成分分析是一种强大的统计工具,用于揭示数据集中的主要变异方向。通过特征值分解,提取出与最大特征值相对应的特征向量。这些特征向量构成了一个综合的主成分特征向量集,它反映了联合数据集的主要变异性。这个集合是识别板卡状态的关键,因为它综合了来自不同测试的最重要的信息。
[0128] 最后,对综合的主成分特征向量集进行规模调整处理。规模调整处理可以是标准化(Z‑score normalization),或者归一化处理(Min‑Max scaling)。此步骤确保了不同维度特征在模型中的贡献是均衡的,使得每个维度的特征具有相同的量级。这种标准化的特征向量集为后续的机器学习模型或其他统计分析方法提供了一个可靠的输入,有助于准确地分类板卡的状态,如检测和识别潜在的缺陷。
[0129] 利用标准化的特征向量,使用基于深度学习的特征学习模型,通过学习数据的内在结构来辨识和提取功能性和物理特征之间的潜在关联,从而为每个计算机板卡生成一个综合特征表示。
[0130] 本实施例提供的特征学习模型的结构包括:
[0131] (1)输入层:
[0132] 输入:融合后的标准化特征向量,包含预处理后的功能性行为和物理结构数据。
[0133] 实现:输入层作为模型的起点,不进行任何复杂的处理,直接将数据传递到下一层。
[0134] (2)双通道特征处理层:
[0135] 输入:来自输入层的融合特征向量。
[0136] 实现:设计两个并行子网络或通道,每个通道都是一个深度网络结构,但针对不同类型的特征进行了优化。一个子网络可以专注于处理时间序列数据相关的特征,而另一个子网络则针对空间数据特征。这种设计使得网络可以并行处理并学习两种类型数据的内在特征。
[0137] 输出:两个子网络各自的特征表示,它们各自捕捉了输入数据中的时间序列和空间信息。
[0138] (3)关联学习层:
[0139] 输入:双通道特征处理层的输出。
[0140] 实现:这一层的目的是整合两个子网络的输出,并学习它们之间的潜在关联。可以采用自定义的注意力机制或联合嵌入策略来强调两种特征间的互动和相关性。
[0141] 输出:一个整合了功能性和物理特征关联的特征表示。
[0142] (4)深度特征融合层:
[0143] 输入:关联学习层的输出。
[0144] 实现:使用全连接层和深度神经网络结构,如多层感知机(MLP),来进一步整合和提炼特征表示,使其能够更好地表征计算机板卡的状态。
[0145] 输出:用于缺陷识别的综合特征表示。
[0146] (5)输出层:
[0147] 输入:深度特征融合层的输出。
[0148] 实现:根据板卡的状态(如正常、异常、具体缺陷类型)进行分类,可能使用带有Softmax激活函数的全连接层。
[0149] 输出:表示板卡可能状态的概率分布,或者直接的分类标签。
[0150] 自定义损失函数和优化器:
[0151] 选择或设计损失函数,这个函数可以特别强调关键特征的识别准确性,并对可能被单一测试遗漏的缺陷进行惩罚。
[0152] 设C是类别的总数,ym是真实标签的独热编码向量, 是对应的模型输出,m是样本的序数,损失函数L定义为:
[0153]
[0154] 其中,LCE是交叉熵损失,定义为:
[0155]
[0156] 其中,ymn表示真实标签向量ym中第n个元素的值; 表示模型输出向量 中第n个元素的值;
[0157] LWHD是针对难以检测缺陷的加权损失,定义为:
[0158]
[0159] 这里,ymC是真实标签向量中难以检测缺陷类别的元素, 是预测向量中对应的元素,α、β是用于平衡两部分损失的超参数。加权项 强调了难以检测缺陷的预测准确性,而β的作用是放大这个类别预测误差的影响。通过这样的定义,损失函数不仅惩罚分类错误,还特别强调对难以检测的缺陷的识别,从而使得模型在训练时更加注重这些关键类别的准确预测。
[0160] 训练该特征学习模型通常涉及以下步骤:
[0161] 数据准备:
[0162] 准备一组标注好的训练数据,其中包含了多个实例的融合后的标准化特征向量及其对应的标签(如板卡的状态)。
[0163] 模型初始化:
[0164] 初始化模型的各个层和参数,这可能包括权重的随机初始化以及偏置项的设置。
[0165] 损失函数和优化器的选择:
[0166] 定义损失函数,它将用于评估模型输出与实际标签之间的差异。损失函数应当能够反映出模型对关键特征的识别准确性,并对难以检测的缺陷给予更大的惩罚。
[0167] 选择一个优化器,如Adam,它将用于更新模型参数以最小化损失函数。
[0168] 前向传播:
[0169] 对于每个训练实例,模型将执行前向传播,计算从输入层到输出层的各层活动。
[0170] 计算损失:
[0171] 使用损失函数计算预测结果和真实标签之间的误差。
[0172] 反向传播和参数更新:
[0173] 通过反向传播算法,将损失函数的梯度传播回模型的各层,然后利用优化器来更新模型参数。
[0174] 迭代训练:
[0175] 重复执行前向传播、损失计算、反向传播和参数更新的过程,直到模型在训练数据上达到一定的准确性,或直到迭代次数达到预设的阈值
[0176] 验证和调整:
[0177] 使用验证数据集来测试模型的性能,并根据需要调整模型的参数或结构。
[0178] 评估和优化:
[0179] 最终评估模型在独立的测试集上的性能,并根据评估结果进行必要的优化。
[0180] 在训练过程中,可能会用到如批量处理、正则化技术(例如Dropout)、早停(Early Stopping)等策略来提高训练效率、防止过拟合并保证模型的泛化能力。通过这些步骤,特征学习模型能够有效地从训练数据中学习到如何预测计算机板卡的状态。
[0181] 下面是该特征学习模型的参考代码:
[0182]
[0183]
[0184]
[0185] 更进一步地,所述自定义的注意力机制包括:
[0186] 利用变分自编码器来评估时间序列特征与空间特征之间的相关性,确定时间序列特征与空间特征对于缺陷检测的共同贡献;
[0187] 基于变分自编码器的评估结果,为每个特征分配权重,强调对缺陷检测更重要的特征;
[0188] 进行特征加权融合,并根据分配的权重合并时间序列特征和空间特征,生成针对缺陷检测的特征表示。
[0189] 变分自编码器(VAE)的应用:
[0190] 目的:VAE用于分析和评估从计算机板卡中提取的两类数据特征——时间序列特征和空间特征——之间的关联性。这些特征分别代表板卡随时间变化的功能参数(例如电流或温度)和板卡的物理属性(例如元件布局)。
[0191] 过程:VAE通过编码和解码过程学习这些特征的深层表示,从而揭示隐藏在原始数据中的复杂结构和关联模式。在编码过程中,VAE将输入的高维特征压缩成低维的潜在表示。在解码过程中,它尝试从这些潜在表示重构输入数据,过程中学习到数据的内在相关性。
[0192] 基于VAE的分析结果,为每个特征动态分配权重,以突出那些对于检测计算机板卡缺陷至关重要的特征。
[0193] 特征加权融合:
[0194] 目的:通过合并时间序列和空间特征,根据它们的权重进行加权融合,从而生成一个特征表示,该特征表示专门针对检测计算机板卡的缺陷而优化。
[0195] 过程:加权融合涉及到每个特征乘以其相应的权重,这些权重反映了特征的相对重要性。通过这种加权的方式,综合特征表示能够更准确地描述板卡的健康状况,并更有效地指出潜在的缺陷。
[0196] 如下是该自定义的注意力机制的python参考实现代码:
[0197]
[0198]
[0199]
[0200] #以上代码中,defect_detection_features即为针对缺陷检测优化的特征表示,可用于进一步的检测模型训练。
[0201] 更进一步地,所述变分自编码器进一步包括一个正则化项,该正则化项基于Kullback‑Leibler散度来惩罚变分自编码器潜在空间的分布偏差,确保生成的特征表示不仅准确地反映了原始数据的特性,同时也具有良好的泛化能力。
[0202] 在变分自编码器的设计中,一个关键的组成部分是正则化项,其作用是在优化过程中引导变分自编码器的潜在空间表示尽可能符合预设的概率分布(例如,多维高斯分布)。正则化项采用Kullback‑Leibler散度(KL散度)来衡量变分自编码器模型中潜在空间分布与预设分布之间的偏差,并通过惩罚这种偏差来调整模型参数。
[0203] 具体来说,变分自编码器的编码器部分将输入特征映射到一个潜在空间,该空间的分布参数(如均值和方差)由神经网络学习得到。而解码器部分则尝试从该潜在空间重构输入特征。在这一过程中,KL散度正则化项计算潜在空间的实际分布与目标分布(通常假设为标准正态分布)之间的差异。这种差异被加到VAE的损失函数中,使得模型在学习数据表示的同时,还必须确保这些表示的分布与预期的分布相匹配。
[0204] 这种方法有两个主要好处:一是避免了潜在空间的任何部分被忽略(即确保了空间的每个方向都是有意义的),二是防止了过度拟合,因为它强制模型学习到的表示必须符合一定的分布,从而具有更好的泛化能力。在实施时,可以通过调节正则化项的权重来平衡重构精度和潜在空间分布的匹配程度。
[0205] 通过这种方法,生成的特征表示可以更全面地捕获时间序列数据和空间数据的关键特性,对于检测计算机板卡上的复杂缺陷具有重要意义。例如,它可以帮助区分那些在单一测试下不容易被发现的微小或潜在缺陷,使得缺陷检测更加准确和可靠。
[0206] 综上所述,本实施例提供的变分自编码器模型通过引入基于KL散度的正则化项,在学习数据的深层特征表示的同时,确保了这些表示的泛化性和可靠性,从而大大提高了计算机板卡缺陷检测的性能。
[0207] 总体而言,这个自定义的注意力机制利用先进的机器学习技术深入分析并优化特征分析过程,以实现更精准的缺陷检测。变分自编码器提供了对特征关联的深入理解,自适应学习算法确保了特征权重能够反映其对缺陷检测重要性的真实情况,而特征加权融合则将这些信息合并为一个有力的工具,以支持决策过程中的缺陷鉴定。
[0208] 更进一步地,将所述特征学习模型的深度特征融合层输出的综合特征表示输入一个基于模糊逻辑的集成学习框架,所述集成学习框架将所述综合特征表示与一组预定义的缺陷模式进行智能匹配,从而识别出通过单一测试无法检测到的潜在缺陷[0209] 本实施例提供了一种通过基于模糊逻辑的集成学习框架对计算机板卡进行缺陷检测的方法。该框架的核心在于智能地匹配由深度特征学习模型生成的综合特征表示与一组预定义的缺陷模式。这种匹配过程能够揭示那些单一测试可能无法检测到的复杂或隐蔽缺陷。
[0210] 首先,初始化集成学习框架,该框架包含多个模糊逻辑系统,每个系统专门处理识别特定类型的缺陷模式。模糊逻辑系统利用模糊集合和模糊规则的概念来解释综合特征表示中的不确定性和模糊性。
[0211] 在该框架中,定义一组缺陷模式,每个模式对应于板卡可能出现的一种特定缺陷类型。这些模式是基于先前数据收集和专家知识得出的,涵盖了从微观裂纹到电路短路等各种故障现象。
[0212] 为每种缺陷模式建立一套模糊逻辑规则。这些规则将特征表示的各个方面与对应缺陷模式的隶属度联系起来。例如,如果某一特征值在预定范围内,则可能表明某种特定缺陷的存在。
[0213] 将输入的综合特征表示模糊化,即根据各个特征的重要性和对缺陷的贡献度,将其转化为模糊集合。这个过程包括为每个特征分配一个隶属函数,以确定其对各缺陷模式的隶属度。
[0214] 使用模糊逻辑系统对模糊化的特征表示进行智能匹配。匹配过程基于先前建立的模糊逻辑规则,计算每种缺陷模式的隶属度,并据此生成一个模糊推理输出,这个输出反映了板卡有可能存在的缺陷类型。
[0215] 通过模糊逻辑推理,将从智能匹配得出的各缺陷模式的隶属度转换为一个明确的缺陷诊断结果。该过程可能包括去模糊化步骤,即选择具有最高隶属度的缺陷模式,或者综合多个高隶属度的缺陷模式,以确定板卡的最终缺陷状态。
[0216] 以下是一个使用Python和scikit‑fuzzy库的参考实现,它包含了详细的模糊逻辑系统初始化,缺陷模式定义,模糊规则建立,以及模糊推理和结果解释的过程。
[0217]
[0218]
[0219] 在上述实现中,定义了特征输入的模糊逻辑变量以及输出的缺陷等级变量。为每个变量定义了隶属函数,以及如何根据输入特征的模糊化值应用规则来评估可能的缺陷等级。
[0220] 采用基于因果推理的解释算法来分析潜在缺陷的成因,并将复杂的数据和模式转化为直观的报告和图表,从而为技术人员提供一个明确的视觉和理论依据来理解检测结果,以便于进一步的决策和行动。
[0221] 因果推理通常涉及确定变量间的因果关系。在缺陷检测的背景下,这可能意味着找出哪些特征指示着特定的缺陷类型。以下是实施这种分析的步骤:
[0222] (1)数据收集与预处理
[0223] 收集大量的历史数据,包括计算机板卡的特征值和对应的缺陷记录。
[0224] 对数据进行预处理,例如清洗、标准化和去噪。
[0225] (2)缺陷特征和可能成因的映射
[0226] 使用统计分析方法或机器学习算法来分析特征和缺陷间的关系。例如,决策树算法可以揭示特征决策路径,这可以用作初步的因果关系映射。
[0227] (3)因果推理模型的建立
[0228] 使用诸如结构方程模型(SEM)或贝叶斯网络来构建一个可以表示变量间潜在因果关系的模型。
[0229] 根据历史数据和专家知识,定义模型中的结构和条件概率。
[0230] 3.1选择合适的模型类型
[0231] 结构方程模型(SEM):SEM是统计模型中的一种,它允许同时估计多个方程系统。SEM通常用于因果推理,因为它可以揭示变量间的直接和间接效应。
[0232] 贝叶斯网络:这是一种概率图模型,它使用概率推理来预测不同变量之间的关系。贝叶斯网络特别适合处理不确定性和复杂性较高的因果关系。
[0233] 3.2定义模型结构
[0234] 变量选择:确定哪些变量将被包括在模型中。这些变量应包括所有相关的特征数据和缺陷记录。
[0235] 结构定义:基于理论知识和专家意见,定义变量间的潜在因果结构。例如,专家可能知道某些特征与特定类型的缺陷之间存在因果关系。
[0236] 3.3确立模型参数
[0237] 条件概率表:在贝叶斯网络中,每个变量的概率取决于它的父变量。为每个变量创建条件概率表(CPT)以表达这种关系。
[0238] 回归系数:在SEM中,估计方程中的参数,如回归系数,这些系数量化了一个变量对另一个变量的影响。
[0239] 3.4模型编码与实现
[0240] 使用编程语言(如Python)和相关库(例如,pgmpy用于贝叶斯网络,semopy用于结构方程模型)来编码模型结构和参数。
[0241] 编写代码来估计模型参数,如利用最大似然估计或贝叶斯推断。
[0242] 3.5初始模型估计与调整
[0243] 使用历史数据来估计模型的初始参数。
[0244] 根据参数估计的结果调整模型结构和参数,这可能涉及添加或删除变量,或更改变量间的关系。
[0245] 3.6模型优化与迭代
[0246] 迭代过程可能需要多次执行,每次都根据统计拟合指标和专家意见来优化模型。
[0247] 使用诸如赤池信息准则(AIC)或贝叶斯信息准则(BIC)等指标来评估模型的拟合度。
[0248] (4)因果推理模型的验证
[0249] 使用数据集对模型进行训练和验证,确保其反映了真实的因果关系。
[0250] 进行交叉验证或使用独立的测试集来评估模型的准确性。
[0251] (5)因果关系的解释和可视化
[0252] 为技术人员提供一个明确的视觉和理论依据来理解检测结果,例如,使用图形表示法如因果图来展示变量间的因果关系。
[0253] 利用可视化工具,如热图、散点图和条形图,来直观展示特征值和缺陷类型之间的关联。
[0254] (6)报告生成
[0255] 开发一个算法,基于模型输出和可视化,自动生成解释性报告。
[0256] 报告应详细描述哪些特征与特定缺陷有关,以及它们的关联强度。
[0257] (7)决策支持
[0258] 将解释性报告整合到决策支持系统中,帮助技术人员做出基于数据驱动的维修或质量控制决策。
[0259] 提供操作建议,比如哪些部分需要进一步检测或更换。
[0260] 为了便于理解本步骤,下面举一个例子进行说明。
[0261] 设想一个例子,其中一个计算机板卡可能存在的微小裂缝导致间歇性的电路故障。这个缺陷可能不是总是激活的,因此单一的功能性测试(比如电流测试)或单一的物理检查(比如外观检测)可能无法可靠地识别它。下面是集成算法如何可能识别出这种缺陷的操作流程:
[0262] 数据收集:同时进行功能性测试和物理结构检测。
[0263] 功能性测试可能包括电流和电压的测量,以及信号完整性测试。
[0264] 物理结构检测可能通过高分辨率的微纳米级三维扫描仪来捕获板卡的精细结构图像。
[0265] 数据预处理:标准化功能性测试数据和物理结构数据,消除尺度差异并准备进行深度分析。
[0266] 特征提取:使用深度学习方法,从物理结构图像中提取特征;同时,从功能性测试数据中提取变化模式和异常指标。
[0267] 数据融合:结合提取的功能性行为特征和物理结构特征,使用集成算法创建一个综合的特征表示,该表示捕捉了板卡的功能和物理状况。
[0268] 缺陷识别:将综合特征向量输入到基于模糊逻辑的集成学习框架中,这个框架能够处理特征表示中的不确定性和复杂性,智能地将特征与预定义的缺陷模式匹配,包括那些单一方法可能遗漏的微小裂缝所导致的间歇性电路问题。
[0269] 结果分析与解释:如果模型检测到潜在缺陷,使用因果推理工具来追踪缺陷可能的成因,并通过生成易于理解的报告和可视化,来帮助技术人员了解和解释结果。
[0270] 自我优化:基于这些发现,调整测试用例和扫描参数,以提高对类似缺陷的检测能力,并实施闭环反馈机制,以不断优化检测过程。
[0271] 在这个例子中,集成算法利用了功能性和物理结构数据的互补特性。虽然单一测试可能无法发现问题,但将两者的数据结合在一起,可以通过揭示间歇性故障与微小物理缺陷之间的关联来识别缺陷。例如,功能测试中的电流波动可能与物理扫描中观察到的微小裂缝相关联。这种集成方法提供了一种更全面的检测方法,增加了在复杂的真实世界条件下识别细微缺陷的机会。
[0272] 步骤S104:根据所述融合分析处理的处理结果,判断计算机板卡是否存在缺陷。
[0273] 该步骤涉及对集成算法产生的融合分析处理结果进行详细分析。
[0274] 通过分析融合数据,技术人员或自动化系统能够检测并识别功能性行为与物理结构数据之间的不一致和异常模式,这些模式可能表明存在潜在的缺陷。例如在步骤S104中,所述集成学习框架如果识别到单一测试无法检测到的潜在缺陷,那么判断计算机板卡存在缺陷。
[0275] 步骤S105:若识别出计算机板卡存在缺陷,则判定为不良品,进而从生产线上移除存在缺陷的计算机板卡,并适应性调整软件测试用例与三维扫描参数;其中,所述适应性调整基于对不良品详细分析的结果,以诊断和纳入计算机板卡检测流程中之前未被充分覆盖的计算机板卡缺陷类型,确保对计算机板卡的生产线条件的变化或新引入的板卡设计做出调整。
[0276] 适应性调整流程是一个综合性的质量控制方法,目的是为了提高检测方法的灵敏度和适应性,针对生产过程中新出现的或之前未被充分识别的缺陷类型。以下是适应性调整流程的详细步骤,旨在确保技术人员能够实施并符合可能的专利要求。
[0277] 1.分析不良品
[0278] 详细缺陷记录:使用高精度扫描和测试结果,记录下板卡上的每个缺陷的确切位置、大小和形态。
[0279] 成因分析:分析缺陷发生的潜在原因,可能包括材料缺陷、生产过程中的环境因素或操作错误。
[0280] 严重性评估:根据缺陷对板卡功能性的影响程度来评估其严重性。
[0281] 历史对比:与历史缺陷数据进行比较,寻找模式和相关性。
[0282] 2.数据收集
[0283] 全面数据档案:收集详细的测试日志、扫描图像和生产过程参数,创建一个全面的数据档案,以便于深入分析。
[0284] 环境参数记录:详细记录缺陷板卡的生产环境参数,如温湿度、机器设置等。
[0285] 操作日志审查:审查生产过程中的操作日志,寻找可能与缺陷产生相关的非标准操作。
[0286] 3.改进测试用例
[0287] 测试用例设计:根据缺陷分析结果,设计新的测试用例或调整现有的测试脚本,以便更精确地捕捉相似缺陷。
[0288] 自动化测试更新:将新的测试用例集成到自动化测试框架中,确保它们在未来的生产中自动执行。
[0289] 4.调整扫描参数
[0290] 扫描精度调整:提高扫描分辨率,以便更清晰地捕捉微小缺陷。
[0291] 参数优化:优化扫描速度和焦距,以获得最佳的图像质量和缺陷检测率。
[0292] 自动化调整实施:编写自动化脚本或调整控制系统,使得扫描参数根据板卡类型和预期缺陷自动调整。
[0293] 更进一步地,所述的计算机板卡的检测方法,还包括:
[0294] 存储检测过程中的检测数据,所述检测数据包括功能性行为数据、物理结构数据以及融合分析处理的处理结果,并利用所述检测数据持续优化软件测试用例和三维扫描参数,以实现检测系统的自我校准和自我优化,增强系统对计算机板卡各类型质量差异的适应能力和对生产过程中变化的响应性。
[0295] 这是一个自我校准和自我优化的检测方法,它利用在检测过程中收集的数据来优化计算机板卡的测试用例和三维扫描参数。此过程确保检测系统能够适应板卡质量的不同和生产过程中的变化,其包括如下步骤:
[0296] (1)数据存储
[0297] 创建一个数据库数据仓库,用于存储每个检测周期中收集的所有检测数据。
[0298] 检测数据应包括功能性行为数据、物理结构数据以及来自融合分析处理的结果。
[0299] 确保数据存储的安全性、完整性和可检索性。
[0300] (2)数据分类与标记
[0301] 对收集的数据进行分类,将其标记为正常品、次品或废品。
[0302] 记录和标记每个板卡对应的检测结果,包括检测过程中使用的测试用例和扫描参数。
[0303] (3)数据分析
[0304] 分析存储的检测数据,识别检测失败的模式和常见的缺陷类型。
[0305] 使用统计分析或机器学习算法来识别可能导致检测漏洞的因素。
[0306] (4)测试用例优化
[0307] 根据数据分析的结果,调整和优化软件测试用例,以提高对特定问题的检测能力。
[0308] 新增测试用例或修改现有用例,以覆盖数据分析揭示的漏洞。
[0309] (5)扫描参数调整
[0310] 调整三维扫描仪的扫描参数,如分辨率、扫描速度和扫描路径,以更好地捕捉缺陷。
[0311] 对于检测到的新的或复杂的缺陷类型,细化扫描参数以增加检测的准确性。
[0312] (6)自我校准过程
[0313] 建立一个闭环控制系统,它根据过去的检测结果和优化措施自动调整检测参数。
[0314] 实施一个持续学习机制,系统通过分析新的检测数据不断调整其自身的行为。
[0315] (7)性能评估与迭代
[0316] 定期评估检测系统的性能,确保优化措施的有效性。
[0317] 基于性能评估的结果,迭代优化过程,持续改进测试用例和扫描参数。
[0318] 在上述的实施例中,提供了一种计算机板卡的检测方法,与之相对应的,本申请还提供一种计算机板卡的检测装置。请参看图2,其为本申请的一种计算机板卡的检测装置实施例的示意图。由于本实施例,即第二实施例,基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的系统实施例仅仅是示意性的。
[0319] 本申请第二实施例提供一种计算机板卡的检测装置,其特征在于,包括:
[0320] 测试单元201,用于运行软件测试用例,模拟计算机板卡在包括温度、电流和数据传输的多种操作环境下的工作状态,以获取计算机板卡的功能性行为数据;
[0321] 扫描单元202,用于在运行软件测试的同时,采用微纳米级三维扫描仪对所述计算机板卡的表面及内部结构进行扫描,以收集计算机板卡的物理结构数据,其中,所述物理结构数据用于识别计算机板卡在微观尺度上的物理缺陷;
[0322] 分析单元203,用于使用集成算法对于所述功能性行为数据和所述物理结构数据进行融合分析处理,其中,所述融合分析处理基于计算机板卡的最终性能受到功能状态和物理状态的共同影响,从而识别出单一方法无法检测到的缺陷;
[0323] 判断单元204,用于根据所述融合分析处理的处理结果,判断计算机板卡是否存在缺陷;
[0324] 调整单元205,用于如果计算机板卡存在缺陷,则判定为不良品,进而从生产线上移除存在缺陷的计算机板卡,并适应性调整软件测试用例与微纳米级三维扫描仪的扫描参数;其中,所述适应性调整基于对不良品详细分析的结果,以诊断和纳入计算机板卡检测流程中之前未被充分覆盖的计算机板卡缺陷类型,确保对计算机板卡的生产线条件的变化或新引入的板卡设计做出调整。
[0325] 本申请第三实施例提供一种计算机板卡的检测系统,包括:
[0326] 数据采集模块,包括中央处理单元和存储单元,其中存储单元中预装有操作指令,用于模拟计算机板卡在多种环境条件下的工作状态,并生成相应的功能性行为数据;
[0327] 微纳米级三维成像设备,与数据采集模块同步操作,用于扫描计算机板卡的表面及内部结构并收集物理结构数据,所述数据用于识别计算机板卡的微观尺度物理缺陷;
[0328] 分析处理单元,配备有数据处理硬件和软件资源,接收来自数据采集模块和三维成像设备的数据,并利用集成算法进行融合分析,以识别潜在缺陷;
[0329] 缺陷检测模块,连接分析处理单元,用于评估融合分析结果,并确定计算机板卡是否符合质量标准;
[0330] 用户界面终端,为技术操作人员提供交互界面,用于展示检测结果、融合分析反馈和实时系统状态,以及接收用户输入的调整命令;
[0331] 远程监控单元,包括至少一个网络接口,用于远程传输检测数据、系统状态和警报信息到中心监控站或移动终端。
[0332] 本申请第四实施例提供一种电子设备,所述电子设备包括:
[0333] 处理器;
[0334] 存储器,用于存储程序,所述程序在被所述处理器读取执行时,执行本申请第一实施例中提供的计算机板卡的检测方法。
[0335] 本申请第五实施例提供一种计算机可读取存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时,执行本申请第一实施例中提供的计算机板卡的检测方法。
[0336] 本申请虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本申请,任何本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。
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