摘要:在工业物联网与智能监测技术快速发展的背景下,设备健康管理中的故障诊断、剩余寿命预测及微弱故障早期检测等任务,高度依赖传感器采集的时序数据。然而,实际应用中数据缺失问题普遍存在,严重影响着后续分析任务的有效性。现有缺失值填充方法往往侧重恢复数据整体趋势,却忽视了对细节特征的精准重构,导致填充后的数据难以满足复杂故障诊断的需求。为此,本文提出一种基于小波变换的缺失值填充(wavelet transform-based missing value imputation,WTMI)框架。该框架通过小波分解获取数据的多尺度表征,结合深度自动编码器实现分层重构,最终经小波逆变换完成缺失值预测。进一步地,为解决尺度间相关性建模与最优尺度选择问题,提出多尺度缺失值填充(multi-scale missing value imputation,MSMI)方法,其利用深度堆叠网络架构整合跨尺度信息,通过瓶颈层特征与低尺度数据的融合策略,显著提升填充精度。在化工过程仿真、动力设备运行及空气质量监控等多源实测数据集上的实验表明,相较于现有主流方法,本文提出的方法在保持填充精度相当的同时,将故障诊断准确率提升了2%,尤其对微弱故障的诊断精度提升了达5%,验证了多尺度分析在时序数据缺失值处理中的有效性。