基于损失函数的最优过程均值优化设计的研究

发布时间：2017-06-25 07:16

  本文关键词：基于损失函数的最优过程均值优化设计的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着各个行业竞争的日趋激烈,以及人民生活水平的不断提高,仅仅提供“合格的”产品和服务已经不能保证组织的成功与发展。如何设计并生产出高质量、低成本、短周期的产品,已然成为企业亟待解决的问题。除了加大科研投入,提高产品的科技含量,另一方面还需要进行持续性的质量改进。过程均值的优化设计作为产品质量改进的重要支撑技术,主要应用在产品或工艺的设计阶段。在不需要加大投资或少投资的情形下,其不仅能够降低生产成本,增加产品的市场竞争力,还能提高产品质量,达到产品质量改进的目的。本文以最优过程均值的确定及响应优化设计为研究对象,以响应曲面方法、质量损失函数、优化模型构建技术、两层嵌套优化算法以及实证分析等为技术手段,系统地研究了不同营销策略的制造商对内部、外部成本的重视程度存在差异的情形,以及不确定性因素的干扰导致分布参数的预测模型的有效性降低等两方面问题。本文的具体研究内容概括如下：(1)考虑差异损失成本的最优过程均值优化设计。本部分重点考虑了不同营销策略的制造商对内、外损失成本的重视程度存在差异的情形,建立了差异损失成本下的过程均值优化设计模型。该优化模型首先分别对过程的均值与散度效应建立响应曲面模型；然后基于不同的期望损失成本赋予相应的权重,从而构建优化模型；最后通过最小化期望总成本得到最优过程均值和最佳输入参数水平。本文方法的特色在于制造商可以根据相应的营销策略类型赋予各期望损失成本不同的权重,进而选择相应的最优过程均值和最佳输入参数水平,使结果更具柔性。(2)考虑置信区间的最优过程均值优化设计。一般地,过程分布的参数是未知的。利用有限的试验数据对分布参数建模时,由于不确定性扰动因素一直存在于工业设计中,参数估计值与真实值之间存在一定的偏差。基于此,本部分提出从模型参数预测的置信区间的角度,结合稳健优化的思想,利用最小化最差策略的方法,构建两层嵌套优化模型,解决分布参数不确定下的最优过程均值确定及响应优化设计。实例表明,如果不考虑不确定性因素的干扰影响,制造商很有可能会错误估计输入参数水平和最优过程均值,甚至会低估产品的生产预算。本文进一步充实了质量设计领域中关于最优过程均值及最佳输入参数水平的研究内容,为产品／工艺设计阶段选取最优过程均值问题提供了一些新的研究思路和解决方法。并在此基础上,还指出该研究领域一些值得进一步研究的问题。
【关键词】：最优过程均值 响应曲面方法 质量损失函数 差异损失成本 最小化最差策略
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：F273.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 最优过程均值的相关研究13-16
• 1.2.2 响应曲面方法的优化设计研究16-18
• 1.3 研究内容及技术路线18-21
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 技术路线19-21
• 2 基础理论知识21-35
• 2.1 概述21
• 2.2 响应曲面方法21-27
• 2.2.1 响应曲面法概要21-22
• 2.2.2 响应曲面设计方案22-25
• 2.2.3 响应曲面的估计25-27
• 2.3 质量损失函数27-32
• 2.3.1 质量特性27-28
• 2.3.2 质量损失函数的几种形式28-32
• 2.4 相关参数优化方法32-35
• 2.4.1 数学规划方法32-33
• 2.4.2 稳健优化方法33-35
• 3 考虑差异损失成本的最优过程均值优化设计35-52
• 3.1 概述35-36
• 3.2 过程分布参数的响应曲面建模36-38
• 3.3 考虑差异损失成本的优化方法38-41
• 3.3.1 差异损失成本结构分析38-40
• 3.3.2 最优过程均值的优化流程分析40-41
• 3.3.3 优化模型的构建41
• 3.4 实例分析41-51
• 3.5 本章小结51-52
• 4 考虑置信区间的最优过程均值优化设计52-63
• 4.1 概述52-53
• 4.2 分布参数的区间估计53-55
• 4.3 考虑分布参数置信区间的优化方法55-58
• 4.3.1 最优过程均值的优化流程分析55-57
• 4.3.2 优化模型的构建57-58
• 4.4 实例分析58-61
• 4.5 本章小结61-63
• 5 总结与展望63-65
• 5.1 论文总结63-64
• 5.2 研究展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-72
• 附录A72-83
• 附录B83

  本文关键词：基于损失函数的最优过程均值优化设计的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：481243