面向复杂产品制造的多变量过程调整技术研究

发布时间：2020-10-15 22:49

　　 产品质量是企业的生命线，在生产实践中，在线质量控制技术对提高产品质量起到至关重要的作用。统计过程调整是一种重要的在线质量控制技术，其主要作用是通过对过程进行调整，补偿过程中的干扰，从而使过程的波动减小，使产品质量得到有效地提高，因而得到了日益广泛的应用，并逐渐成为提高过程能力和产品质量的关键质量技术之一。 随着技术的进步，产品制造复杂程度加大，其制造过程呈现出干扰因素复杂、过程参数为多变量等特点。本文在对统计过程调整既有研究成果梳理的基础上，以复杂产品制造过程中多变量设置调整问题、多变量自相关过程调整技术为研究对象，对不同干扰因素的过程进行分析，建立过程模型；估计和控制过程输出质量特性；在考虑过程花费的情况下，给出过程最优调整策略。具体研究内容包括： （1）针对过程初始存在偏差的多变量设置调整问题，考虑过程调整可能存在调整误差的情况，研究了考虑调整误差的多变量设置调整问题。在对过程建立状态空间模型的基础上，结合过程的调整费用结构，提出了使过程总体质量损失最小的最优调整策略，并通过算例和仿真实验验证了可行性与有效性。 （2）针对过程中存在有色观测噪声的多变量设置调整问题，在对过程建立状态空间方程的基础上，采用随机过程最优控制理论，得到过程的最优调整策略，给出了实施的具体步骤，并对调整策略的效果的进行了比较分析，拓展了统计过程调整技术的研究和应用范围。 （3）考虑到复杂产品制造过程中多个质量特性值之间往往存在相关性，对多变量自相关过程的统计过程调整问题进行研究。在自相关过程的动态噪声为有色噪声时，提出最优调整策略。在过程建模的基础上，利用卡尔曼滤波算法估计过程的最优状态，并权衡调整成本和过程输出质量特性偏离目标带来的损失，得到了过程的最优调整策略。仿真结果表明，所提出的调整策略优于传统调整策略。 （4）对于离散多变量自相关的生产过程，考虑观测噪声为有色噪声，调整花费成本为二次型函数的情况，基于随机二次型控制理论，提出了过程的最优调整策略，并分析了过程的参数对调整效果的影响。结果表明，提出的调整策略能有效地减少过程的质量损失。 本论文针对复杂产品制造过程中的多变量设置调整问题、多变量自相关过程的调整技术进行研究，在丰富在线质量控制理论成果的同时，对保证产品质量，降低生产成本也具有一定的实践指导意义。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2013
【中图分类】：F273.2;F224
【部分图文】：

程质量特性的估计值及观测值策略应用到某一生产过程中进行验证，为研性由二维变量描述，即 p=2，过程分为 20 个差，如不进行调整，则该偏差将对整个生产噪声的协方差为0.1 0.050.05 0.1vσ = ，调整误

图 5-1 某金属膜加工过程的输出值从图 5-1 中可以看出，在等间隔的时间上，实际测量出的金属膜厚度偏离目标值越来越远，从观测数据可以看出，该生产过程为非平稳的自相关过程。为了解决这类问题，可以通过采用过程调整的方法，实现对过程输出质量特性的在线
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1 王海宇;;基于两种反馈控制的过程质量监控[J];航空制造技术;2007年05期

2 褚崴;于晓义;孙树栋;;基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的统计过程调整技术研究[J];计算机集成制造系统;2007年06期

3 叶亮;潘尔顺;奚立峰;;模型精度对自控性能的影响及谨慎控制策略[J];计算机集成制造系统;2007年10期

4 褚崴;于晓义;孙树栋;;非均衡失效成本条件下的统计过程调整技术研究[J];计算机集成制造系统;2008年06期

5 叶亮;潘尔顺;奚立峰;;基于实验设计的健壮参数控制方法[J];上海交通大学学报;2006年06期

6 刘利平;马义中;汪建均;周晓剑;;考虑调整随机误差的设置调整问题研究[J];数理统计与管理;2011年05期

7 刘利平;马义中;汪建均;仲建兰;;参数未知的多变量设置调整问题研究[J];数学的实践与认识;2012年04期

8 张黎;;过程调整方法的效应分析[J];统计与决策;2010年11期

9 ;AN IMPROVED MULTIVARIATE LOSS FUNCTION APPROACH TO OPTIMIZATION[J];Journal of Systems Science and Systems Engineering;2004年03期

10 王海宇;徐济超;杨剑锋;;基于MMSE和PI控制器的过程质量控制[J];系统工程理论与实践;2006年06期

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1 刘利平;复杂产品制造中的统计过程调整技术研究[D];南京理工大学;2011年

本文编号：2842355