丝锥质量特性的稳健设计

发布时间：2020-07-10 13:34

【摘要】：设计阶段对产品质量造成的损失远远大于生产制造环节造成的损失,为了从根本上降低产品的质量损失,需要从设计源头上查找导致产品产生缺陷的原因。因此,在产品设计阶段对产品的质量特性进行稳健设计具有重要意义,能够使企业更快、更好地改进产品质量,降低产品成本,有效提高生产运作效率,增强市场竞争优势。寿命作为丝锥设计阶段的重要质量特性之一,其长短最主要取决于制造工艺,不同的制造工艺水平会导致丝锥寿命有明显的差异。为了能够有效地从设计源头提高丝锥质量,本文针对质量特性的稳健设计问题,通过响应曲面方法(RSM)和优化过程记忆算法(MOA),以丝锥深冷工艺对丝锥寿命的影响为例展开研究。首先采用系统因素分析方法(DEMATEL)进行丝锥深冷工艺参数影响因素的分析与选取,在选择深冷温度和保温时间为关键影响因素基础上,通过多元二次回归方程拟合丝锥深冷温度和保温时间与丝锥寿命之间的函数模型。然后运用MOA智能方法通过对不同搜索元之间的高效沟通和合作实现对解空间全局搜索的特点,求解丝锥的最优工艺参数。最后将MOA智能方法与RSM方法的过程和结果进行对比分析。研究结果显示,MOA智能方法可以精确的确定工艺参数最佳组合,更有效降低成本、节省时间,从而验证了MOA智能方法在丝锥质量特性稳健设计问题上的适应性、稳定性与优越性。本论文研究受到国家自然基金项目“镐型截齿多质量特性的调控机制和制造工艺研究”的资助,项目编号为:5167052181。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG722
【图文】：

平面图,平面图,深冷温度,丝锥

6.1 基于 RSM 的丝锥工艺参数优化响应曲面设计方法（RSM）是根据试验得到的数据，采用多元二次回归方程来拟合深冷温度（A）和保温时间（B）因素与丝锥寿命(Y)之间的函数关系，通过分析回归方程来寻求丝锥深冷工艺参数最佳组合。它囊括了合适影响因素的选取、模型的建立、寻求丝锥深冷工艺参数最佳组合，通过绘制优化平面图和优化立体图，在深冷温度和保温时间各因素水平基础上，可以找出丝锥寿命最优值以及相应的最优影响因素条件。试验设计是一种从深冷温度和保温时间多因素系统中寻找最佳工艺参数组合的统计方法。采用该法可建立寿命 Y 与 A、B 之间的曲面模型，对深冷温度（A）和保温时间（B）影响因素及其交互作用进行评价，确定最佳组合。由于试验组数相对较少，所以广泛应用于领域中。RSM 优化的平台是 Minitab 软件，利用该软件的响应优化器，生成优化平面图和曲面图，如图 6.1 和 6.2 所示，使质量特性 Y 的目标值达到最大化，从而找到了深冷处理工艺的最佳参数组合。

立体图,立体图,深冷温度,丝锥

变化曲线,适应度,变化曲线,多元化结构

域内随机生成。A 算法寻找回归方程最优值，需要转换为寻找函数最小值，即 Y小条件下响应 Y 越大则越优。即适应度函数由式（6.1）确定。OA 算法被用来求出一组最佳深冷处理工艺参数组合（A，B），使优。法参数设置及代码编程用工艺参数多元化结构，全局参数链表中的全局参数元素个数为 1局部参数元素个数从右到左依次增多，则第 j 个全局参数元素对应为 10-j，因此工艺参数多元化结构中搜索元的总数量为 65，参数 a1，参数 b1，b2为时间的上下限，r1为温度的半径，r2为时间的半径设置为 0.025，最高调整次数为 1000 代。MOA 最优工艺参数算示。示了平均最优响应 Y，适应度随着循环次数的变化曲线22Y 165. 6 2.431A 35.56B 0.00832A 5.44B小

【参考文献】