制造过程的产能柔性及其质量控制技术研究

摘要

随着新技术的不断涌现和经济全球化进程的推进，制造企业的生存环境发生了巨大的变化，顾客个性化和多样化的需求越来越高，产能柔性作为企业在面对环境变化时的调整和适应能力，已成为企业实现快速相应市场和效益最大化的保障。本文以离散型制造企业为对象，研究制造过程产能柔性及其质量控制技术问题，主要研究工作如下: (1)从企业面对的不确定性环境出发，以离散型制造企业为对象，分析其制造过程的特征，综述有关产能的概念，分析其内涵，提出了制造过程产能柔性的概念，构建其概念模型;在分析产能柔性影响因素的基础上，进行了制造过程产能柔性定量分析，确定了制造过程产能柔性的关键技术。 (2)基于广义质量概念和制造过程质量控制的内涵，结合制造过程产能柔性的概念模型及其定量分析方法，分析了制造过程质量控制对产能柔性衡量指标的影响，建立了制造过程产能柔性与质量控制的关系模型，分析认为制造过程质量控制是实现产能柔性的重要手段，而制造过程产能柔性则是质量控制绩效的综合体现。 (3)零件的工艺规程设计作为制造过程生产技术准备阶段的重要内容，对零件加工质量、生产成本及周期具有重要影响。为了实现制造过程产能柔性的综合优化，以加工时间和成本综合最小为目标，考虑一般企业制造过程的约束条件，建立了零件工艺规程优化数学模型；针对工艺规程优化设计的复杂性，采用改进遗传算法对工艺规程优化数学模型进行研究，并以大模数齿轮工艺规程多目标优化为对象，给出了应用实例。 (4)针对常规控制图不能适应离散制造企业多品种、小批量生产质量控制问题，通过对企业关键加工工序符合零件族聚类特点的分析，研究了基于零件族聚类的单值--移动极差工序质量预防控制技术；通过对精益和六西格玛有机融合的质量诊断和改进技术的研究，提出了集预防、诊断、改进于一体的质量集成控制技术；构建质量集成控制系统体系结构，描述质量集成控制系统主要模块的功能、运行流程，并通过案例验证了质量集成控制技术的可行性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1本文研究的背景

1.1.1产能柔性与质量控制基本概念

1.1.2离散制造企业对制造过程产能柔性的需求

1.2本文研究内容的国内外研究现状

1.2.1企业柔性与制造系统柔性

1.2.2产能柔性

1.2.3制造过程的质量控制技术

1.2.4目前仍存在的问题

1.3本文工作的目的和意义

1.4本文的主要研究内容

第2章制造过程产能柔性基础技术

2.1离散制造企业制造过程的特征分析

2.2制造过程产能柔性的概念模型

2.2.1制造过程产能柔性的概念及内涵

2.2.2制造过程产能柔性的主要影响因素

2.2.3制造过程产能柔性的概念模型

2.3制造过程产能柔性的定量分析

2.3.1制造过程产能柔性函数

2.3.2制造过程产能柔性的度量

2.4本章小结

第3章制造过程的产能柔性与质量控制关系分析

3.1制造过程质量

3.2制造过程质量控制

3.2.1制造过程质量控制的内涵

3.2.2制造过程质量控制系统

3.3制造过程的产能柔性与质量控制关系

3.3.1制造过程质量控制是实现产能柔性的重要手段

3.3.2制造过程产能柔性是质量控制绩效的综合体现

3.4本章小结

第4章面向制造过程产能柔性的零件工艺规程优化设计

4.1面向制造过程产能柔性的零件工艺规程优化数学模型

4.1.1零件加工工艺规程优化问题

4.1.2工艺规程优化分目标函数

4.1.3零件车削加工工艺优化数学模型

4.1.4面向制造过程产能柔性的零件工艺规程优化数学模型

4.2面向制造过程产能柔性的零件工艺规程优化方法

4.3面向制造过程产能柔性的零件工艺规程优化设计案例

4.4本章小结

第5章面向制造过程产能柔性的质量集成控制

5.1面向制造过程产能柔性的质量集成控制技术

5.1.1面向制造过程产能柔性的质量集成控制过程

5.1.2面向零件族的工序质量预防控制

5.1.3基于精益六西格玛的制造过程质量诊断与改进技术

5.2面向制造过程产能柔性的质量集成控制方案设计

5.2.1面向制造过程产能柔性的质量集成控制系统体系结构

5.2.2质量集成控制系统主要模块分析

5.2.3质量集成控制系统运行流程

5.3应用案例

5.3.1案例一——大模数类齿轮的关键工序质量预防控制

5.3.2案例二——大模数齿轮工序质量诊断与改进

5.4本章小结

第6章总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

附录：攻读硕士期间的研究成果