基于多主体建模与量词约束满足的产品质量控制研究

摘要

在不断追求高质量产品的趋势下，制造型企业在行业竞争中日趋重视产品的质量控制。伴随着信息化的推进，机械产品制造型企业正在积极探索与信息技术相结合的质量控制方法。本文针对加工制造阶段的产品的质量不确定性问题，分析产品质量产生的流程，从全面质量管理的角度归纳了影响质量形成的人、机、料、法、环、测六方面因素。并通过与质量专家访谈，编制了李克特量表问卷，发放于某精密机械有限公司。对问卷进行探索性因子与验证性因子分析后，建立起产品质量损失影响因素指标体系。　　为深入研究产品生产过程中的质量不确定性，需探究质量损失的演化机理。基于多主体建模与仿真（ABMS）方法，先根据产品质量损失影响因素指标体系，构建产品质量损失涌现模型。再利用Netlogo仿真平台，并根据质量形成全过程的各个环节，动态模拟人、机、料、法、环、测（5M1E）六个方面的因素对产品质量损失涌现程度和趋势的影响；最后通过改变各因素对模型进行了基准模式和分析模式下的对比仿真，分析得到人、机、料、法、环、测六个方面的不确定因素对产品质量的影响程度及因素间的函数交叉规则。　　机械产品在生产制造过程中受到不确定因素的扰动，输出的质量参数产生变差，导致质量特性鲁棒性低。为进一步控制不确定因素，本文在机械产品设计阶段考虑不确定性约束，建立了量词约束满足问题（QCSP）模型对质量参数进行鲁棒性优化，研究设计过程到生产过程的质量控制问题。先将产品参数设置为存在性和普遍性变量，其次，将得到的函数交叉规则引入不确定性约束，建立该模型，设定满足设计者偏好的鲁棒性指标，采取 NSGA-II算法在可行域搜索获得 Pareto优化解，并计算熵权选出最优，对加工制造阶段的产品质量特性进行鲁棒性优化控制。　　最后，结合应用这两种方法对某型号机械压力机进行质量参数鲁棒设计，证明了两种方法结合在工程应用中的正确性和高效性。

目录

声明

1绪论

1.1课题背景及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1质量管理的研究现状

1.2.2质量控制的研究现状

1.3论文创新点

1.4论文研究内容与结构

1.4.1研究的内容与结构

1.4.2论文的内容与结构

2产品质量控制问题分析

2.1 产品质量形成的过程

2.2产品质量涌现性机理

2.3产品质量参数鲁棒性设计

2.4本章小结

3产品质量影响因子指标体系构建

3.1质量影响因子问卷制定与分析

3.1.1产品质量影响因子确定

3.1.2质量影响因子问卷的制定与发放

3.1.3产品质量影响因子问卷分析

3.2产品质量影响因子指标体系构建

3.3本章小结

4产品质量损失涌现的CGP建模及仿真

4.1质量管理系统的主体及其属性

4.1.1系统主体及属性

4.1.2产品质量损失

4.1.3交互规则定义

4.1.4模型运行过程及初始化

4.2产品质量损失涌现的CGP模型仿真

4.2.1基准模式

4.2.2分析模式仿真结果

4.3本章小结

5基于QCSP和NSGA-II的产品质量参数鲁棒性优化控制

5.1产品质量特性问题描述

5.2 QCSP模型描述

5.2.1存在性变量和普遍性变量

5.2.2QCSP模型约束

5.2.3鲁棒优化解概念表达

5.3NSGA II算法求解

5.3.1快速非支配排序

5.3.2排挤算法和精英策略

5.3.3 NSGA-II的算法流程

5.4本章小结

6应用案例

6.1机械压力机的质量参数鲁棒控制模型

6.2机械压力机质量参数鲁棒优化控制

6.3本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果