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题目:产品制造过程的可靠性建模与优化方法研究

关键词:制造过程可靠性,匹配模型,串联模型,返修模型,遗传算法

  摘要



        产品的可靠性是由制造过程可靠性和设计可靠性共同保证的。相同设计规范的产品在不同的生产线加工制造,其固有可靠性会有很大的区别。建立有效的制造过程可靠性模型是进行制造过程可靠性分析、评价的依据,也是进行工艺流程优化的前提。目前在制造过程可靠性建模与优化方面的研究成果相对较少。

        因此,本文在制造过程可靠性内涵研究的基础上,根据实际制造过程中典型的加工过程建立了匹配模型、串联模型和返修模型,并研究给出不同模型的分析方法。基于所提出的返修模型,研究了以制造过程可靠度为中心的优化问题。主要研究内容如下:

        首先,论文研究了制造过程可靠性的定义,确定了具体的研究对象,对应给出定义中三个规定的具体内容。基于所给出的定义,建立了用于评价制造过程可靠性的指标体系,该指标体系包括三个维度:时间维、成本维和质量维,分别覆盖定义中给出的三个规定:规定时间、规定条件和规定的工艺要求。

        其次,论文建立了反映实际制造过程的匹配过程可靠性模型、串联过程可靠性模型和返修过程可靠性模型。其中,利用多变量卡方控制图对匹配过程进行分析建模研究。串联过程可靠性模型的分析中,首先利用状态转移平衡法计算了单道工序的可靠度、可用度等指标,之后给出该模型的综合分析方法。返修过程可靠性模型的研究以应力-强度干涉模型为理论基础,给出了用于单工序的任务载荷-生产能力模型,基于该模型对返修过程进行分析建模。同时,将伺服阀的制造过程对应于以上三个模型分别进行案例应用。

        最后,论文针对返修过程可靠性模型展开制造过程优化方法研究。在返修过程可靠性模型的计算中,考虑了任务载荷对单工序可靠度的影响,因此,返修次数、返修点以及检验点的不同都会对工序所承受的任务载荷造成影响,进而影响最终制造过程的可靠度。论文以生产成本和制造过程可靠度为优化目标,研究基于确定返修点、检验点的最优返修次数的确定方法。在此基础上,以制造过程可靠度最大为优化目标,以工序的生产能力和成本要求为约束条件,研究基于遗传算法的返修点、检验点及返修次数的多点优化以及全局优化方法。并通过案例分析说明该优化方法的可行性和有效性。