[發明專利]多工序加工過程質量波動預測方法

無效

• 申請號: 201210292407.7
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102830618A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 張定華;王佩;陳冰;楊青龍;李山;劉凱;任靜波
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

1.一種多工序加工過程質量波動預測方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：分析噪聲信息與質量波動測量數據和波動狀態數據的關系，采用貝葉斯狀態空間的方法建立多工序制造過程質量波動模型：

μt=Aμt-1+But+wt,wt~N[0,Wt]yt=Cμt+vt,vt~N[0,Vt]μ0|D0~N[m0,C0]---(1)]]>

式中，y_t為t時刻加工工序質量特性波動均值的測量值；μ_t表示t時刻工序質量特性波動均值的真實值；w_t為t時刻制造系統的狀態噪聲項，W_t為其方差；v_t為t時刻測量噪聲項，V_t為其方差；D₀表示t=0時刻關于工序質量的初始信息集合；m₀為在D₀條件下對工序質量的均值的一個估計值；C₀為關于均值m₀的方差，是對m₀一種不確定性的度量；對所有的t和s，當t≠s時，v_t和v_s、w_t和w_s以及v_t和w_s都相互獨立；

通過遞歸得到t時刻加工工序質量特性波動均值的測量值y_t的表達式：

yt=Σi=1tCtφt,i(·)Biui+Ctφt,0(·)μ0+Σi=1tCtφt,i(·)wi+vt---(2)]]>

式中，是狀態轉換矩陣，跟蹤數據誤差，并有(i<k)，且v_t為t時刻觀測值的噪聲項；

步驟二：設計質量控制圖時首先對公式（2）中的y_t進行處理，采用小波濾波的方法消除它公式（2）含的噪聲項v_t；小波變換的分解表達式如下：

y=Σkaj,kφj,k(t)+Σkdj,kψj,k(t)---(3)]]>

式中，a為逼近系數序列；d為細節系數序列，d＝0；

測量值中的噪聲信息消除后，得到該工序的不再含有噪聲信息的測量值矩陣X，計算每一個樣本的樣本均值和樣本協方差矩陣：

x‾jk=1nΣi=1nxijk,j=1,2,...,pk=1,2,...,m---(4)]]>

第k樣本的第j質量特性與第h質量特性之間的協方差：

sjhk=1n-1Σi=1n(xijk-x‾jk)(xihk-x‾hk),j≠hk=1,2,...,m---(5)]]>

對m樣本的統計量和s_jhk求平均值得：

x=j=1mΣk=1mx‾jk,j=1,2,...,p---(6)]]>

s‾j2=1mΣi=1msjk2,j=1,2,...,p---(7)]]>

s‾jh=1mΣi=1msjhk,j≠h---(8)]]>

則樣本均值向量樣本方差-協方差矩陣為s

s=s‾12s‾12s‾13...s‾1ps‾22s‾23...s‾2ps‾32...s‾3p...s‾p2---(9)]]>

用估計的樣本均值向量和樣本協方差矩陣代替實際加工過程的總體均值和方差；

此時的檢驗統計量為：

Ti2=n(X‾i-X=)TS-1(X‾i-X=)---(10)]]>

取第一類錯誤概率為α，則多元控制圖在分析階段的控制限為：

UCL=p(m-1)(n-1)mn-m-p+1Fα,p,mn-m-p+1,LCL=0---(11)]]>

控制階段的控制限為：

UCL=p(m-1)(n-1)mn-m-p+1Fα,p,mn-m-p+1,LCL=0---(12)]]>

當控制圖上出現超出UCL的異常點時，控制圖發出警報信號，表示過程發生異常。