[發明專利]一種加工質量影響因素敏感性分析和質量控制方法

有效

• 申請號: 201410377440.9
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104166757B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 要義勇;陳虹任;趙麗萍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明屬于產品質量控制領域，涉及一種加工質量影響因素敏感性分析和質量控制方法。

背景技術

產品的市場占有率和競爭力由加工質量的好壞直接決定，一個產品的質量往往受多個因素的影響，加工質量的波動是由其中幾個比較重要的因素引起，加工質量的波動會直接造成經濟上的損失。找出對加工質量影響較大的因素和對加工質量的波動進行控制就顯得尤為重要。

現在對產品質量影響因素的分析方法主要有單因素方差分析、正交試驗、相關分析、敏感性分析。其中，單因素方差分析，正交試驗，相關分析都是基于統計學的方法，需要大量的數據，計算復雜，只能事后分析，不能實時在線分析。單純的敏感性分析雖然分析簡單，容易實現，但是需要事先知道加工質量和影響因素之間的關系。同時對于質量波動的控制，也大多利用SPC控制圖進行，利用SPC控制圖進行質量控制，一般是先判別加工過程的異常模式，再離線查找原因。所以，上述這些方法并不適合于現代產品加工的實時性和動態性。因此，為了適應現代產品加工的實時性和動態性，亟需一種新的加工質量影響因素敏感性分析和質量控制方法，能夠實時、快速地進行產品質量影響因素的敏感性分析和質量波動的控制，減少質量波動帶來的損失。

發明內容

本發明目的在于提供一種加工質量影響因素敏感性分析和質量控制方法，通過實時、快速的產品質量影響因素敏感性分析，找出對加工質量影響較大的因素，并對加工質量進行控制，減少質量波動帶來的損失。

為達到上述目的，本發明采用了以下技術方案：

(1)加工質量和影響因素關系模型的建立：基于最小二乘支持向量機建立加工質量和影響因素的關系模型；

(2)加工質量影響因素敏感性分析：利用建立的加工質量和影響因素的關系模型計算各影響因素的靈敏度和貢獻率，根據靈敏度或貢獻率識別出影響因素中影響加工質量較大的因素；

(3)加工質量穩定性控制：根據敏感性分析的結果，通過對影響因素中的一個或者多個可控因素進行控制，對加工質量的波動進行反方向的補償，從而減少加工質量的波動。

所述步驟(1)包括以下具體流程：

①確定加工質量及其影響因素：確定與產品的某一個加工質量存在關系的影響因素，該關系表示為F＝f(x₁,x₂,…,x_n)，其中F為加工質量，x₁～x_n為加工質量F的n個影響因素，f(·)為待求的關系模型；

②樣本數據獲取：根據步驟①確定的加工質量及影響因素獲取最小二乘支持向量機的m組訓練樣本和q組測試樣本，第j組訓練樣本表示為集合的形式(X_j,F_j)，X_j＝(x_1j,x_2j,…,x_nj)，j＝1,2,…,m；

③關系模型建立：對于m組訓練樣本，將加工質量和影響因素的關系模型的求解轉換為求解以下最優化問題：

式(1)的拉格朗日函數為：

其中a_j為拉格朗日乘子，ξ_j為松弛變量，為低維空間向高維空間映射的核函數，γ為懲罰因子，j＝1,2……,m，式(2)的KKT條件為：

將式(3)轉化為矩陣的形式：

其中F＝[F₁,F₂,……,F_m]^T,I＝[1,1,……,1]^T,ξ＝[ξ₁,ξ₂,……,ξ_m]^T,a＝[a₁,a₂,……,a_m]^T，則通過求解式(4)的方程組得到w和b；

加工質量F和影響因素之間的關系模型表示為F＝f(X)＝wX+b，其中w為n維向量，X＝(x₁,x₂,…,x_n)為影響因素向量。

所述m以及q的取值范圍為≥50，q≤m。

所述步驟(2)包括以下具體流程：

計算影響因素的標準值影響因素的標準值是設計的理論值或統計的平均值；