[發明專利]基于QFD分解和擴展RPN值的產品制造可靠性退化根原因識別方法

有效

• 申請號: 202110355384.9
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113094827B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 何益海;張安琪;解宇軒;張吉山;楊秀珍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06Q10/0635;G06Q50/04;G06F111/08;G06F119/02
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種基于QFD分解和擴展RPN值的產品制造可靠性退化根原因識別方法，具體步驟是：一、確定并分解產品關鍵可靠性特性；二、提取產品的零件特性；三、將產品零件特性映射分解至生產線；四、獲取生產線上的工藝單元特性并剔除冗余特性；五、計算特性對產品可靠性特性的重要性，作為第一個風險因子；六、計算特性發生偏差的概率，作為第二個風險因子；七、計算在當前控制條件下特性發生偏差的不可檢測度，作為第三個風險因子；八、計算特性集成化RPN值從而確定導致產品制造可靠性退化的根原因；該方法彌補了傳統方法忽略了制造過程與產品可靠性的相互作用機理不足，對指導生產過程有針對性和有側重性的控制有著重要的參考價值。

技術領域

本發明提供了一種基于QFD分解和擴展RPN值的產品制造可靠性退化根原因識別方法，屬于可靠性領域。

背景技術

隨著各行業飛速發展和經濟全球一體化對國家經濟帶來的影響，制造業水平成為衡量一個國家綜合國力的重要標志，也是其國際競爭力的重要體現。隨著智能化和大數據時代的到來，我國的制造業得到了前所未有的發展，其發展促進了一系列結構復雜、功能集成化的產品的產生。然而，多變的生產環境、復雜的制造工藝等不確定的因素層出不窮，制造過程需要在如此復雜且多變的動態背景下保證產品的可靠性面臨著巨大的挑戰，被制造產品的可靠性往往難以達到設計可靠性目標。因此，識別制造過程中導致產品可靠性發生退化的根原因已成為當前制造業亟待解決的問題。以往對于產品可靠性退化的原因研究往往聚焦于產品故障診斷，從產品故障數據擬合及物理結構建模去考慮，忽視了制造過程、制造系統與產品可靠性間的交互作用，未能從根本上預防產品可靠性的退化。

在產品的制造過程中，在產品的制造過程中，原材料進入車間內，操作人員按照一定的加工方式和工藝規程，改變原材料的形狀、尺寸、表面特性等參數，最終形成符合質量要求的成品。然而，產品的復雜性逐漸增強使得制造過程中加工工藝、加工途徑、工藝規程、裝配過程、車間布局也變得復雜起來，其次制造過程中操作人員、加工環境等因素也增加了過程的復雜性。產品可靠性起源于設計階段，形成于制造階段。制造過程的可靠性對輸出產品的可靠性產生了直接的影響。為了達到產品設計階段可靠性的要求，即盡可能的使制造階段輸出產品的可靠性接近于設計要求，制造過程作為產品可靠性形成的關鍵階段成為了制造商關注的對象。然而，以往對制造過程中的工藝可靠性的研究中，聚焦于制造系統內設備性能狀態及關鍵工序的控制以實現工藝參數的優化，大多從設備與工序的角度切入，忽略了以產品為核心展開的制造可靠性保障研究。從系統工程的角度來看，制造過程設備、制造工序、輸出產品之間存在著密不可分的相互作用關系。因此，如何直接面向產品識別制造過程中導致產品可靠性發生退化的原因已成為制造領域和可靠性領域面臨的重大工程問題。

然而，現有研究針對產品在使用初期故障頻發、可靠性降低的現象時，大多依賴于產品準確的物理結構，鑒于產品是制造過程的直接輸出，制造過程內的變量是影響產品可靠性的重要因素，現有研究對于如何使用制造過程中大數據建立產品可靠性與制造過程中變量的關系模型還缺乏進一步的研究。另外，制造工藝保障是提升產品可靠性的有效途徑，但現有研究大多從設備與工序出發，忽略了制造系統與產品可靠性的相互作用，并未直接面向產品從而有針對性的識別影響產品可靠性的制造過程變量。針對此現象，本專利開發了一種基于質量功能展開(quality?function?deployment,QFD)和擴展的風險優先級(risk?priority?number,RPN)的產品制造可靠性退化根原因識別方法。基于制造系統的運行過程，提出了產品制造可靠性內涵，梳理了產品制造可靠性的退化機理。進一步地，利用QFD的瀑布式分解，從系統工程的角度，以產品為核心自上而下地構建了產品制造可靠性退化的根原因關聯樹，由此確定了根原因初始集合。融入風險思想，基于擴展的RPN值，綜合地分析了根原因初始集合中變量對產品可靠性產生的風險，全面地評估了變量的重要性，最終確定出導致產品制造可靠性退化的根原因。本發明適用于制造過程中影響產品可靠性的根原因識別，能夠為制造商在生產過程中的可靠性控制提供參考。

發明內容

(1)本發明的目的：