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小批量生产过程质量控制研究

小批量生产过程质量控制研究

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作者：赵飞涛西安建筑科技大学

学位级别：硕士

目前,传统的统计控制理论的应用环境是连续的大批量生产,而当将其控制方法应用在小批量生产过程质量控制时,就易导致生产过程控制失真问题的出现。失真的原因主要有:一方面,由于小批量生产下很难获得大量与当前制造信息相关的质量特征数... 详细信息

目前,传统的统计控制理论的应用环境是连续的大批量生产,而当将其控制方法应用在小批量生产过程质量控制时,就易导致生产过程控制失真问题的出现。失真的原因主要有:一方面,由于小批量生产下很难获得大量与当前制造信息相关的质量特征数据,使得传统方法无法搭建出用于生产过程质量控制的监测模型;另一方面,在小批量生产条件下,控制图的虚发报警概率受当前样本容量影响很大。因此,针对上述小批量环境下生产过程质量控制的失真问题,本文提出小批量生产过程质量控制方法,实现对其生产过程质量的有效控制。针对小批量生产下样本容量不足,传统极大似然估计的统计过程控制方法不能切实有效监控生产过程质量的问题,本文提出基于共轭贝叶斯估计的统计过程过程控制模型。基于总体均值服从共轭正态分布、总体方差服从共轭逆Gamma分布,利用物元相似理论、Lilliefors正态性检验、Bartlett方差齐性检验和ANOVA方差分析从历史信息中筛选出先验信息,再结合当前样本信息以及共轭贝叶斯理论给出总体分布的参数估计值,提出在小批量生产下的过程能力指数和质量控制图控制限的计算方法,该方法能有效的降低仅用当前小样本容量在估计未知分布参数出现的失真问题,同时随着当前样本容量的变化,该方法能自动调整当前样本信息和先验信息在贝叶斯参数估计中的比重。最后,利用Matlab仿真分析和实例验证了建立的生产过程质量控制模型的有效性和实用性。针对小批量条件下控制图虚发报警概率受当前样本容量影响较大,且能同时对生产过程质量波动进行监控的问题,本文提出基于Shewhart-EWMA可变控制限的联合控制图。首先对传统单一和联合控制图的控制性能进行对比,在参考以往小样本条件下Shewhart均值控制图的基础上,分析了联合控制图控制图虚发报警概率与抽样样本数间的关系,并根据其关系式、t分布和F分布提出能保持EWMA和Shewhart标准差控制图虚发报警概率的控制界限的计算方法,从而使得Shewhart-EWMA可变控制限的联合控制图更适合小批量生产过程质量监控。

关键词：小批量生产统计过程质量控制共轭贝叶斯理论物元相似理论 Shewhart-EWMA联合控制图虚发报警概率

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SG公司叶片小批量制造过程质量控制方案研究

SG公司叶片小批量制造过程质量控制方案研究

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作者：李世清西安理工大学

学位级别：硕士

目前,随着制造业转型升级,企业自身只保留附加值高的业务,如成套设计、整机装配及核心零部件生产等,在核心零部件的生产中,针对客户需求,企业采取小批量的生产模式,核心零部件生产过程中的质量控制对装配质量和整机质量具有决定性的影... 详细信息

目前,随着制造业转型升级,企业自身只保留附加值高的业务,如成套设计、整机装配及核心零部件生产等,在核心零部件的生产中,针对客户需求,企业采取小批量的生产模式,核心零部件生产过程中的质量控制对装配质量和整机质量具有决定性的影响。传统的统计控制理论的应用环境是连续的大批量生产,在小批量制造过程中,传统的统计过程质量控制（SPC）方法难以直接应用。本文以SG公司汽轮机叶片的小批量制造过程为研究对象,按照“在企业实践中发现问题”-“具体问题具体分析”—“归纳和解决问题”的基本思路,对该企业的小批量制造过程质量控制方案展开研究。本文首先介绍了 SG公司的叶片小批量制造过程质量控制现状,对影响最终产品质量的关键零部件制造过程及其工艺误差来源进行了分析,对目前汽轮机叶片小批量制造过程质量控制存在的问题进行了分析总结,SG公司叶片小批量制造过程质量控制存在的主要问题是:制造过程质量稳定性控制不到位;制造过程能力指数分析和不合格品率统计控制不到位;制造过程不合格品及纠正预防措施控制流程不规范。然后,针对提出的问题,设计构建了叶片小批量制造过程质量控制方案。包括构建虚拟样本生产模型,通过计算机辅助制造,生产出合适的虚拟样本,利用该虚拟样本抽样所反映的质量状况来研究实际生产的产品质量;对企业目前的小批量生产过程质量控制方法进行改进设计,变传统的事后检验为加工过程中的质量监控,有效的避免浪费,节约工时;改进企业的不合格品控制和纠正预防措施流程,针对不同阶段的质量问题,提供不同的质量控制策略,从而对小批量产品制造过程的质量进行有效的控制。最后,选取汽轮机叶片的关键质量特性参数,应用提出的虚拟生产模型,扩大样本数据,通过获取足够的质量特性数据绘制生产过程的质量控制图,并对其进行分析,在质量数据波动程度较小的情况下,进一步用改进型CUSUM控制图进行质量监控,在发现质量特性发生变化时,提出拟采取的过程质量控制方案和整改措施。相对以往生产过程质量控制的研究,本文从生产实际出发,通过实习调研分析具体企业在小批量制造过程中存在的实际困难,针对问题提出解决方法,具有较强的实践性。本文通过分析产品实际生产过程的统计规律,提出了一种基于极大熵准则的虚拟产品生成模型,利用计算机辅助制造生产虚拟总体,利用虚拟样本抽样来研究实际制造过程的产品质量。本文设计构建了 SG公司反应式质量控制方案和预防式质量控制方案,指出企业在外购零部件检验中应更多的采取反应式质量控制方案,在叶片的小批量制造过程中,可以采用预防式质量控制方案,使其能够对制造过程发生的质量问题进行快速反应,在企业小批量制造过程中,变事后质量检验为事中质量控制,在制造过程中有效控制质量,提高制造过程的质量水平和经济效益。

关键词：小批量制造汽轮机叶片统计过程质量控制虚拟样本控制图

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