考虑延迟监测的预防维修和EWMA方差控制图联合决策模型

针对设备异常将导致过程质量方差发生漂移的可修系统,提出了一种考虑延迟监测的预防维修和EWMA方差控制图联合决策模型。首先分析确定了预防维修和过程质量监控联合决策生产系统在延迟监测条件下形成的6种更新策略;然后基于每个抽样间隔期的分析思路,建立了每种更新策略的期望周期和成本,并根据更新过程理论构建了联合优化延迟监测期、预防维修规划周期及EWMA方差控制图参数(样本量、抽样间隔、控制线系数及平滑系数)以实现单位时间期望总成本最小的经济决策模型。实例分析表明,模型由于充分考虑了延迟监测问题,能够获得比不考虑延迟监测模型更优经济效益的决策结果。     

基于可用度的预防维修和均值控制图联合优化模型

针对高可用度要求的生产系统(即可修复系统,以下简称系统),提出一种以单位时间成本为约束,可用度最大化为目标的预防维修和均值控制图联合优化模型。首先,考虑到系统运行存在受控、失控两种状态以及均值控制图两类错误(漏报警和误报警)发生的概率,在完美维修假设前提下,构建了4种系统运行(更新)情景(S1~S4)。然后,建立了每种更新情景的可用度和经济模型,并在此基础上建立了系统的可用度目标函数和经济约束函数,以实现单位时间成本约束条件下预防维修和均值控制图联合优化的系统可用度最大化目标。针对所建立的联合优化模型,通过实例对比验证了模型的有效性,并利用遗传算法对决策变量进行优化,实例优化结果表明,该模型能够有效提高系统可用度,并能降低系统成本。最后,通过正交试验、回归分析等方法对模型进行了参数的灵敏度分析。     

VSS EWMA均值控制图和预防维修联合经济设计模型

针对生产过程质量特性均值漂移由设备异常导致的可修系统,提出一种可变样本容量指数加权移动平均均值控制图和预防维修联合经济设计模型。在该模型中,系统被界定存在控制图误报警、正确报警、预防维修点到达3种更新情景;针对样本可变情况,分析得到了控制图两类错误期望概率;为避免平均失控运行长度带来的计算复杂等问题,以抽样间隔为基本分析单元代替传统方法的失、受控两阶段分析模式,建立了各更新事件期望周期成本和时长的函数表达式,进而构建了单位时间期望成本最小化决策模型,并与蒙特卡罗仿真方法进行了对比分析。应用实例分析结果表明,该模型能够较真实地反映生产系统实际运行状况,并可为系统优化分析提供支持。最后,对模型参数进行了灵敏度分析。     

VSSCL均值控制图和预防维修策略联合经济设计

针对输出质量特性服从正态分布的随机偏移单部件可修系统,研究了可变样本容量和控制线(Variable Sampling Size and Control Limits,VSSCL)均值控制图和预防维修策略联合经济设计问题。首先,构建了VSSCL均值控制图和预防维修策略联合经济设计的集成框架,揭示控制图和预防维修策略运行的耦合机制;然后,基于VSSCL均值控制图和系统状态特征参数,针对给出的集成框架确定了可能形成系统更新的四个维修事件的发生概率,并进一步利用更新过程理论和全概率公式,建立了VSSCL均值控制图和预防维修策略联合经济设计的平均单位时间成本最小决策模型;同时,针对具体实例,将构建的联合设计决策模型和独立设计决策模型进行比较分析,结果表明联合设计决策模型具有明显的经济优势;最后,利用回归正交试验设计方法对模型参数的灵敏度进行了分析。     

面向小批量生产过程的两阶段串联可修系统SPC与维修策略整合优化

鉴于小批量生产过程生产周期短、产品数目较少,实施统计过程控制中没有足够的样本数据来构造控制图,针对两阶段串联可修系统,研究统计过程控制与维修策略整合的问题。首先,根据t统计量的特性给出EWMAt-残差t(EWMAtX-te)联合控制图,并分析EWMAtX-te控制图的一些统计属性,应用EWMAtX-te控制图监控系统的质量状态,根据质量状态采取相应的维修策略;其次,采用Markov链构建了统计过程控制与视情维修整合的数学模型;然后,针对具体实例,将构建的模型与不采用统计过程控制监控策略的情形和采用经验法则选取控制图的设计参数模型进行比较分析,结果表明构建的模型在节约成本方面具有明显的优势;最后,运用分式析因设计对过程参数、时间参数和成本参数进行了敏感性分析,验证了所提方法的有效性。     

基于马尔可夫链的EWMA控制图参数优化及其实现

EWMA控制图的性能取决于其参数的选取,学术界和工业界常采用平均运行链长作为控制图性能评价指标,本文对基于马尔可夫链的EWMA控制图的参数(平滑系数、控制线参数)优化问题进行了深入的研究:给出了一种EWMA控制图参数优化方法及一般步骤;采用matlab平台对该算法进行研究并基于J2EE平台实现EWMA控制图参数优化系统界面,给出示例计算,并与传统的控制图进行了比较研究.     

过程均值偏移随机的EWMA控制图优化设计

针对过程均值偏移随机的情况,提出一种统计经济最优的指数加权移动平均控制图优化设计方法。该方法将过程受控、失控未检出、失控被检出并进行恢复这三个阶段定义为一个周期,分析了三个阶段的平均时长及质量成本构成,通过计算产品质量特性超出规格界限的概率量化缺陷产品所造成的质量损失,以单位时间内期望成本最小为目标建立指数加权移动平均控制图优化模型并设计了遗传算法,优化了样本容量、采样间隔、平滑界限和控制界限等参数。通过与休哈特均值控制图、传统指数加权移动平均控制图等进行对比验证了该模型的优越性。     

面向多品种小批量制造过程的NAD-EWMA控制图多目标优化设计方法

针对面向多品种小批量制造过程设计质量控制图面临的样本数量少、分布不确定问题,提出一种基于非参数、自适应、动态EWMA控制图的多目标优化设计方法。基于非参数统计理论与自适应控制的思想,构建与样本数据分布无关的控制图统计量,并设计一种基于聚类距离的动态抽样方法实现样本抽样;在此基础上,考虑统计性、经济性建立控制图多目标优化设计模型,基于改进人工鱼群算法与云清晰综合评价方法实现对模型求解,进而构建面向多品种小批量制的非参数自适应动态EWMA控制图。最后,以航天复杂构件制造过程为例,对制造过程进行动态监控。结果表明,所提方法能够快速监控到质量异常,监控性能高,验证了该方法的有效性和可行性,为多品种小批量制造过程实际的质量监控提供一种有效的途径。     

基于统计过程控制与维护策略的联合经济设计模型

在已有研究的基础上,对传统的统计过程控制模型进行拓展,融合了设备维护的思想,给出了联合经济模型。该模型考虑了生产过程出现的三种情况,运用控制图监视每种情况的生产状态,通过田口质量损失函数定义相应状态的质量损失成本,并根据过程所处的生产状态对其实施相应的维护策略。过程产生的质量成本与维护成本计入总生产成本,以获得最优的控制图界限系数、抽样检验间隔、实施计划维护前需要的样本数量及样本大小,使得生产过程在生产周期内的总期望生产成本最小。模型结果有助于生产人员根据特定的生产过程情况做出科学经济的生产计划和决策。采用单纯型搜索法对模型进行求解,求解过程通过MATLAB工具箱实现,通过数值例子和参数敏感度分析说明了该模型的有效性。     

带有辅助样本的X控制图经济设计

针对异常因素产生时间服从指数分布的过程,采用带有辅助样本的X(SSX)控制图监控过程质量特性的均值和方差,研究了SSX控制图的经济性能。构建了SSX控制图监控生产过程的费用函数模型;采用模式搜索算法对费用函数模型进行寻优,得到SSX控制图的最优决策变量、平均调整时间及费用,并比较了SSX、均值极差和变采样间隔均值极差控制图的经济性能。仿真结果表明,SSX控制图比均值极差控制图能够明显缩短平均调整时间和减小控制图的监控费用,且在大部分的偏移大小下,SSX控制图的经济性能都要优于变采样间隔均值极差控制图;对参数的灵敏度进行分析,结果表明模型中参数变化对采样间隔、控制图的控制限系数都有一定影响。     

可修组件的视情更换维修与备件订购联合优化

针对可修复杂关键组件提出周期性视情更换式维修与连续检查的(S,s)备件订购联合优化策略。在考虑确定的维修时间和非完美维修效果的基础上,分析了维修能力与维修策略、库存策略之间的权衡关系,建立了以检测周期、预防维修阈值、库存参数及维修能力为决策变量,以单位设备无限时间范围内的平均费用率最小为目标的仿真优化模型。采用离散事件仿真和遗传算法相结合的方法对模型进行求解。仿真结果表明,更换式维修和连续检查的备件订购策略相结合可以减少系统停机、提高系统可用度、降低维修成本。灵敏度分析结果表明,维修策略、备件策略和维修能力之间存在一定的权衡。     

民机引气系统快速存取记录器数据健康监测方法

状态监控与健康管理技术是国产民机运营支持亟待突破的关键技术,以民机引气系统为对象,设计实现了基于快速存取记录器(Quick access recorder,QAR)数据的民机引气系统健康监测方法,提出引气系统故障检测算法。根据引气系统原理和工况从QAR解码数据中提取高压级和低压级调压对应的监测数据。引入准确度、虚警率和漏警率指标优化指数加权滑动平均(Exponentially weighted moving average,EWMA)控制图方法,根据优化指标确定控制图的关键参数EWMA的平滑系数、构成检测样本的监测数据点数量和EWMA的控制限系数。借助航空公司收集的实际数据对方法进行验证,结果表明,与当前航空公司现行方法相比,提出的方法可降低故障预警的虚警率、提高准确度,提前故障发现时间,为航空公司合理安排飞机维修计划、减少飞机停场时间提供支持。     

微机械零件加工过程压力自动化控制方法设计

为满足微机械零件加工过程的高精度控制要求,本研究将卡尔曼滤波算法与EWMA控制图结合,设计了一种微机械零件加工过程压力自动化控制方法。综合分析微机械零件加工过程后,确定控制要求较高的7个部分,并运用卡尔曼滤波算法去除加工过程中扰动噪声的影响。然后建立零件状态递推模型,通过计算先验均方差和后验均方差获得最优K值,从而确定零件加工状态最优估计值。最后,以模型中各项参数的值建立EWMA控制图,得到详细控制限参数。仿真实验结果表明,本文方法可以准确识别加工过程中的扰动信号,提高加工压力稳定性,且计算复杂度较低。     

基于APL的变参数控制图方法及其稳健优化设计

针对在实际应用中,现有的控制图仅仅对某个固定大小的偏移有效的问题,首先提出了一种变参数控制图的设计方法,并对这种控制图的平均产品长度(APL)的计算方法进行了探讨。讨论了基于平均产品长度的变参数控制图的稳健优化方案,通过与常规控制图和EWMA图进行比较,证明提出的监控方法对过程中出现的不同程度的偏移都是有效的。     

监控均值标准差的可变抽样区间EWMA图经济设计

为了在提高过程监控效率的同时降低过程监控费用,针对同时监控过程均值和标准差变化的情形,研究可变抽样区间的指数加权移动平均控制图的经济设计问题.首先建立可变抽样区间,同时监控均值标准差指数加权移动平均控制图；其次对其进行经济设计,使单位时间期望费用函数最小,以确定控制图参数的最优值；然后利用遗传算法来寻找经济模型的参数最优解；最后对可变抽样区间同时监控均值标准差指数加权移动平均控制图的经济模型进行灵敏度分析和最优性分析.通过最优性分析得出结论:基于经济模型设计的可变抽样区间指数加权移动平均控制图比传统的控制图具有较小的费用.     

一种变参数的控制图方法及其稳健分析

针对在实际应用中,现有的控制图仅仅对某个固定大小的偏移有效的问题,首先提出了一种变参数的控制图设计方法,并对这种控制图的平均运行长度的计算方法进行了探讨.然后讨论了变参数控制图的稳健设计方案,通过与常规控制图和EWMA图进行比较,说明提出的监控方法对过程中出现的不同程度的偏移都是有效的.     

双抽样均值—标准差联合控制图的构建及参数设计

在参考双抽样均值控制图及双抽样标准差控制图的基础上,构建了双抽样均值一标准差联合控制图.建立了控制图参数设计的优化模型,用以监控生产过程质量,并通过遗传算法完成了模型求解.采用马尔科夫链方法,完成了联合控制图平均运行长度性能指标的计算.基于该指标,通过两阶段抽样和可变抽样样本及抽样区间均值-标准差联合控制图的性能对比,分析验证了该控制图的性能优势.     

基于设备有效度和可靠度的预防修经济优化模型

基于以可靠性为中心的预防性维修计划对生产的重要性及其制定的复杂性,分析生产设备各单部件最优预防修策略。为了减少维修停机损失,将多个维修作业按照机会维修阈值进行归并。在此基础上分析系统维修费用构成和系统有效度,并以系统总体维修费用最小化、系统有效度最大化为目标,建立多部件成组预防修策略优化模型,提出多部件设备非周期预防修计划的优化方法。模型中除了考虑预防性修理和更换等预防修的主要环节之外,还考虑对于非预期故障所采用的小修环节。用Matlab编程仿真求解出满足设备可靠性要求、且维修成本和有效度得到优化的预防性维修计划。结果表明,相比对多个部件单独进行更换或修理,所提出的方法可以节约维修成本并且提高设备的有效度。     

生产系统维修策略和控制图经济设计研究综述

在生产系统的产品质量保证过程中,设备维修管理与统计过程控制是两种常用手段和方法。在分析设备维修管理和统计过程控制对生产系统的产品质量和经济成本影响基础上,重点从经济性角度按照维修策略经济设计、控制图经济设计,以及维修策略和控制图联合经济设计三个知识模块,对生产质量保证管理系统的经济性设计研究现状进行了梳理与评述,并提出了未来研究的努力方向。     

面向小样本高维数据的秩检验非参控制图

针对某些制造业质量数据存在的数据分布未知、数据维度高、受控样本少等特点,提出一种基于高维秩检验的多元非参数监控方案.通过生成观测值的秩矩阵并进行渐近秩变换,得到渐近秩变换检验数T?n;基于检验数T?n设计具有滑动窗口的EWMA控制图,即HREWMA控制图.通过马尔可夫链对HREWMA控制图在不同条件(样本维度,均值漂移...