多工序制造过程中公差分配及生产维护优化设计研究

摘要

随着经济全球化的发展，制造业中的竞争日趋激烈。为适应制造业信息化发展的必然趋势，迫切需要新的理论与方法。基于误差流(Stream of Variation，SOV)理论的过程质量控制方法研究，通过对制造系统过程本质机理的研究，将研究对象从单个工序转向整个过程、从产品质量特性转向过程参数，在系统的层面上对制造过程质量分析与控制的理论与方法进行研究。这有利于增强企业对产品质量、成本的控制能力，因此具有很大的研究价值和现实意义。 本文的主要目的是建立面向多阶段制造过程的、综合考虑公差分配及生产维护策略的优化模型。本文的主要研究工作及研究成果如下： 首先，对多工序制造过程中的几个基本特性作了系统的研究，指出公差分配和生产维护是相互联系、缺一不可的，面向过程的公差分配及生产维护将是今后研究的趋势； 其次，提出了多工序制造过程中公差分配及生产维护优化模型，并分别对模型中的三个子模型进行了研究，建立了夹具公差、更换周期与总成本之间的函数关系，并结合非线性规划的知识，证明了模型的最优化问题； 最后，以某品牌汽车车身装配为例，结合实际数据，运用MATLAB软件中的fmincon函数对优化模型进行计算，最后将计算结果与同类模型进行对比，验证了本文模型在多阶段制造过程质量控制中的正确性和合理性。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1我国制造业质量控制现状

1.1.2多工序制造过程定义

1.1.3公差分配及生产维护定义

1.1.4 SOV理论定义

1.2研究现状

1.2.1公差分配及生产维护的研究现状

1.2.2 SOV理论的研究现状

1.3本文的研究内容及研究意义

1.3.1研究内容

1.3.2研究意义

第二章 多工序制造过程研究

2.1多工序制造过程的质量

2.2多工序制造过程中的误差

2.2.1工序层次的误差

2.2.2过程层次的误差

2.3多工序制造过程中的公差分配及生产维护

2.3.1多工序制造过程中公差分配及生产维护的作用

2.3.2面向过程的公差分配及生产维护

2.4多工序制造过程中的三种成本构成

2.4.1公差成本

2.4.2生产维护成本

2.4.3质量损失成本

2.5本章小结

第三章 公差分配及生产维护优化模型的建立

3.1优化模型的提出

3.2优化模型中的三个子模型

3.2.1误差传递状态空间模型

3.2.2公差-误差关系模型

3.2.3过程衰减模型

3.3优化模型的进一步讨论

3.3.1优化模型的简化

3.3.2非线性规划

3.3.3优化模型最优解证明

3.4本章小结

第四章 装配实例分析

4.1汽车车身装配实例

4.2优化模型的计算

4.3结果分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢