[发明专利]一种加工质量影响因素敏感性分析和质量控制方法

说明书

技术领域

本发明属于产品质量控制领域，涉及一种加工质量影响因素敏感性分析和质量控制方法。

背景技术

产品的市场占有率和竞争力由加工质量的好坏直接决定，一个产品的质量往往受多个因素的影响，加工质量的波动是由其中几个比较重要的因素引起，加工质量的波动会直接造成经济上的损失。找出对加工质量影响较大的因素和对加工质量的波动进行控制就显得尤为重要。

现在对产品质量影响因素的分析方法主要有单因素方差分析、正交试验、相关分析、敏感性分析。其中，单因素方差分析，正交试验，相关分析都是基于统计学的方法，需要大量的数据，计算复杂，只能事后分析，不能实时在线分析。单纯的敏感性分析虽然分析简单，容易实现，但是需要事先知道加工质量和影响因素之间的关系。同时对于质量波动的控制，也大多利用SPC控制图进行，利用SPC控制图进行质量控制，一般是先判别加工过程的异常模式，再离线查找原因。所以，上述这些方法并不适合于现代产品加工的实时性和动态性。因此，为了适应现代产品加工的实时性和动态性，亟需一种新的加工质量影响因素敏感性分析和质量控制方法，能够实时、快速地进行产品质量影响因素的敏感性分析和质量波动的控制，减少质量波动带来的损失。

发明内容

本发明目的在于提供一种加工质量影响因素敏感性分析和质量控制方法，通过实时、快速的产品质量影响因素敏感性分析，找出对加工质量影响较大的因素，并对加工质量进行控制，减少质量波动带来的损失。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

(1)加工质量和影响因素关系模型的建立：基于最小二乘支持向量机建立加工质量和影响因素的关系模型；

(2)加工质量影响因素敏感性分析：利用建立的加工质量和影响因素的关系模型计算各影响因素的灵敏度和贡献率，根据灵敏度或贡献率识别出影响因素中影响加工质量较大的因素；

(3)加工质量稳定性控制：根据敏感性分析的结果，通过对影响因素中的一个或者多个可控因素进行控制，对加工质量的波动进行反方向的补偿，从而减少加工质量的波动。

所述步骤(1)包括以下具体流程：

①确定加工质量及其影响因素：确定与产品的某一个加工质量存在关系的影响因素，该关系表示为F＝f(x₁,x₂,…,x_n)，其中F为加工质量，x₁～x_n为加工质量F的n个影响因素，f(·)为待求的关系模型；

②样本数据获取：根据步骤①确定的加工质量及影响因素获取最小二乘支持向量机的m组训练样本和q组测试样本，第j组训练样本表示为集合的形式(X_j,F_j)，X_j＝(x_1j,x_2j,…,x_nj)，j＝1,2,…,m；

③关系模型建立：对于m组训练样本，将加工质量和影响因素的关系模型的求解转换为求解以下最优化问题：

式(1)的拉格朗日函数为：

其中a_j为拉格朗日乘子，ξ_j为松弛变量，为低维空间向高维空间映射的核函数，γ为惩罚因子，j＝1,2……,m，式(2)的KKT条件为：

将式(3)转化为矩阵的形式：

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，则通过求解式(4)的方程组得到w和b；

加工质量F和影响因素之间的关系模型表示为F＝f(X)＝wX+b，其中w为n维向量，X＝(x₁,x₂,…,x_n)为影响因素向量。

所述m以及q的取值范围为≥50，q≤m。

所述步骤(2)包括以下具体流程：

计算影响因素的标准值影响因素的标准值是设计的理论值或统计的平均值；