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《东北大学》 2009年 博士论文
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板带钢质量综合评价方法研究

吴艳萍  
【摘要】:板带钢是最主要的钢材产品,约占钢材总量的45%,在钢铁工业中占有重要的地位,是航空航天、造船、汽车、家电等许多行业的主要原材料。其质量的优劣将直接影响到最终产品的质量和性能。随着用户要求的不断提高,市场竞争日趋激烈,板带钢质量日益成为企业提高市场占有率的核心因素。为了争夺高附加值、高品质板带钢的市场份额,世界主要钢铁企业均不惜花费巨资对板带钢质量的检测、评价与控制技术展开研究,我国多种重大基金项目也都在支持该领域的研究。如国家高技术发展863计划项目“信息整合下的板带钢质量智能评价与推理技术”、国家自然科学基金委员会和宝钢联合资助项目“基于图像信息的板带材表面质量在线检测与评价系统研究”等,本论文正是这些项目的部分研究成果。 产品质量优劣直接关系到企业的经济效益、生存和发展。科学、准确的评价将直接影响到企业对产品质量的持续改进和有针对性的过程控制。其中,最能全面把握产品整体质量水平的是质量综合评价。它也是与用户的需求和企业的利益直接相关的。 板带钢的整体质量由板带钢的力学性能、板形、表面质量、尺寸精度以及某些产品特殊要求等不同方面的质量共同构成。但各方面在整体质量中的重要性是不同的,并且因不同的应用需求可能会产生明显的差异。整体质量的这种多面性和与应用相关的特性使对它的综合评价变得非常复杂。并且质量各方面所包含评价指标的检测数据表达不一,其精确程度也有所不同。板带钢质量评价指标的这种多性质、多精度的状态为综合评价的权重的确定提出了更高的要求。 综合以上问题,在生产调研的基础上,结合已有的专家知识和相关质量标准,将本文的工作主要集中在构建板带钢质量综合评价系统的若干问题的研究上。主要研究内容及成果如下: (1)针对板带钢质量评价具有多质、耦合、非线性、多层次的特点,构建面向整个生产过程的板带钢质量评价系统,在这个系统中,提出了一种新型的非线性多级模糊评价的方法,该方法通过引入非线性算子来反映某些评价指标对质量的突出影响;通过构造多级模型结构来体现质量影响因素的多层次性;通过模糊评价方法来计算评价指标对质量评价等级的相应隶属度。使全面、系统、稳定、科学的进行板带钢质量评价成为可能。通过仿真实验证明该系统对板带钢质量的综合评价是可行并有效的。 (2)构建影响板带钢质量的多个子模型,每个子模型代表影响整体质量的一个方面,其评价的结果将作为一级评价的重要数据。针对不同种类评价指标的特质,构造相应的子模型。本文分别以其中最复杂的表面质量评价、比较有代表性工艺性能、力学性能评价为例进行验证建模。提出了基于缺陷信息多属性群决策的表面质量评价子模型、基于非线性合成算子的工艺性能评价子模型、基于改进的模糊评价的力学性能评价子模型。 (3)进行了子模型系统中质量相关参量之间的权重分配研究。权重作为联系具有异质特性各层次子模型或各个指标的核心要素直接影响综合评价的结果。研究的问题不同,其权重确定方法也会有所差异。本文分别采用判断矩阵法和离差最大化相结合方法来确定二级权重。 (4)构建了基于动态权重的一级评价模型,将实际应用中合理的逻辑和经验收集于动态的权重,解决了以前的采用固定权值时,无论用什么方法确定的权值都有几种情况是与实际需求不相符的问题。其结果更符合用户需求,从而可以提高既有产出品的使用效益和企业的经济效益。 (5)针对评价研究中遇到的有些指标依据的标准也不统一、不完善的问题,对与板带钢质量分级评价相关的标准展开研究。将原来分散的标准统一,使其更好地服务于质量综合评价系统。


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