制造质量零废品控制理论与技术的研究

【摘要】： 产品质量的优劣，是衡量一个国家生产力发展水平以及技术、经济发展水平 的重要标志。随着社会的进步和科学技术的发展，人们对产品制造质量提出了越来 越高的要求。为此，本文基于国家自然科学基金重点资助项目“现代制造质量控制、 溯源若干基础问题的研究”（项目编号：59375254），重点对其中的子课题——零废 品控制理论和技术进行了深入的研究。论文的主要工作和取得的成果如下： 1．在介绍了常用质量控制方法的基础上，对统计质量控制的几个关键问题进 行了详尽的讨论，提出了质量控制界限的确定方法，建立了基于产品质量多变异的 抽样方案的数学模型，利用模糊识别理论对质量控制图工序加工状况进行了判别。 2．分析了机械加工系统的加工误差和测量误差分布的动态时变特性，建立了 零件测量尺寸分布的数学模型；在分析了加工误差和测量误差动态时变特性及测量 对零件尺寸分布影响的基础上，首次提出了零件加工尺寸分布的动态模型——棚状 模型。 3．分析了传统的统计质量控制中3σ质量水平存在的不足，引入了现代质量 控制中的6σ原则的概念，定义了意义更广的加工能力及加工能力指数的含义。另 外，根据加工误差动态时变的特性，首次提出了动态加工能力指数的概念，在此基 础上，依据数理统计和质量控制的原理，分别研究了几种加工尺寸动态误差分布与 制造质量的关系，建立了相应的数学模型，提出了废品开始出现的临界值判据。 4．以尺寸精度为例，分别应用时间序列分析、灰色系统理论及人工神经网络 原理等现代数学手段建立了加工精度动态损失的数学模型，通过实例进行了各种模 型精度的比较。 5．基于加工误差和测量误差分布的动态时受特性，给出了实现零废品加工对 加工能力和测量能力的要求。根据产品质量要求和公差规定，建立了单元制造质量 控制理论的模型。 6．分析了加工过程尺寸基准与零件加工合格率的关系，在考虑加工成本及效 率的情况下，给出了过程尺寸基准的优化模型。 7．利用两种质量诊断理论，分析了零件多工位加工时的质量控制原理。首次 提出了多工位加工精度等效损失的概念，建立了多工位生产系统加工精度的等效损 11 合吧工业大学博士学位论文 夫模型，同时提出了保证实现多工位加工精度等效损失应遵循的基本原则。 8．以大批量生产的油泵油咀柱塞精密偶件和轴承件为对象，对上述理论研究 结果进行了实际应用与验证。