基于计算机试验的质量设计的理论和应用研究

In the process of transformations from Made in China to Created in China, Chinese speed to Chinese quality, a big manufacturing country to a powerful one, mamufacturing industry not only needs to strengthen the philosophy and methods of quality management, but also to continuously support quality engineering technology to improve product design quality and manufacturing quality. According to the characteristics of the quality design of modern manufacturing industry, based on the idea of source governance, and based on the computer experiment, this project studies the theory, method and implementation to improve the quality of products (or processes) design. The main research contents include: variables selection based on the computer experiments, modelling and analysis of computer experiments, sequential robust design of computer experiments, reliability analysis and optimization of computer experiments, and cases studies. The research contents of this project will expand the theory, method and implementation technology of pruduct quality design, and have important application value for improving the quality management and competitiveness of manufacturing industry.

在实现中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、制造大国向制造强国转变的过程中，制造业不仅需要加强质量管理的理念、方法，更需要质量工程技术的持续支持，以提升产品设计和制造质量。本项目根据制造业质量设计的特点，依据源头质量的思想，以计算机试验（computer experiment）为基础，研究提高产品（或过程）设计质量的有关理论、方法和实现技术。主要研究内容包括：计算机试验的变量选择；计算机试验的建模与分析；计算机试验的序贯稳健设计；计算机试验的可靠性分析及优化；以及案例分析等。本项目的研究内容将拓展产品（过程）质量设计的理论、方法和技术，并对提升制造业的质量管理水平和竞争力具有重要的应用价值。

随着计算机仿真技术的快速发展，采用计算机试验取代实物试验进行先期研究，而通过小批量试制来验证设计逐渐成为质量设计的主要工具或常规做法。因此，开展基于计算机试验的质量设计的理论和方法研究有助于拓展产品质量设计的理论、方法和技术，并对提升制造业的质量管理水平和竞争力具有重要的应用价值。.本项目基于计算机试验，对产品（过程）质量设计的理论、方法和技术进行了一系列研究，主要研究内容包括：.（1）研究了基于计算机试验的变量选择方法，包括：①非对称输出下的序贯分支方法；②数据污染情况下的序贯分支方法；③采用全局灵敏度分析的变量选择方法；.（2）研究了基于计算机试验的建模与分析方法，包括：①基于贝叶斯统计的代理建模；②基于Kriging模型的多目标代理优化算法；③具有局部开发和全局探索的多点加点策略；.（3）研究了基于计算机试验的序贯稳健设计，包括：①多保真计算机试验的序贯抽样方法；②基于组合元模型的稳健设计；③基于稳健设计基础上的多元质量特性的容差设计；.（4）研究了基于元模型的退化过程的可靠性分析与优化，包括：①具有相关性的多变量退化过程；②退化过程的可靠性建模；③预防性维修策略及产品三维质保策略设计与分析；.（5）开展案例研究，提交咨询报告3份，申请发明专利6项（评审中）。..本项目共发表研究论文51篇，其中SCIE收录23篇，EI收录期刊论文19篇，基金委重要期刊10篇。本项目的研究成果不仅丰富了质量设计的研究内容，对于我国制造业的质量提升具有重要的参考价值。