复杂装备设计质量多关联参数反演建模及预测控制研究

The traditional complicated equipment design quality mainly focuses on function and performance design, and we may not pay enough attention to quality characteristics (QCs) such as reliability, accuracy, precision life, safety and maintenance of cultivation, so this will lead to product design quality can't satisfy customers' demand completely. This project will study the complicated equipment design quality control problems based on multi-correlation parameters inversion modeling, intend to make full use of a large number of data in product manufacturing and running process, study the design quality driven inversion principle, modeling methods and predictive technologies, and present the theory and method of design quality control from multi-correlation parameters inversion point of view. The following contents are studied: (1) Studying the quality-oriented multi-correlation parameters inversion principle, developmenting multi-correlation parameters identification, representation and inversion analysis methods; (2) Studying inversion transport chain of multi-correlation parameters, building joint inversion model of multiple parameters and multiple procedures; (3) Studying multiple parameters correlation prediction methods based on inversion model, developmenting quality control model and algorithms of multiple process. Finally, the results will be applied to design quality control of computer numerical control machine as the practical research. And this will help to development the new theory and methods of design quality inversion control for complicated equipment.

传统的复杂装备设计质量主要以功能和性能设计为主线，对可靠性、精度、精度寿命、安全性和维护保养性等质量特性的关注不够，导致产品设计质量无法完全满足客户的要求。本项目以复杂装备设计质量为研究对象，以多关联参数的反演建模研究为基础，充分利用产品制造和运行过程的大量数据，深入研究设计质量驱动的反演原理、建模方法和预测技术，提出基于多关联参数反演的设计质量控制理论与方法。主要内容包括：（1）研究面向设计质量的多关联参数反演原理，提出多关联参数辨识、表征和反演分析方法；（2）研究多关联参数的反演传递链，建立多参数与多过程的联合反演模型；（3）研究基于反演模式的多参数关联预测方法，提出面向多过程的设计质量控制模型与算法。本项目将研究成果应用于典型数控机床的设计质量控制进行实证研究，为建立复杂装备设计质量反演控制的新型理论和方法奠定基础。

由于设计质量是产品质量控制的源头，因此加强产品设计过程的质量控制，具有重要的学术意义和应用价值。本项目针对复杂装备设计质量的可靠性、精度、精度寿命、安全性和维护保养性等关键质量特性的关注不够的问题，系统地研究设计质量多关联参数反演建模及预测控制问题。主要研究内容包括：研究了面向设计质量的多关联参数反演原理，从分析产品制造和运行过程的质量参数开始，研究多关联参数的辨识及表征方法，分析反演过程中多过程、多环节和多因素的质量数据，研究面向设计质量的多参数反演分析过程；研究了设计质量驱动的多关联参数反演建模理论与方法，应用关联矩阵描述和求解多参数的关联强度，系统分析多参数在不同状态空间模型的反演和传递模型，建立基于传递链的多过程参数联合反演模型，系统研究了反演模型的参数估计方法；研究了设计质量的多参数关联预测与反演控制技术，建立输入参数与产品设计质量参数关联的多线性回归模型，并在不同参数约束条件预测动态设计质量特性变化趋势，实现产品设计质量的关联预测分析，提出了基于关联度的设计质量反演控制技术，使设计质量特性参数信息能够及时、全面和准确地反演传递到产品设计全过程，并进行了实证研究。通过以上研究，合计发表标注项目资助的论文11 篇，其中 SCI 已收录 2篇，EI 期刊已收录6 篇， EI 收录会议论文1 篇，其他外文论文2 篇。项目负责人2015年开始担任国际期刊“Quality and Reliability Engineering International”（SCI 期刊，2015年影响因子: 1.457）审稿专家，并获得2017年国家自然科学基金面上项目 1 项。