復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品敏捷裝配質(zhì)量預(yù)測(cè)與控制技術(shù)研究

隨著顧客與市場(chǎng)需求快速變化，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期日益縮短，敏捷裝配已經(jīng)成為企業(yè)的必然選擇。在敏捷裝配中，由于產(chǎn)品頻繁切換，導(dǎo)致大量的人工裝配缺陷，將企業(yè)的利潤(rùn)空間蠶食殆盡。然而，傳統(tǒng)的生產(chǎn)質(zhì)量管理主要關(guān)注原材料質(zhì)量檢驗(yàn)和制造過程質(zhì)量控制，對(duì)于人工失誤導(dǎo)致的質(zhì)量缺陷重視不足。這種情況下，如何有效控制敏捷裝配過程中的人為質(zhì)量缺陷就成為當(dāng)前理論和實(shí)踐領(lǐng)域急迫需要解決的問題。 本項(xiàng)目以提升敏捷裝配質(zhì)量為目標(biāo)，結(jié)合上汽集團(tuán)某發(fā)動(dòng)機(jī)裝配企業(yè)的實(shí)際案例，通過大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)建模分析，對(duì)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的人為裝配缺陷進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。分析了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品人為裝配缺陷的影響因素、預(yù)測(cè)技術(shù)和控制方法，建立了復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品人為裝配缺陷率的預(yù)測(cè)模型，研究基于預(yù)測(cè)模型的裝配順序優(yōu)化方法，探討了人為缺陷根源追溯分析方法，驗(yàn)證了員工學(xué)習(xí)曲線對(duì)人為缺陷的影響。 本課題是質(zhì)量管理創(chuàng)新研究，對(duì)敏捷裝配質(zhì)量改進(jìn)具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。研究成果應(yīng)用到上海汽車K4發(fā)動(dòng)機(jī)裝配缺陷分析，發(fā)現(xiàn)模型的預(yù)測(cè)精度較高（R2=0.77），應(yīng)用該模型對(duì)裝配流水線OP290工位的裝配質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)分析，發(fā)現(xiàn)理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)量結(jié)果符合度達(dá)到87.44%。 截止到2013年底，項(xiàng)目組成員在國(guó)內(nèi)外高水平期刊和主流國(guó)際會(huì)議上發(fā)表論文12篇（另外在審論文6篇），已經(jīng)發(fā)表的論文中SCI/EI收錄11篇，ISTP收錄1篇。同時(shí)，培養(yǎng)博士生4人，碩士生4人，本科生3人。此外，主辦國(guó)際會(huì)議1次。項(xiàng)目主持人受邀赴韓國(guó)進(jìn)行學(xué)術(shù)交流并作大會(huì)報(bào)告，項(xiàng)目組成員出境參加學(xué)術(shù)交流9人次，邀請(qǐng)國(guó)外學(xué)者來華講學(xué)3人次。 2100433B

在敏捷裝配企業(yè)中，由于產(chǎn)品頻繁變換和多品種混流生產(chǎn)，人為裝配缺陷已經(jīng)成為質(zhì)量管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本項(xiàng)目針對(duì)復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品的敏捷裝配，系統(tǒng)研究人為裝配缺陷的影響因素、預(yù)測(cè)技術(shù)和控制方法。首先，通過實(shí)證分析研究人為裝配缺陷的關(guān)鍵影響因素，開發(fā)出人為裝配質(zhì)量預(yù)測(cè)模型；其次，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和在線控制三個(gè)層次，研究面向裝配質(zhì)量的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)和質(zhì)量控制方法；最后，開發(fā)出計(jì)算機(jī)輔助裝配質(zhì)量管理決策支持系統(tǒng)，并總結(jié)出機(jī)電產(chǎn)品敏捷裝配質(zhì)量管理模式。本項(xiàng)目屬于質(zhì)量管理、人因工程、信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)的交叉融合，是質(zhì)量管理領(lǐng)域的創(chuàng)新研究，具有重要的理論意義和明確的應(yīng)用前景。

隨著機(jī)械系統(tǒng)的大型化、復(fù)雜化以及服役環(huán)境的惡劣化與極限化趨勢(shì)越來越顯著。為了保證在工作過程中的可靠性與穩(wěn)定性，不僅要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)中要嚴(yán)格保證零部件具有良好的設(shè)計(jì)性能與制造質(zhì)量，更重要的是在裝配環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)零部件高精度組裝的基礎(chǔ)上進(jìn)一步保證系統(tǒng)具有最優(yōu)的整體性能。本項(xiàng)目以提高復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)裝配精度與整機(jī)性能為目標(biāo)，研究工作載荷下機(jī)械系統(tǒng)裝配尺寸鏈構(gòu)造與解算的相關(guān)原理，揭示裝配誤差的傳遞、累積與協(xié)調(diào)機(jī)制，探索裝配過程的可觀、可控機(jī)理，在有效識(shí)別影響裝配精度與整機(jī)性能的關(guān)鍵裝配環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，提出基于測(cè)量的裝配誤差溯源、精度檢測(cè)與公差優(yōu)化方法。研究裝配載荷過程中連接部件的力學(xué)行為與接觸特征，揭示工作過程中部件結(jié)合面連接特性的演變機(jī)制及其對(duì)于整機(jī)性能的影響規(guī)律，提出一套滿足裝配質(zhì)量要求的序列規(guī)劃與工藝保障技術(shù)，為提高復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的裝配精度與整機(jī)性能提供理論與使能技術(shù)支撐。

隨著機(jī)械系統(tǒng)的大型化、復(fù)雜化以及服役環(huán)境的惡劣化與極限化趨勢(shì)越來越顯著。為了保證在工作過程中的可靠性與穩(wěn)定性，不僅要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)中要嚴(yán)格保證零部件具有良好的設(shè)計(jì)性能與制造質(zhì)量，更重要的是在裝配環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)零部件高精度組裝的基礎(chǔ)上進(jìn)一步保證系統(tǒng)具有最優(yōu)的整體性能。本項(xiàng)目以提高復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)裝配精度與整機(jī)性能為目標(biāo)，研究了機(jī)械系統(tǒng)的三維尺寸鏈的建模與解算方法，揭示了裝配誤差的傳遞、累積規(guī)律，探索整機(jī)精度形成的機(jī)理，構(gòu)建了關(guān)鍵裝配調(diào)整工序?qū)φ麢C(jī)性能影響的預(yù)測(cè)模型，建立了基于裝配誤差的裝配工藝調(diào)整協(xié)調(diào)機(jī)制，確保裝配過程整機(jī)性能始終處于一種可控狀態(tài)。研究了裝配載荷過程中連接部件的力學(xué)行為與接觸特征，揭示了工作過程中部件結(jié)合面連接特性的演變機(jī)制，分析了螺栓彈性相互作用機(jī)理，提出一套滿足裝配質(zhì)量要求的序列規(guī)劃與工藝保障技術(shù)，為提高復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的裝配精度與整機(jī)性能提供理論與使能技術(shù)支撐。 2100433B