結(jié)合廣義線性模型與貝葉斯方法的非正態(tài)響應(yīng)穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì).pdf

1、穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)作為持續(xù)性質(zhì)量改進(jìn)過(guò)程的重要支撐技術(shù)，在產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)問(wèn)題中得到了廣泛的應(yīng)用。穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)的核心思想是在保證產(chǎn)品的均值盡可能接近設(shè)計(jì)目標(biāo)值的基礎(chǔ)上，最大限度減少產(chǎn)品質(zhì)量特性值圍繞目標(biāo)值的波動(dòng)。該方法主要是通過(guò)利用產(chǎn)品的響應(yīng)變量與可控因子間的非線性關(guān)系以及可控因子與噪聲因子的交互作用，調(diào)節(jié)可控因子的水平，使得產(chǎn)品輸出對(duì)噪聲因子的變化不敏感。從而達(dá)到減小質(zhì)量特性波動(dòng)的目的，以較低的成本獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。
　　在以往關(guān)于穩(wěn)健參

2、數(shù)設(shè)計(jì)的研究中，大多數(shù)研究是在假設(shè)響應(yīng)變量的質(zhì)量特性服從正態(tài)分布的情形下進(jìn)行的。然而，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品質(zhì)量特性服從非正態(tài)分布的生產(chǎn)案例也普遍存在。對(duì)于非正態(tài)響應(yīng)質(zhì)量設(shè)計(jì)問(wèn)題，可選擇構(gòu)建廣義線性模型的方法，以聯(lián)系函數(shù)建立響應(yīng)均值和方差的函數(shù)關(guān)系。在實(shí)際生產(chǎn)中由于試驗(yàn)成本過(guò)于昂貴，通常進(jìn)行小樣本物理試驗(yàn)。然而，小樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏少，可能導(dǎo)致建模過(guò)程中模型參數(shù)的不確定性程度偏高。貝葉斯方法能夠充分利用參數(shù)的先驗(yàn)信息，在一定程度上解決了模

3、型參數(shù)的不確定性問(wèn)題。
　　因此，本文針對(duì)非正態(tài)響應(yīng)質(zhì)量設(shè)計(jì)中因小樣本試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏少而導(dǎo)致的模型參數(shù)的不確定性、產(chǎn)品批次生產(chǎn)的差異性以及噪聲因子等問(wèn)題，綜合運(yùn)用了廣義線性模型、貝葉斯方法以及啟發(fā)式優(yōu)化算法等技術(shù)，以系統(tǒng)建模、仿真分析以及實(shí)例驗(yàn)證為手段，系統(tǒng)研究了結(jié)合廣義線性模型與貝葉斯方法的非正態(tài)響應(yīng)穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)考慮批次差異的貝葉斯廣義線性混合模型穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于相關(guān)因素的影

4、響，不同生產(chǎn)批次的商品間可能會(huì)存在一定的差異。針對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性服從非正態(tài)分布的批次生產(chǎn)問(wèn)題，本章在貝葉斯方法的框架下，以批次間差異作為隨機(jī)變量，結(jié)合MCMC方法更新參數(shù)的后驗(yàn)信息，構(gòu)建基于貝葉斯方法的廣義線性混合模型。選擇均方誤差為質(zhì)量?jī)?yōu)化指標(biāo)通過(guò)遺傳算法等優(yōu)化方法對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　(2)基于貝葉斯廣義線性模型的裂區(qū)試驗(yàn)穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)。在裂區(qū)試驗(yàn)?zāi)Ｐ蜆?gòu)建過(guò)程中，由于裂區(qū)因子不易改變，因此將裂區(qū)因子視為產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的噪聲因子。構(gòu)

5、建基于貝葉斯推斷和MCMC方法的響應(yīng)變量與顯著因子及噪聲因子的關(guān)系模型。根據(jù)所建模型可獲取大量的樣本數(shù)據(jù)，分別以均方誤差和產(chǎn)品合格率作為指標(biāo)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，并對(duì)比在考慮模型穩(wěn)健性和不考慮模型穩(wěn)健性兩種情況下參數(shù)優(yōu)化結(jié)果的異同。
　　(3)考慮噪聲因子的貝葉斯分層雙廣義線性模型穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)。為了進(jìn)一步探究噪聲因子對(duì)于產(chǎn)品過(guò)程的影響，考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中噪聲因素的不確定性，構(gòu)建噪聲因子與散度參數(shù)的關(guān)系模型，通過(guò)分層模型建立與樣本均值模型的