基于高斯過程注塑成形工藝的穩(wěn)健設(shè)計(jì)與容差設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的要求也越來越趨向于高精度、高合格率、低成本,生產(chǎn)技術(shù)也逐步向智能化轉(zhuǎn)型。在注塑成形領(lǐng)域中,計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)大量的應(yīng)用于成形質(zhì)量的預(yù)測(cè)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合的獲取。然而,在實(shí)際生產(chǎn)制造過程當(dāng)中,除了工藝參數(shù)之外,制品的質(zhì)量還受到很多噪聲因素的影響,通過穩(wěn)健設(shè)計(jì)減少這些因素的影響提高產(chǎn)品合格率也就顯得越來越重要。另一方面,產(chǎn)品的成本是企業(yè)所需要考量的一個(gè)重要因素,工藝參數(shù)的容差不僅對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著至

2、關(guān)重要的作用,而且也直接影響著系統(tǒng)成本。針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)問題,本文以高斯過程為代理模型,并在此基礎(chǔ)上對(duì)注塑成形過程中工藝參數(shù)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)與容差設(shè)計(jì)展開研究。
　　首先采用一種基于高斯過程的自適應(yīng)典型相關(guān)分析方法,以工藝參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)為分析對(duì)象,同時(shí)從兩組數(shù)據(jù)中提取典型變量,實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)與質(zhì)量目標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)分析,然后根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小將工藝參數(shù)參數(shù)分類為主要參數(shù)和次要參數(shù),合理降低了多參數(shù)模型計(jì)算的復(fù)雜性,以提高設(shè)計(jì)效率。
　　然后

3、針對(duì)主要參數(shù)建立穩(wěn)健優(yōu)化模型,充分考慮注塑成形過程中噪聲因素的影響,分別對(duì)目標(biāo)函數(shù)和約束條件加入波動(dòng)量,通過同時(shí)優(yōu)化均值和方差兩個(gè)目標(biāo)得到穩(wěn)健的工藝參數(shù)組合,并且通過數(shù)值分析對(duì)比表明該設(shè)計(jì)方法得到的優(yōu)化解在穩(wěn)定性方面有著很大的提升,同時(shí)也滿足設(shè)計(jì)要求。
　　接著進(jìn)一步分析工藝參數(shù)容差范圍與質(zhì)量損失成本、制造成本以及不合格產(chǎn)品成本之間的關(guān)系,建立了總體的成本損失數(shù)學(xué)期望模型,然后利用lambert W函數(shù)求解并為各個(gè)工藝參數(shù)設(shè)置合理

4、的容差范圍,保證總體損失最小,達(dá)到減少成本的目的。
　　最后,將基于高斯過程的穩(wěn)健設(shè)計(jì)與容差設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于注塑成形過程中,以一個(gè)汽車的裝配件作為案例,對(duì)其進(jìn)行了工藝參數(shù)與欠注缺陷的設(shè)計(jì)分析。結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的確定性工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)相比,由于考量了噪聲因素的影響,避免了由于忽略工藝參數(shù)波動(dòng)而造成質(zhì)量指標(biāo)不穩(wěn)定的情況;另一方面,由于對(duì)其容差范圍進(jìn)行了合理計(jì)算設(shè)計(jì),也減少了過于追求最優(yōu)工藝參數(shù)而增加的成本。因此,本文提出的工藝優(yōu)化方法能夠有