大型空分設備關鍵部機質量的多尺度智能化協同化控制理論及其應用.pdf

1、為解決空分設備中關鍵部機質量控制過程中所面臨的多尺度問題、協同化問題、耦合性問題、不確定因素影響問題等，本文提出了多尺度協同化、智能化的空分設備關鍵部機質量控制方法，對空分設備客戶需求的處理、需求與質量特性映射模型的構建、質量特性實現水平的確定、供應鏈的構建、模塊的劃分與粒度的確定、各尺度的質量控制和質量控制方案的評價與選擇進行了深入研究，依托國家重點資助項目并結合企業(yè)的具體應用將上述方法應用于深冷式空分設備關鍵部機的質量控制中，取得了

2、良好的效果。
　　 論文的主要內容如下：
　　 第一章綜述了一般產品質量控制方法的內涵和發(fā)展歷程，回顧了當前國內外產品質量控制方法的研究現狀。描述了空分設備的產品結構和質量控制特點，闡述了空分設備質量控制的內涵和所面臨的挑戰(zhàn)。在分析了現有產品質量控制方法不足的基礎之上，介紹了本課題的主要思想和研究背景，同時給出了面向空分設備關鍵部機質量控制的多尺度協同化智能化控制理論。
　　 第二章分析了空分設備整機客戶需求與質

3、量特性映射過程中所具有的多重耦合性問題，提出了客戶需求的模糊DEMATEL處理方法，提出了基于Shafer模糊效用推理理論的質量特性映射模型，給出了質量特性實現水平的多目標模糊表達式，進而利用非支配排序進化算法進行求解并獲得多個可行的參考解。利用模糊信息熵優(yōu)選原理對這些參考接進行評價來獲得綜合最優(yōu)的質量特性實現水平從而為后續(xù)質量控制提供基礎。以空分設備的客戶需求處理、質量特性映射、質量特性實現水平的確定為實例，驗證了方法的實用性。

4、>　　 第三章提出了空氣壓縮機零部件尺度的質量、成本、交貨期控制以及供應鏈構建的二階段優(yōu)化方法。建立了空分設備零部件質量、成本、交貨期的多目標優(yōu)化模型，利用Epsilon策略來改進強度帕累托進化算法，將改進后的算法用于模型求解并得到了良好的供應備選方案。將伯努利預測模型和傅里葉修正技術了融入到多屬性決策機制中，采用這一機制對供應商進行評價得出最佳的供應商和對應的高質量、低成本、交貨周期短的零部件，從而實現了構建了空氣壓縮機零部件優(yōu)化設

5、計。上述方法在空氣壓縮機的具體成功應用，表明了方法的有效性。
　　 第四章提出了基于質量準則的空氣壓縮機模塊構建與粒度確定方法。研究以模塊尺度上的質量損失最小、質量獨立性最大、質量穩(wěn)定性最大為模塊劃分的目標準則，并由此給出質量需求與空氣壓縮機模塊的耦合變動度計算模型。利用新的模糊C均值算法對空氣壓縮機的模塊化體系結構進行構建，利用混合青蛙跳躍算法進行求解，得到不同粒度層次下的模塊化結構方案。給出了衡量客戶滿意度、裝配復雜度以及變

6、型設計復雜度等量化指標來對各粒度層次下的模塊方案進行數學評價進而確定最優(yōu)的方案和合理的粒度。最后詳細分析了空氣壓縮機模塊劃分與粒度確定的實際應用案例。
　　 第五章提出了透平膨脹機整機尺度上的質量、成本控制方法。針對透平膨脹機在配置、組裝過程中需要受到很多不確定因素影響這一問題，提出了基于集對分析理論的質量、成本綜合控制聯系度模型。通過設計相應的編碼規(guī)則和約束處理機制來改進演化細胞學自動機算法，并將改進后的算法用于求解上述模型并

7、得到相對確定條件下的質量、成本控制方案的優(yōu)劣排序關系-基序。考慮不確定因素的影響，采用隨機模擬的方式對不確定環(huán)境進行模擬，通過模糊集值統計方法確定差異度進而得到透平膨脹機質量、成本控制方案的最終優(yōu)劣排序-擴展序。以透平膨脹機質量、成本控制過程的數值仿真作為演示案例，證明所提方法可以為企業(yè)產品研發(fā)提供一種有效的參考。
　　 第六章提出了基于模糊Choquet積分與證據理論的透平膨脹機質量控制方案的評價與選擇方法。首先考慮透平膨脹機

8、質量控制方案的評價信息具有模糊性、不完備性等問題，利用α-截集的模糊評價法對各質量準則進行評價；其次，考慮到透平膨脹機質量控制方案的各個質量準則具有耦合性和關聯性，采用模糊Choquet積分對方案評價模型進行建模。最后，針對各個評價專家之間的意見具有沖突性，采用證據理論對各專家意見進行融合以達到協同決策的目的。以三個專家對四種透平膨脹機質量控制方案的評價和選擇為例，說明上述決策模型的有效性。
　　 第七章依托國家科研項目，結合企