大型空分設(shè)備關(guān)鍵部機質(zhì)量的多尺度智能化協(xié)同化控制理論及其應用.pdf

1、為解決空分設(shè)備中關(guān)鍵部機質(zhì)量控制過程中所面臨的多尺度問題、協(xié)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(xié)同化、智能化的空分設(shè)備關(guān)鍵部機質(zhì)量控制方法，對空分設(shè)備客戶需求的處理、需求與質(zhì)量特性映射模型的構(gòu)建、質(zhì)量特性實現(xiàn)水平的確定、供應鏈的構(gòu)建、模塊的劃分與粒度的確定、各尺度的質(zhì)量控制和質(zhì)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(jié)合企業(yè)的具體應用將上述方法應用于深冷式空分設(shè)備關(guān)鍵部機的質(zhì)量控制中，取得了

2、良好的效果。
　　 論文的主要內(nèi)容如下：
　　 第一章綜述了一般產(chǎn)品質(zhì)量控制方法的內(nèi)涵和發(fā)展歷程，回顧了當前國內(nèi)外產(chǎn)品質(zhì)量控制方法的研究現(xiàn)狀。描述了空分設(shè)備的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和質(zhì)量控制特點，闡述了空分設(shè)備質(zhì)量控制的內(nèi)涵和所面臨的挑戰(zhàn)。在分析了現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量控制方法不足的基礎(chǔ)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(shè)備關(guān)鍵部機質(zhì)量控制的多尺度協(xié)同化智能化控制理論。
　　 第二章分析了空分設(shè)備整機客戶需求與質(zhì)

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(zhì)量特性映射模型，給出了質(zhì)量特性實現(xiàn)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(zhì)量特性實現(xiàn)水平從而為后續(xù)質(zhì)量控制提供基礎(chǔ)。以空分設(shè)備的客戶需求處理、質(zhì)量特性映射、質(zhì)量特性實現(xiàn)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(zhì)量、成本、交貨期控制以及供應鏈構(gòu)建的二階段優(yōu)化方法。建立了空分設(shè)備零部件質(zhì)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(shù)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(zhì)量、低成本、交貨周期短的零部件，從而實現(xiàn)了構(gòu)建了空氣壓縮機零部件優(yōu)化設(shè)

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(zhì)量準則的空氣壓縮機模塊構(gòu)建與粒度確定方法。研究以模塊尺度上的質(zhì)量損失最小、質(zhì)量獨立性最大、質(zhì)量穩(wěn)定性最大為模塊劃分的目標準則，并由此給出質(zhì)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(jié)構(gòu)進行構(gòu)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(jié)構(gòu)方案。給出了衡量客戶滿意度、裝配復雜度以及變

6、型設(shè)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(shù)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(zhì)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(zhì)量、成本綜合控制聯(lián)系度模型。通過設(shè)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(zhì)量、成本控制方案的優(yōu)劣排序關(guān)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(tǒng)計方法確定差異度進而得到透平膨脹機質(zhì)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(zhì)量、成本控制過程的數(shù)值仿真作為演示案例，證明所提方法可以為企業(yè)產(chǎn)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(jù)理論的透平膨脹機質(zhì)量控制方案的評價與選擇方法。首先考慮透平膨脹機

8、質(zhì)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(zhì)量準則進行評價；其次，考慮到透平膨脹機質(zhì)量控制方案的各個質(zhì)量準則具有耦合性和關(guān)聯(lián)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(jù)理論對各專家意見進行融合以達到協(xié)同決策的目的。以三個專家對四種透平膨脹機質(zhì)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(jié)合企