《基於元動作單元建模的機電產品質量預測控制技術研究》是依託重慶大學，由張根保擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於元動作單元建模的機電產品質量預測控制技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張根保
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
隨著社會進步和科技發展，人們對機電產品質量的要求越來越高，而機電產品作為我國第一大類消費和貿易商品，其質量已經上升到了國家戰略的高度。針對我國機電產品質量長期存在的精度差、精度壽命短、性能波動大、故障頻出等諸多問題，本項目以機電產品為研究對象，以四大關鍵質量特性的預測控制為核心，以元動作單元的系統定義和全方位建模為基礎，系統研究元動作單元的關鍵質量特性形成機理、綜合試驗技術、融合控制機制、評估模型和評估方法、以及基於元動作單元的整機質量預測控制技術等關鍵科學問題，以數控工具機作為典型案例進行理論驗證和套用，面向機電產品提出一套基於元動作單元的整機關鍵質量特性分析與預測控制方法，為從本質上保障機電產品整機質量提供理論和技術支撐，最終達到全面提升我國機電產品整體質量水平的目的。
結題摘要
本項目系國家自然科學基金面上項目（批准號：51575070），經4年的研究已按計畫完成。項目組針對我國機電產品長期存在的精度差、精度壽命短、性能波動大、故障頻出等諸多問題，以機電產品為研究對象，以元動作單元系統定義和全方位建模為基礎，以關鍵質量特性的預測控制為核心，採用“分解—分析—綜合”的方法系統地研究了元動作單元的定義及建模、關鍵質量特性形成機理、質量特性融合控制機制、預測控制模型等關鍵科學問題，面向機電產品提出一套基於元動作單元的關鍵質量特性分析與預測控制方法，為從本質上保障機電產品整機質量提供理論和技術支撐。具體研究內容主要包括五個部分： （1）元動作單元全方位建模技術。確定了以元動作單元為基礎的機電產品質量控制策略；介紹了“功能—運動—動作”（Function-Motion-Action, FMA）結構化分解方法，對機電產品元動作單元進行了系統的定義和分類，藉助FMA樹對整機質量特性向元動作單元質量特性進行了映射；對元動作單元工作過程和關鍵零件的性能退化過程進行了分析；對元動作單元具有的“漸進不確定性”和“突發不確定性”這兩類質量特性的不確定性進行了定義及建模，並對質量波動和誤差傳遞進行了分析和建模。（2）元動作單元的關鍵質量特性耦合機制。構建了元動作單元質量波動預測模型，利用最小二乘支持向量機和質量波動傳遞函式對元動作單元多工序製造過程的質量波動進行了綜合預測；分析了元動作單元關鍵質量特性之間的關聯關係，得出了質量特性關聯關係矩陣；研究了元動作單元質量追蹤溯源技術，分析了元動作單元質量追溯流程，對元動作單元質量追溯系統進行了設計。（3）整機質量特性的預測模型與預防控制技術研究。從元動作單元層的質量預測控制入手，構建了質量特性ABPM預測模型及預測流程，利用MATLAB對實例進行了分析計算，證明了方法的有效性；對質量特性狀態空間預測控制的基本原理進行了分析，建立了單元質量特性狀態空間模型。
