碳鋼彎頭生產(chǎn)中的若干問題

碳鋼彎頭生產(chǎn)中的若干問題

傳統(tǒng)的統(tǒng)計過程控制采用單變量統(tǒng)計過程控制方法。在SPC的早期應(yīng)用中，由于測量技術(shù)和數(shù)據(jù)存儲分析技術(shù)的限制，傳統(tǒng)的SPC采用單變量SPC方法。在統(tǒng)計過程控制的早期應(yīng)用中，由于測量技術(shù)和數(shù)據(jù)存儲分析技術(shù)的局限性，生產(chǎn)過程中只有少數(shù)重要指標(biāo)是單獨(dú)由統(tǒng)計過程控制的，如建立了這些指標(biāo)的單變量Shewhart控制圖。單變量統(tǒng)計過程的監(jiān)測主要包括：休哈特控制圖(測量變量與時間的關(guān)系)、移動平均(MA)、指數(shù)加權(quán)移動平均(EWMA)、累積與控制圖(Cu累積、Cumsum、測量值與目標(biāo)值的累積偏差、時間映射等)并詳細(xì)描述了單變量統(tǒng)計過程的監(jiān)測方法。然而，隨著測量技術(shù)的發(fā)展，人們已經(jīng)能夠測量出越來越多的產(chǎn)品性能指標(biāo)。同時，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格，這就要求對碳鋼彎頭的質(zhì)量指標(biāo)和工藝變量進(jìn)行監(jiān)控。如果需要監(jiān)測的過程變量之間存在相關(guān)性，僅采用多個單變量統(tǒng)計過程監(jiān)測，結(jié)果往往不可靠。這是因為變量之間的耦合關(guān)系會改變基于變量獨(dú)立性的Shewhart圖的統(tǒng)計分布規(guī)律。在碳鋼彎頭的生產(chǎn)過程中，由于變量必須滿足能量流、物料流等各種內(nèi)部關(guān)系，它們之間往往存在多重相關(guān)性，即當(dāng)一個變量發(fā)生變化時，其他相關(guān)變量也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，以確保質(zhì)量指標(biāo)滿足規(guī)范要求。將多元統(tǒng)計分析方法融入到傳統(tǒng)的統(tǒng)計過程控制中，形成了多元統(tǒng)計過程控制的基本框架。多變量統(tǒng)計過程控制(MSPC)綜合考慮了各變量之間的相關(guān)性，實現(xiàn)了多變量生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。

多元統(tǒng)計控制圖的研究可以追溯到20世紀(jì)40年代中期，Hotelling在1947年首次提出了多變量過程控制問題的多變量t控制圖，開創(chuàng)了多變量控制圖的研究和應(yīng)用。Hotelling的多變量t-控制圖利用t統(tǒng)計量在顯著性水平a上監(jiān)測多個變量，t-控制圖的基本原理是：如果多變量過程控制中沒有異常值，則應(yīng)控制每個樣本點到平均值的統(tǒng)計距離。隨后，希利等人。提出了適合監(jiān)測小偏移量過程的多變量累積和控制圖(mcusum)和多變量指數(shù)移動平均控制圖(MEWMA)，促進(jìn)了多變量統(tǒng)計控制圖的進(jìn)一步發(fā)展。隨著統(tǒng)計數(shù)據(jù)降維技術(shù)的發(fā)展，多元統(tǒng)計控制圖的研究有了新的方向。過程控制的對象已經(jīng)從基于距離的統(tǒng)計轉(zhuǎn)變?yōu)榛诮y(tǒng)計降維技術(shù)的綜合變量統(tǒng)計。

利用統(tǒng)計降維原理，Jackson等人。提出了一種基于主成分分析(PCA)的多元統(tǒng)計控制圖，并提出了一種基于偏最小二乘(PLS)的多元統(tǒng)計控制圖。主成分分析(PCA)和偏最小二乘(PLS)采用多元投影法將工藝參數(shù)數(shù)據(jù)和質(zhì)量數(shù)據(jù)從高維數(shù)據(jù)空間投影到低維特征空間。得到的特征變量保留了原始數(shù)據(jù)的特征信息，剔除了冗余信息，是高維數(shù)據(jù)分析和處理的有效工具。對于高維、變量相關(guān)性強(qiáng)的連續(xù)過程，基于大數(shù)據(jù)的多元統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)主要用于質(zhì)量控制、過程監(jiān)控、質(zhì)量預(yù)測和質(zhì)量診斷。