复杂机电产品敏捷装配质量预测与控制技术研究

随着顾客与市场需求快速变化，产品设计和生产周期日益缩短，敏捷装配已经成为企业的必然选择。在敏捷装配中，由于产品频繁切换，导致大量的人工装配缺陷，将企业的利润空间蚕食殆尽。然而，传统的生产质量管理主要关注原材料质量检验和制造过程质量控制，对于人工失误导致的质量缺陷重视不足。这种情况下，如何有效控制敏捷装配过程中的人为质量缺陷就成为当前理论和实践领域急迫需要解决的问题。 本项目以提升敏捷装配质量为目标，结合上汽集团某发动机装配企业的实际案例，通过大量的数据统计和数学建模分析，对复杂机电产品的人为装配缺陷进行了系统深入的研究。分析了复杂机电产品人为装配缺陷的影响因素、预测技术和控制方法，建立了复杂机电产品人为装配缺陷率的预测模型，研究基于预测模型的装配顺序优化方法，探讨了人为缺陷根源追溯分析方法，验证了员工学习曲线对人为缺陷的影响。 本课题是质量管理创新研究，对敏捷装配质量改进具有重要的理论和实践指导意义。研究成果应用到上海汽车K4发动机装配缺陷分析，发现模型的预测精度较高（R2=0.77），应用该模型对装配流水线OP290工位的装配质量进行改进分析，发现理论计算与实际测量结果符合度达到87.44%。 截止到2013年底，项目组成员在国内外高水平期刊和主流国际会议上发表论文12篇（另外在审论文6篇），已经发表的论文中SCI/EI收录11篇，ISTP收录1篇。同时，培养博士生4人，硕士生4人，本科生3人。此外，主办国际会议1次。项目主持人受邀赴韩国进行学术交流并作大会报告，项目组成员出境参加学术交流9人次，邀请国外学者来华讲学3人次。 2100433B

在敏捷装配企业中，由于产品频繁变换和多品种混流生产，人为装配缺陷已经成为质量管理的重点和难点。本项目针对复杂机电产品的敏捷装配，系统研究人为装配缺陷的影响因素、预测技术和控制方法。首先，通过实证分析研究人为装配缺陷的关键影响因素，开发出人为装配质量预测模型；其次，从结构设计、工艺设计和在线控制三个层次，研究面向装配质量的优化设计技术和质量控制方法；最后，开发出计算机辅助装配质量管理决策支持系统，并总结出机电产品敏捷装配质量管理模式。本项目属于质量管理、人因工程、信息技术与先进制造技术的交叉融合，是质量管理领域的创新研究，具有重要的理论意义和明确的应用前景。

随着机械系统的大型化、复杂化以及服役环境的恶劣化与极限化趋势越来越显著。为了保证在工作过程中的可靠性与稳定性，不仅要求在产品设计与制造环节中要严格保证零部件具有良好的设计性能与制造质量，更重要的是在装配环节中实现零部件高精度组装的基础上进一步保证系统具有最优的整体性能。本项目以提高复杂机械系统装配精度与整机性能为目标，研究工作载荷下机械系统装配尺寸链构造与解算的相关原理，揭示装配误差的传递、累积与协调机制，探索装配过程的可观、可控机理，在有效识别影响装配精度与整机性能的关键装配环节的基础上，提出基于测量的装配误差溯源、精度检测与公差优化方法。研究装配载荷过程中连接部件的力学行为与接触特征，揭示工作过程中部件结合面连接特性的演变机制及其对于整机性能的影响规律，提出一套满足装配质量要求的序列规划与工艺保障技术，为提高复杂机械系统的装配精度与整机性能提供理论与使能技术支撑。

随着机械系统的大型化、复杂化以及服役环境的恶劣化与极限化趋势越来越显著。为了保证在工作过程中的可靠性与稳定性，不仅要求在产品设计与制造环节中要严格保证零部件具有良好的设计性能与制造质量，更重要的是在装配环节中实现零部件高精度组装的基础上进一步保证系统具有最优的整体性能。本项目以提高复杂机械系统装配精度与整机性能为目标，研究了机械系统的三维尺寸链的建模与解算方法，揭示了装配误差的传递、累积规律，探索整机精度形成的机理，构建了关键装配调整工序对整机性能影响的预测模型，建立了基于装配误差的装配工艺调整协调机制，确保装配过程整机性能始终处于一种可控状态。研究了装配载荷过程中连接部件的力学行为与接触特征，揭示了工作过程中部件结合面连接特性的演变机制，分析了螺栓弹性相互作用机理，提出一套满足装配质量要求的序列规划与工艺保障技术，为提高复杂机械系统的装配精度与整机性能提供理论与使能技术支撑。 2100433B