[发明专利]提高汽车覆盖件制造质量稳定性的工艺优化系统

权利要求书

1.一种提高汽车覆盖件制造质量稳定性的工艺优化系统，其特征在于，包括：GUI模块、变量属性模块、变量筛选模块、响应面建模模块、噪声因素随机属性模块、随机响应面建模模块和工艺优化模块，其中：

GUI模块为用户使用的图形界面，通过该界面实现用户与变量属性模块、变量筛选模块、响应面建模模块、噪声因素随机属性模块、随机响应面建模模块和工艺优化模块的交互式操作，并接收交互式操作过程中上述各个模块的中间结果及最后结果；

变量属性模块负责保存用户在GUI模块输入的可控工艺属性、噪声因素属性和质量检测指标属性，并传输给GUI模块、变量筛选模块和响应面建模模块；

变量筛选模块负责筛选对质量检测指标影响最显著的可控工艺、噪声因素，并传输给GUI模块、响应面建模模块、随机响应面建模模块和噪声因素随机属性模块；

响应面建模模块负责建立可控工艺、噪声因素与质量检测指标之间的响应面模型，并传输给GUI模块和随机响应面建模模块；

噪声因素随机属性模块负责保存用户在GUI模块输入的噪声因素随机属性，并传输给GUI模块和随机响应面建模模块；

随机响应面建模模块负责建立可控工艺与质量检测指标均值、标准差之间的随机响应面模型，并传输给GUI模块和工艺优化模块；

工艺优化模块负责建立优化目标函数及约束条件，采用多目标优化算法处理获得最优工艺条件，并将最优工艺条件传输给GUI模块；

所述变量属性模块，包括：可控工艺子模块、噪声因素子模块和质量检测指标子模块，其中，可控工艺子模块负责保存用户在GUI模块输入的可控工艺属性，并传输给变量筛选模块；噪声因素子模块负责保存用户在GUI模块输入的噪声因素属性，并传输给变量筛选模块；质量检测指标子模块负责保存用户在GUI模块输入的质量检测指标属性，并传输给变量筛选模块、响应面建模模块；

所述变量筛选模块，包括：编码变换子模块、筛选处理子模块，其中，编码变换子模块接收变量属性模块中可控工艺子模块和噪声因素子模块的输出，负责转换可控工艺和噪声因素的取值范围，并传输给筛选处理子模块；筛选处理子模块接收变量属性模块中质量检测指标子模块的输出，采用一次正交回归法，结合有限元程序输出对质量检测指标影响最显著的可控工艺和噪声因素，并将筛选后的可控工艺传输给响应面建模模块、随机响应面建模模块，将筛选后的噪声因素传输给响应面建模模块、噪声因素随机属性模块；

所述响应面建模模块，包括：取值域区间划分子模块、均匀设计子模块和响应面拟合子模块，其中，取值域区间划分子模块接收变量筛选模块中筛选处理子模块输出的可控工艺，将可控工艺的取值范围划分为若干区间，并传输给均匀设计子模块；均匀设计子模块接收变量属性模块中质量检测指标子模块的输出，在每个取值域区间内生成均匀设计表，结合有限元程序获得质量检测指标，生成均匀实验样本，并传输给响应面拟合子模块；响应面拟合子模块在均匀实验样本的基础上，建立每个取值域区间内可控工艺、噪声因素与质量检测指标之间的多项式函数作为响应面模型，若响应面精度满足要求，将响应面模型传输给随机响应面建模模块；若响应面精度不满足要求，则重新返回取值域区间划分子模块，继续细分可控工艺的取值域区间直至响应面满足精度要求；

所述随机响应面建模模块，包括：随机取值域区间划分子模块、随机均匀设计子模块、随机属性处理子模块和随机响应面拟合子模块，其中，随机取值域区间划分子模块接收变量筛选模块中筛选处理子模块的输出，将可控工艺的取值范围划分为若干区间，并传输给随机均匀设计子模块；随机均匀设计子模块在每个取值域区间内生成均匀设计表，并传输给随机属性处理子模块；随机属性处理子模块接收变量属性模块中质量检测指标子模块的输出和响应面建模模块中响应面拟合子模块的输出，根据均匀设计表，采用蒙特卡罗法处理得到质量检测指标的均值、标准差，生成均匀实验样本，并传输给随机响应面拟合子模块；随机响应面拟合子模块在均匀实验样本的基础上，建立每个取值域区间内可控工艺与质量检测指标的均值、标准差之间的多项式函数作为随机响应面模型，若随机响应面精度满足要求，将随机响应面模型传输给工艺优化模块；若随机响应面精度不满足要求，则重新返回随机取值域区间划分子模块，继续细分可控工艺的取值域直至随机响应面达到精度要求；

所述工艺优化模块，包括：优化模型子模块和优化处理子模块，其中，优化模型子模块接收随机响应面建模模块中随机响应面拟合子模块输出的随机响应面模型，将用户设定的制造质量目标转换为由质量检测指标均值、标准差组成的多目标优化函数和约束函数，并传输给优化处理子模块；优化处理子模块采用NSGA-II优化算法获得最优的可控工艺条件。