[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车制造技术领域的工艺优化系统，特别是一种提高汽车覆盖件制造质量稳定性的工艺优化系统。

背景技术

对于越来越复杂的汽车覆盖件制造问题，工艺优化技术逐步代替传统的直接搜索和试错法来提高优化处理效率、为产品制造工艺设计提供最优方案，目前已在汽车覆盖件制造行业得到了广泛的应用。然而，在汽车覆盖件的实际制造过程中，压边力、润滑等工艺参数会产生波动；随着时间的推移，模具表面发生磨损，几何尺寸会发生变化；同一牌号钢板在不同厂家、不同生产批次，板料厚度、力学性能也会存在差别。如不考虑上述随机因素波动偏差的影响将导致优化设计方案的可靠性大大降低，甚至使设计失效。传统的工艺优化技术无法考虑这些随机因素的波动偏差，无法分析这些随机因素的波动对产品质量稳定性的影响。近年来车身覆盖件中大量采用高强度钢板，与低碳钢板相比，此类板材轧制工艺控制难度大，材料性能波动更为剧烈，导致其应用于车身覆盖件时制造质量波动问题愈发突出。因此，如何在产品设计阶段就能考虑随机因素的变差及其对制造质量的影响，如何通过工艺优化来减小随机因素波动对制造质量的影响，成为提高汽车覆盖件制造质量稳定性、降低废品率和制造成本的关键。

经对现有技术的文献检索发现，等在《7th InternationalConference and Workshop on Numerical Simulation of 3D Sheet Metal FormingProcesses Interlaken，Switzerland，2008：819-828》(2008年在瑞士苏黎世召开的第7届国际板料成形数值仿真大会，第819页～第828页)上发表了“Stochastic analysis of uncertainties for metal forming processes withLs-Opt”(基于Ls-Opt对金属成形过程的不确定性进行随机分析)。该文中提出基于可靠性的优化设计技术，具体为：结合实验设计、逐步回归神经网络模型和有限元仿真程序建立响应面模型，采用基于可靠性的优化技术获得稳健工艺方案。其不足在于：采用神经网络建立响应面模型对专业经验的依赖较强，容易出现数值问题，对普通工程技术人员缺乏可操作性；基于可靠性的优化结果与蒙特卡罗法结果有一定误差，该方法的正确性和有效性缺乏验证。

检索中还发现，Y.Q.Li等在《International Journal of AdvancedManufacturing Technology》(国际先进制造技术学报)(2006年30卷第631页)上发表了“CAE-based six sigma robust optimization for deep-drawing sheetmetal process.International Journal of Advanced ManufacturingTechnology”(面向板料成形过程的六西格玛稳健优化)。该文中提出一套六西格玛稳健优化技术，具体为：将质量工程中的六西格玛理念与响应面法、有限元仿真程序相结合，建立质量检测指标均值、标准差的双响应面模型，采用传统单目标优化技术得到稳健工艺方案。其不足在于：质量检测指标均值、方差均采用泰勒级数展开法作近似处理，处理精度难以保证；不适用于分析形状复杂、具有多处缺陷的汽车覆盖件成形问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种提高汽车覆盖件制造质量稳定性的工艺优化系统，用于在产品设计阶段检测制造工艺、板材性能的波动偏差对制造质量的影响，通过工艺优化以减小随机因素的波动对制造质量的影响，达到提高汽车覆盖件制造质量稳定性，减小废品率的目标。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：GUI(图形用户接口)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。