[发明专利]一种综合质量目标与设备性能的挤出吹塑工艺优化方法

说明书

本发明公开了一种综合质量目标与设备性能的挤出吹塑工艺优化方法，首先通过质量目标进行一次优化，建立过程参数和质量指标的回归方程；然后统计分析不同设定参数时工艺参数的波动情况，同时进行方程拟合；最后在一次优化的基础上，考虑设备工作性能进行二次优化。本发明保证了设备在整个运行过程中的稳定性，同时提高了产品的整体质量，提高企业生产效益。

技术领域

本发明属于工艺参数优化领域，涉及一种考虑设备性能工艺参数优化的方法，具体涉及一种综合质量目标与设备性能的挤出吹塑工艺优化方法。

背景技术

随着科技的发展，产品质量是企业赖以生存的基础，其关乎企业的生存和发展，一直是企业管理者最关心的问题之一，而良好的工艺参数设定是保证产品质量、避免批量报废的关键。因此，制定一套既能满足产品质量指标，又能保证产品质量合格率的吹塑工艺参数对提高企业竞争力大有裨益。传统工业实际中，基于经验的试错法的吹塑工艺参数制定方法，由于缺乏理论依据，存在片面性造成极大的资源浪费。同时目前进行工艺优化方面的研究均是通过各种优化方法获取满足产品质量指标的工艺参数，对于设计的工艺参数是否匹配设备性能却并未考虑，而设备运行稳定性较差，导致的直接结果是产品质量合格率低。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种综合质量目标与设备性能的挤出吹塑工艺优化方法，使设计的工艺参数能够匹配设备性能，保证设备运行的稳定性，从而保证产品质量合格率，最终实现提高吹塑生产的整体质量。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括以下步骤：

1)获取挤出吹塑工艺过程实时参数，建立数据库；

2)基于响应曲面法进行一次优化：首先以产品质量指标为优化目标，步骤1)采集的挤出吹塑工艺过程实时参数为影响因子，并根据积累数据统计分析确定各影响因子的区间范围；然后对数据进行回归拟合并检验其显著性；并对拟合模型进行分析绘制相应的质量目标与工艺参数的等高线图；最后根据等高线图求解满足产品质量指标的工艺参数组合的集合，选择匹配设备工作性能的最佳工艺参数组合；

3)统计分析设备设定不同参数时在工艺过程中的工艺参数的波动情况，拟合工艺波动指数和设定工艺参数的方程，并计算设备的总体波动情况；

4)对步骤2)得到的最佳工艺参数组合分析在工艺过程中的工艺参数的波动情况，并计算设备的总体波动情况，若波动较大，则舍弃步骤2)得到的最佳工艺参数组合，基于设备性能进行二次优化：降低产品质量指标后，在步骤2)的等高线图中选择满足降低后产品质量指标的一条等高线，根据所述等高线上的若干组工艺参数组合分析在工艺过程中的工艺参数的波动情况，并计算设备的总体波动情况，最终选择波动值最小的工艺参数组合作为最优工艺参数组合，完成挤出吹塑工艺参数优化。

所述步骤1)中挤出吹塑工艺过程实时参数包括螺杆转速、模具温度、油温和吹胀压力。

所述步骤1)中采用温度传感器、压力传感器、数据采集卡、上位机挤出吹塑工艺过程实时参数。

所述步骤2)基于响应曲面法进行一次优化的具体步骤包括：

2.1)设变量y为优化目标，变量x_i为影响因子，i＝(1,2,...,p-1,p)，根据积累数据统计分析确定各个影响因子的区间范围；

2.2)设变量y与x₁,...,x_p有如下关系：

E_y＝f(x₁,...,x_p) (1)

建立拟合模型方程为：

其中，E_y为相对误差，a～g为分别为拟合系数，由最小二乘法获取；