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在产品制造过程中,加工和装配是产品制造的主要任务,因此产品的质量除了与产品的设计有关外,还取决于零件的加工质量以及产品的装配质量,即制造过程质量对产品质量有非常大的影响。由此可见,为了保证产品质量的可靠性和稳定性,不仅要求产品在加工过程中要严格保证各功能零件具有高精密的加工精度,而且在装配过程中实现各功能部件在高精度、高效率和高稳定性组装的基础上进一步保证产品具有最优的整体性能。 本文以高质量要求产品的制造过程为背景,围绕高精密激光微加工技术和选择装配技术,提出了产品在加工和装配过程中的质量优化关键技术,主要研究内容如下: 在分析高质量要求产品制造过程特点、不确定性和质量影响因素的基础上,从理论研究和系统实现的角度出发,构建了由基础数据层、数据应用层和软件交互层组成的质量优化体系结构,并确定了面向高质量要求产品制造过程各个阶段的质量优化关键技术。 以高质量要求产品高精密零件的加工过程为研究对象,提出了一种新型多步激光微加工方案,在质量和成本最优的目标下,构建零件单位加工成本的优化模型,应用改进粒子群优化算法进行求解。数值仿真对比和案例验证加工结果表明该方案相较于传统激光微加工方案能大大提高零件的合格率,同时减少单位加工成本。 以高质量要求产品非正态分布零件的组装过程为研究对象,提出了一种新型分组选配方案,建立选配目标函数,应用改进遗传算法进行求解。数值仿真对比结果表明该方案相较于传统分组选配方案能大大提高产品的合格率,减少剩余零件。 以高质量要求产品多尺寸特性零件的组装过程为研究对象,提出了一种新型精确选配方案,基于改进田口质量损失模型建立了多目标质量损失函数,应用改进NSGA-Ⅱ算法进行求解,数值仿真结果表明该方案能实现多尺寸链多尺寸特性装配质量损失问题的多目标优化,提高多尺寸特性零件组装过程的装配尺寸精度稳定性。 以高质量要求产品多元质量特性零部件的总装过程为研究对象,提出了一种新型精确选配方案,引入信噪比构建了一种新型田口质量损失模型,应用改进SPEA2算法进行求解,数值仿真结果表明该方案能实现多尺寸链多个质量特性装配质量损失问题的多目标优化,提高多元质量特性零部件总装过程的产品质量稳定性。