白车身分布式检测系统及其数据处理技术..ppt

白车身分布式检测系统及其数据处理技术 上海交通大学机械与动力工程学院 车身设计与制造技术研究所 储国平 博士 guopingchu@sjtu.edu.cn 主要内容 关于我们 白车身在线分布式检测系统 车身尺寸质量自动监控与故障诊断技术 结论与展望 上海交大汽车车身设计与制造技术研究所 主要教授 主要教授（客座） 科研团队 科研总体定位 主要研究方向 产学研合作实验室 研究成果深化与推广 主要内容 关于我们 白车身分布式检测系统 车身尺寸质量自动监控与故障诊断技术 结论与展望 白车身薄板装配偏差控制特点 车身是整车集成的基础，由数 百个柔性薄板件经过百个焊装工 位制造而成，其装配偏差控制的难 点体现在： 零件柔性特征、容易变形?? 零件种类数量多、误差源多?? 产品结构复杂、设计评估难?? 装配工艺复杂、检测控制难 国内车身质量控制技术研发现状 多年与国外企业的合作与竞争，已基本掌握造型、CAD和CAE等技术，设计速度上基本与国外同步。 2mm工程、6Sigma方法和质量体系认证等极大推动了国内汽车企业质量意识，但多局限在制造阶段。 车身尺寸工程刚起步，多沿袭合资方技术框架，依赖工程经验，未建立起自主、合理的车身尺寸工程设计规范、控制体系、标准和数据库。 引进了大量检测、装配等装备，但数据处理、诊断和管理等软技术滞后，未充分发挥设备综合效力。 在线检测技术发展历程 1970～1980’s，光学在线检测系统产业化 1990’s，汽车工业—美国2mm工程 1990～2000，推广应用：VW, GM, FORD, TOYOTA, BMW, PEUGEOT, etc. 2000～，新发展（与机器人技术结合） Perceptron, LMI, KUKA, 天大 离线采样测量与在线测量比较 在线检测逐渐成为汽车业通用测量手段 AUDIA6/A8焊装车间分布式检测系统 整车制造过程中的分布式检测系统 分布式检测系统 分布式检测系统是将布置在各制造单元、独立完成特定功能的测量设备和计算机连接起来，以达到资源共享、集中管理、过程监控和故障诊断等目的的工业计算机测量网络系统。 20世纪90年代以来，随着信息技术和制造技术的发展，分布式检测系统成为国内外研究与开发的热点。如：欧盟研究与技术发展计划（RTD）资助的“标准，测量和测试计划（SMT）”、美国标准与技术研究院（NIST）的“下一代检测系统（NGIS）”等都致力于研究先进测量和数据融合等技术及其信息集成，快速全面的获得制造系统信息，显著改善面向整个制造过程的质量控制能力，以实现质量和成本的更高目标。 主要内容 关于我们 白车身在线分布式检测系统 车身尺寸质量自动监控与故障诊断技术 结论与展望 车身尺寸检测系统及数据处理流程 检测系统 车身尺寸检测系统及数据处理流程 车身质量数据流集成与控制技术 车身尺寸检测系统及数据处理流程 统计质量控制理论简介 车身偏差检测数据分布——正态分布 正态分布参数 控制图的概念 车身尺寸数据波动实时监控方法 车身尺寸检测系统及数据处理流程 车身尺寸偏差源诊断——主成分分析法(PCA) 主成分分析法 基于贝叶斯网络的偏差源诊断技术 贝叶斯网络(Bayesian Network)是一种基于网络结构的有向图解描述，是人工智能、概率理论、图论、决策分析相结合的产物。 三要素：具有有限数值的变量（节点）；有向无环图；条件概率表。 特点： 可以对随机制造过程建模 能识别不同变量间的因果关系 能处理不完备数据 能处理不同类的数据 充分利用先验知识 贝叶斯网络示例 基于贝叶斯网络的偏差源诊断技术 前围防撞杆在线检测数据报警情况 基于贝叶斯网络的偏差源诊断技术 基于贝叶斯网络的前围分总成偏差源诊断模型 基于贝叶斯网络的尺寸偏差源诊断 证据变量:X12(1003测点)发生均值偏移，则通过计算： P(X9＝f︱X12=f）＝82.4% P(X7＝f︱X12=f）＝57.5% … 按照各偏差源的后验概率大小进行因素排查，可快速定位故障原因，减少质量损失。 主要内容 关于我们 白车身在线分布式检测系统 车身尺寸质量自动监控与故障诊断技术 结论与展望 基于贝叶斯网络方法的车身尺寸数据处理系统 极差控制图 均方差控制图 均值控制图 突变 波动变化 均值偏移 累积和控制图 检测系统 集成数据采集 问题识别 过程监控 问题分析 偏差源诊断 持续改进 测量设备布置 传感器布置 采样策略优化 零件检测数据 CMM－小样本数据 在线测量: 100% 时序数据 Audit打分：主观数据 … 6σ，top 30％ 工序能力评价 各尺寸部门反馈等 SPC控制图 质量七钻 5M-1E 模式匹配 PCA,DCA等 贝叶斯网络 问题识别 过程监控 p3 p4 b