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稀土联产品纯度的稳健性设计和过程质量控制研究
  • 项目名称:稀土联产品纯度的稳健性设计和过程质量控制研究
  • 项目类别:地区科学基金项目
  • 批准号:71162027
  • 申请代码:G0209
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2015-12-31
  • 项目负责人:卢虎生
  • 依托单位:内蒙古科技大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

纯度是稀土产品的关键质量特性,是本项目的核心,销售价格与之成正比,但产出比例与之成反比。单位原料产出量对企业利润水平的贡献,因国家控制稀土矿石开采量而变得更加显著,所以稀土产品的质量特性(产品纯度)贯穿本项目的各研究内容。本项目以稀土分离企业为背景,抽取其联产品特点,展开订单接收策略、稳健质量设计和过程质量控制方面的基础研究。协同生产多种产品时,接收到的各种产品订货量的比例不可能与其产出比例完全相称,因此一些产成品会临时进入库存或长期积压起来,从而在面向订单生产模式中混入面向库存生产。联产品产量和质量之间的相互影响形成了本项目的主要难点,将选取切割点和分离效率作为降低分离型联产品维度的两个参数,前者表示分离杠杆的支点位置,后者描述支点位置的模糊程度。拟选择偏差传递模型追溯偏差源,因其与自动控制的状态空间方程相似,可实现统计过程控制与自动过程控制的有效集成。

结论摘要:

本项目以稀土分离企业,产出联产品为背景,研究联产品企业在订单接收策略、稳健质量设计和过程质量控制方面的特殊规律。研究内容包括(1)联产品订单接收策略。当企业协同生产多种产品(即联产品)时,其订单接收策略具有特殊性。当订货量比例和产出比例不相称时,必须权衡拒绝一些较畅销产品的优质订单所造成的机会成本(这些产品供不应求,可接收订货量的比例大于其产出的比例)和积压一些较滞销产品所增加的持有成本(这些产品供大于求,已经接收到的订货量的比例少于其产出的比例)。(2)联产品质量设计。包括利润最大的产品纯度规划,和质量稳健的可控工艺参数设计。(3)联产品过程质量控制。包括建立多元控制图,建立偏差传递模型,并追溯偏差源,集成统计过程控制和自动控制。 本项目的主要结果有(1)通过稀土企业调研,发现除了大家通常认为的价格剧烈波动会影响企业利润外,当各联产品成员的产出比例和需求比例不相称时(联产品成员间不均衡时),可出现订单接受率和设备利用率都居低位的“双低效应”,从而降低了企业利润。为此,我们提出“适量积压模型”和扩展计划时间跨度的对策,有效地解决了这一问题。(2)用多背包模型求解最优订单接受策略,再以多背包模型的订单接受策略为标杆,设计订单接受的启发式规则。背包模型的容积代表生产能力,多个背包代表多个时期的生产能力。本项目的特点是背包内放入的是联产品订单,各联产品成员的订货量比例要保持与产出比例相容。本项目仿真了在线和离线两种模式,提出的启发式规则在企业得到验证。(3)通过坐标变换,将两种联产品的产量和纯度等4个相关变量转换为出口分数和富集比两个独立变量。在此基础上,提出综合产品概念,建立了产品纯度优化模型。(4)应用FLUENT软件仿真萃取工艺,发现稳健性设计的关键在于缓冲区的长度,以及槽内成分与出口成分的差值。(5)绘制的残差T2联产品控制图,较EWMA控制图,降低了虚发警报概率。(6)用支持向量机建立的模式识别,总结了残差T2呈现持续高位的演变规律。 课题组多年来从事稀土企业管理研究,该项目较注重在企业管理中的实际应用,本项目的结论或许可在其他联产品企业中推广。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 23
  • 3
  • 0
  • 0
  • 0
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