高度自動化的機械制造過程控制方法與探索

張華平

（泰州機電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300）

當(dāng)前機械自動化制造模式成為了我國制造行業(yè)未來發(fā)展的重視技術(shù)，也是未來發(fā)展的主要趨勢。而在機械自動化制造的傳統(tǒng)過程控制以及相關(guān)理論遇到了很大的挑戰(zhàn)，因此，為了提高自動化制造，需要針對傳統(tǒng)的方法進行一系列的加強和完善，進而更好地適應(yīng)新時代下制造模式對控制的需求。

1 高度自動化的機械制造模式分析

半導(dǎo)體制造是典型的高度自動化機械制造模式，綜合分析其具備以下幾個主要特點。

（1）自動化程度高。在眾多產(chǎn)品的加工和制造的過程中，人為的一系列因素在對產(chǎn)品的質(zhì)量影響中也逐漸變得越來越少，相對來說，機械設(shè)備在制造產(chǎn)品的過程中對于產(chǎn)品的質(zhì)量影響程度越來越高，成為了當(dāng)前影響眾多產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素。

（2）產(chǎn)品的種類較多。隨著社會的發(fā)展，客戶對于產(chǎn)品的要求以及對于新產(chǎn)品的需求越來越大，因此產(chǎn)品的種類也就越來越多，經(jīng)過對于一些產(chǎn)品的研究調(diào)查中不難發(fā)現(xiàn)，一個產(chǎn)品的一大類別有著上百種不同的型號，每一種型號也對應(yīng)了不同類型的客戶。

（3）加工速度較快，且規(guī)模較大。相對于其他產(chǎn)品來說，電子信息產(chǎn)品往往是體積較小，在這類產(chǎn)品的加工制作過程中是制作速度較快的，并且規(guī)模很大，每月的產(chǎn)量也在上萬甚至上十萬件以上，在制造設(shè)備正常的情況下，每臺設(shè)備的產(chǎn)品生產(chǎn)也是一個很大的數(shù)字，因此，面對如此高的一些產(chǎn)品，需要對于控制性有著極大的要求，對準(zhǔn)確性以及實時性也有著很高的要求，如果控制不到位，將會在很大程度上給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失。

針對以上等問題，提出基于非參數(shù)檢驗的過程中控制方式，進而在一定程度上解決多種產(chǎn)品制造過程控制與所遇到的控制方法不符問題。

2 方法分析研究

（1）聚類分析。聚類是數(shù)據(jù)領(lǐng)域中的一種十分重要且應(yīng)用十分廣泛的一種技術(shù)，該技術(shù)過度量數(shù)據(jù)之間的一樣度，進而分析數(shù)據(jù)間的關(guān)系的一種關(guān)鍵技術(shù)。聚類和分類是在本質(zhì)上不同的，分類主要是將數(shù)據(jù)定義好的類別進行有效的分類，然而在聚類之前并不會知道數(shù)據(jù)會被分為幾種類別，也不知道數(shù)據(jù)分類后的數(shù)據(jù)特征，并且聚類的結(jié)果也不是唯一的。通過聚類分析可以有效地將數(shù)據(jù)分為幾種類別，并且每一種類型的數(shù)據(jù)之間一定存在著某種相似，在不同的水平中，大小也會有著不同，這樣就會認(rèn)為數(shù)據(jù)所代表的產(chǎn)品特征有著一定的相似性。然而，在類別中，不同類別的數(shù)據(jù)在類別差異上有著很大的差異。

（2）非參數(shù)檢驗。非參數(shù)檢驗作為未來的主要發(fā)展方向之一，是統(tǒng)計分析學(xué)中一個非常重要的組成部分。非參數(shù)檢驗的最大特點就是在很大程度上降低了假定要求，使得在針對問題的過程中不會出現(xiàn)錯誤，使其具備了更高的穩(wěn)定性，這也是采取非參數(shù)檢驗作為產(chǎn)品類別分析的主要原因，由于非參數(shù)統(tǒng)計方法的適應(yīng)范圍較廣，在某種程度上會降低效率，但是在近代理論的證明下，其效率上的損失也會較小。在非參數(shù)檢驗的方法中，有著很多的方式，文章所使用的方式主要為KW 檢驗法。

3 論證分析

在研究論證分析的過程中，需要選擇一個和上文產(chǎn)品中較為相似的企業(yè)，進而針對該企業(yè)進行分析和研究，選擇企業(yè)的目的和要求就是需要具備以上所存在的幾點特征，其所產(chǎn)生的結(jié)果也可以更加準(zhǔn)確合理，因此選擇的企業(yè)存在著一定的代表性。

通過研究和分析不難得出，選擇的企業(yè)需要具備一定的產(chǎn)品自動化制造水平，當(dāng)設(shè)備的參數(shù)在設(shè)置結(jié)束后，加工將會開始并自動完成。由于受到了一定市場的影響，產(chǎn)品的種類高達(dá)上百種，并且每一種產(chǎn)品都會需要用一張控制圖來控制，這種情況下就會降低效率，進而統(tǒng)計過程中所面臨的困難也會大大提高，在實際操作的過程中基本上不會實現(xiàn)。

在企業(yè)日常加工的過程中，每一個設(shè)備都會加工很多類型的產(chǎn)品，經(jīng)過調(diào)查和分析不難發(fā)現(xiàn)，平均每臺設(shè)備每天所加工的產(chǎn)品類別都在五種左右，因此，產(chǎn)品品種一直在更換，影響到了制造過程中設(shè)備的穩(wěn)定性，并且產(chǎn)品的不斷更換也會造成工藝參數(shù)的一系列變化，不同產(chǎn)品的數(shù)據(jù)放在一起進行研究和調(diào)查也會發(fā)現(xiàn)其趨勢會逐漸呈正態(tài)分布的狀態(tài)，因此在這種情況下參數(shù)設(shè)定并不會成立，其次由于產(chǎn)品的加工速度較快，因此產(chǎn)品的產(chǎn)量也很大，需要有效的控制方法，可以及時發(fā)現(xiàn)制造過程中所出現(xiàn)的問題，避免因出現(xiàn)設(shè)備的故障以及問題等使企業(yè)生產(chǎn)出一系列的低劣產(chǎn)品，不斷對企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失也對設(shè)備有著很大的影響。

（1）產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析。通過對一些產(chǎn)品的隨機抽取來調(diào)查產(chǎn)品的質(zhì)量，并進行有效的分析。通過對產(chǎn)品的調(diào)查和分析過程中不難看出，同為一種類型的產(chǎn)品，其質(zhì)量特征卻有著很大的不同，并且其數(shù)據(jù)在收集的過程中還出現(xiàn)一定的人為因素影響，因此清除了一些受到影響的數(shù)據(jù)，通過對產(chǎn)品的調(diào)查得出，產(chǎn)品的品種始終在交替的變化，因此產(chǎn)品在制造過程中并不是處于穩(wěn)定狀態(tài)下。

（2）聚類分析。通過采取聚類分析的方式，將產(chǎn)品的數(shù)據(jù)進行聚類分析，隨著相似程度的逐漸提高，種類的數(shù)量也在不斷的增加著，隨著計算次數(shù)的增加，其結(jié)果也在不斷變化，最終產(chǎn)品類型自成一類，但是該種類的劃分還需要合理的采取統(tǒng)計學(xué)手段。

（3）非參數(shù)檢驗。采取分參數(shù)檢驗在驗證不同產(chǎn)品間的關(guān)系相對更加簡單。通過對產(chǎn)品的聚類分析得出，不同類似性的水平上，產(chǎn)品種類的數(shù)量以及產(chǎn)品的類型和數(shù)量都是相同的。

（4）統(tǒng)計過程中的控制。由于每一種類別的數(shù)據(jù)檢驗都使用了KW 檢驗方式，在工藝的過程中如果沒有出現(xiàn)很大的變動，可以使用控制圖來對產(chǎn)品進行制造過程的監(jiān)控，具體的方法是將抽樣的數(shù)據(jù)計算得出平均值后，將平均值有效的描述在控制圖中，并且，應(yīng)用控制圖的過程中也需要進行有效監(jiān)控。如果出現(xiàn)一定規(guī)律的情況，判斷過程出現(xiàn)了一定的異常，需要對制造過程中的數(shù)據(jù)進行再次計算，進而找出問題的根本，從根本上解決問題，并且繼續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品。

4 結(jié) 語

針對不同的產(chǎn)品，對其進行大規(guī)模的生產(chǎn)高度自動化生產(chǎn)，為了有效解決控制過程中所遇到的一系列問題和困難，需要提出基于聚類分析以及非參數(shù)檢驗的控制方法，進而有效降低控制圖的數(shù)量，也很大程度上降低了管理的難度。其次，文章解決了多產(chǎn)品在制造方面的理論依據(jù)問題，并且通過有效的實際論證和科學(xué)計算，在這樣的基礎(chǔ)上驗證了方法的可操作性和實際效果，隨著時代的發(fā)展和未來科技的不斷進步，仍需要在機械自動化方面去進一步的研究和分析，進而有效地推動自動化的進步，推動未來國家的發(fā)展。