基于稳健参数设计的多响应优化研究

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1、＇分类号密级ｕｄｃ￡Ｉ南乂華纖ＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ博壬学位论文基于稳健参数设计的多响应优化研究（题名和副题名）张流洋（作者姓名）指马义中教授…导教师姓名学位类别工学博壬学科名称控制科学与工程研究方向质量管理与质量工程论文提交时间２０１５年０６月注１：注明《国际十进分类法ＵＤＣ》的类号。博±学位论文基于稳健参数设计的多响应化化研究作者：张流洋指导教师：马义中教授南京理工大学２０１５年０６月Ｐ

2、ｈ．Ｄ．ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｔｕｄｙｆｂｒＭｕｌｔｉｐｌｅＲｅｓｏ田ｓｅＧｐｄｍｉｚａｔｉｏｎｐＢａｓｅｄｏｎＲｏｂｕｓｔＰａ＾ｒａｍｅｔｅｒＤｅｓｉｎｇＢｙＺｈａｎｇｉｕａｎＬｙｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＭａＹｉｚｈｏｎｇＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｉｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙＪｕｎｅ２０１５，声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加Ｗ标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我

3、为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料一。与我同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名；亦呵年月日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可Ｗ借阅或上网公布本学位论文的部分或全部內容，可向有关部口或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：旅呵年月日博±学位论文基于稳健参数设计的多响应优化研巧，摘要随着全球经济的快速发展与科学技术的不断进步，产品质量已经成为世界各大企业

4、。之间竞争的焦点，更是在全球市场上获得竞争优势的关键因此，持续性质量改进已经成为世界各大企业永恒追求的目标。稳健参数设计作为在持续性质量改进活动中的重要／支撑技术，主要应用在产品过程的设计阶段，达到从源头上减小和控制产品实现过程一中的波动，从而使产品质量得到进步地提升与改进。随着产品的设计与制造过程越来越复杂，实际中经常会遇到含有多个响应（质量特性）的产品／过程的稳健参数设计问题。由于多个响应具有不同的量纲Ｗ及多个响应之间往往存在着相关性等问题，导致多响应一。优化问题通常很难获得组可控因子的最优水平组合使所有指标同时达到最优因此，基于稳

5、健参数设计的多响应优化问题在持续性质量改进活动中显示出越来越重要的地位与作用。本文Ｗ多响应优化问题为研巧对象，Ｗ稳健参数设计为基础，综合运用响应曲面方法、最小二乘回归、似然不相关回归、主成分分析、满意度函数Ｗ及质量损失函数等方法与技术，Ｗ系统建模、仿真试验与实证研究为手段，系统地研究了静态与动态两种持性情况下多响应优化的有关问题：，本文的主要研究内容包括（１）变量间存在相关性的静态多响应稳健参数设计。现有的多响应优化方法大都是基于响应变量之间相互独立的假设，未考虑多个响应之间Ｗ及协变量之间存在的相关性一问题问题。针对这，本文提出了基于

6、主成分分析与似然不相关回归技术相结合的满意度函数法，并通过实例分析，验证了所提方法能够有效地解决含有多个协变量的多响应优化的相关性问题。２基于均值一方差响应的静态多响应稳健参数设计（）。现有的多响应优化方法大都采用双响应曲面法对响应的均值与方差術准差）进行分别建模，并通过优化得到预测响应的稳健最优点。在此研究的基础上，本文提出了对响应的均值与方差集成建模的思想，一一构建了均值方差响应这新的稳健性度量指标，分析了模型参数不确定性情况下均值一方差响应的置信区间，并通过实例分析，验证了所提方法能够有效地解决多响应优化的稳健性问题。（３）

7、考虑权重确定策略的静态多响应稳健参数设计。现有的多响应优化方法在解决权重确定问题时往往只考虑决策者的主观偏好，导致优化结果受决策者的主观因素影响较大一，从而降低了优化结果的可信度。针对这问题，本文在考虑了决策者主观信息的基础上，提出了考虑主客观信息的权重确定策略，，同时考虑了样本数据本身的客观信息并通过实例分析验证了所提方法的有效性。Ｉ摘要博±学位论文一般模型中４考虑相关关系特征的动态多响应稳健参数设计。在动态特性系统的，（）一阶线性相关关系，在许通常假定响应变量与信号因子之间具有；然而多实际系统中，—往往存在着相对复杂的非