（材料加工工程专业论文）铸造生产质量控制和管理专家系统.pdf

， 硕士研究生掌位论文一铸造生产质量控制和管理专家系统 摘要 本文综述了国内外铸造生产专家系统开发的现状，指出了我国铸造专家系统 的开发与国外的差距，分析了铸造生产质量控制和管理专家系统研发的目的和对 我国铸造企业的意义。 本文对云南多家铸造企业的调研分析，显示我国铸造企业生产中存在的问题 主要是生产质量控制和管理问题，提出了铸造生产质量控制和管理专家系统是提 高铸造生产中的技术和管理水平的有效途径之一。 根据软件工程的设计原则，结合铸造生产的实际，本文阐述了铸造生产质量 控制和管理专家系统的需求分析、总体设计、详细设计及编码，分析了系统的设 计思想、方法概要和系统的总体功能，确定用m i c r o s o f tv i s u a lf o x p r o6 0 作 为系统的开发工具。 本系统分为两个大的功能模块，即缺陷分析模块和生产质量控制模块。在缺陷 分析模块中，对铸件的缺陷分类，建立缺陷知识库，实现对知识库的查询、修改 和打印。如果缺陷与过程参数有关，则可利用生产质量管理模块中的方法来分析、 诊断；如果与设备、材料、工艺规程或工装模具有关，也可以查阅生产质量管理 模块内容。在生产质量控制模块，主要是用控制图进行控制。在日常生产中通过 统计分析可以快速、准确判断检测的参数是否超标，如果参数超标，系统具有声 音自动报警功能并出现提示信息，提示生产管理人员参照缺陷分析系统知识库中 的内容对生产进行改进。首次在铸造中提出应用两种质量诊断方法来判断过程参 数。另外，系统还具有对质量文件、工装模具、设备和材料管理的功能。系统开 发完毕后，用铸造生产的实际数据对系统进行了检测，结果表明系统基本达到预 期的功能。 应用全面质量管理和i $ 0 9 0 0 0 族国际标准的质量管理理论而开发的铸造生产 质量控制和管理专家系统是提高铸造企业的技术水平和管理水平的重要手段。这 种方法可以有效地帮助铸造生产管理人员和技术人员稳定地控制生产，减少铸造 生产的废品，提高铸件的质量，提高铸造企业的经济效益，对铸造企业具有现实 和理论意义。 关键词：铸造专家系统质量控制质量管理 硕士研瞄0 生学位论文铸造生产璇量控制和獭理专家系绞 a b s 蕈r a c t t h ec u r r e n ts i t u a t i o na b o u tf o u n d r ye x p e r t s y s t e m i nd o m e s t i ca n d i n t e r n a t i o n a lh a v eh e e nt 0 1 di nt h i sp a p e r t h ed i s t a n c eb e t w e e nd o m e s t i c a n di n t e r n a t i o n a la b o u tt h es y s t e mh a v eb e e np o i n t e do u t t h ep u r p o s ea n d t h em e a n i n ga b o u tt h e s y s t e m i n c a s t i n ge n t e r p r i s eh a v eb e e na n a l y z e d t h r o u g h t h e i n v e s t i g a t i o n i nm o r e f o u n d r y i ny u n n a np r o v i n e e ，t h e e x is t i n gp r o b l e mi nc a s t i n ge n t e r p r i s eisp r o c e s s i n gq u a l i t yc e n t r e l l i n g a n dm a n a g e m e n th a v eb e e np c i n t e do u t t h ea u t h o rp c i n to u tt h a tf o u n d r y p r o c e s s i n gq u a l i t yc e n t r e la n dm a n a g e m e n te x p e r ts y s t e m i sag o o dm e t h o d n a d v a n c i n gs c i e n c ea n dm a n a g e m e n t a c c o r d i n gt 0s o f t w a r ee n g i n e e r in g ，t h i sp a p e rh a v ea r i a l y z e dt h er e q u i r e ， o v e r a l ld e s i g na n dd e t a i ld e s i g na b o u tf o u n d r yp r o c e s s i n gq u a l i t yc o n t r o l a n dm a n a g e m e n te x p e r ts y s t e ml i n kt oa c t u a lp r o c e s so fc a s t i n g 。i th a v ea l s o a n a l y z e dt h ev i e w s ，m e t h o da n dt h eo v e r a l ic a p a b i l i t ya b o u tt h es y s t e ma n d d e c id e dt h a tm i c r o s o f tv i s u a lf o x p r o6 0i su s e da st h et 0 0 1i nd e v e l o p i n g t h es y s t e m 。 t h ec a p a b i l i t yo ft h es y s t e mh a v eb e e ns o r t e di n t ot w ob r a n c h t h e f i r s tb r a n c ho fs y s t e mist h ed e f e e t sa n a l y s is t h es e c o n db r a n c h is p r o c e s s i n gq u a li t y c o n t r o l 。i nt h ef i r s tb r a n c h ，t h ed e f e c t sh a v eb e e n s o r t e da n ds e tu pad e f e e t sk n o w l e d g e b a s e t h ek n o w l e d g e b a s ec a rb es e a r c h e d ， a d a p t e da n dp r i n t e d i ft h ed e f e c t s h a v eb e e nf o u n da n dd e c i d e d1 i n kt o t h e p r o c e s so fc a s t i n g ，t h em a n a g e rc o u l da n a l y z ea n dd i a g n o s e t h ed a t a u s i n gt h em e t h o do ft h es e c o n db r a n c h 。i ft h ed e f e c t sh a v eb e e nf o u n da n d t h o u g h tc o n n e c t i n sw i t ht h ee q u i p m e n t s ，m a t e r i a l ，p r o e e s s i n gd o c u m e n ta n d m o d e l ，t h es y s t e mh a v et h ec a p a b i l i t yo fs e a r c h i n gt h ek n o w l e d g e o ft h e s e c o n db r a n c h 。i nt h es e c o n db r a n c h ，c o n t r o lc h a r th a v eb e e nu s e dm a i n l y 。 b ys t a t i s t ic sa n da n a l y s is ，d a t ai dc a s t i n gp r o c e s siso u to fs t a n d a r do r n o tc a nb ed e c i d e de x a c t l ya n dq u i c k l y i nu s u a l i fd a t ai so u to f i i 碳士研究生麟位论文铸造蒜；产质量控德n 和管理专蓐0 系统 s t a n d a r d ，s y s t e mc a na l a r mi n s o u n da n dn o t i f ya u t o m a t i c a l l y m a n a g e ra n d e n g i n e e rc o u l da n a l y z et h ep r o b l e mo fd e f e c t sa c c o r d i n gt o t h ek n o w l e d g e o ft h ef i r s tb r a n c h 。d i a g n o s i st h e o r yw i t ht w ok i n d so fq u a l i t yh a sb e e n u s e df i r s t l yi nt h es y s t e m t h es y s t e mh a sa b i l i t yt 0m a n a g ee q u i p m e n t ， m a t e r a l ，p r o c e s s i n gd o c u m e n ta n dm o d e ii nc a s t i n gp r o c e s s t h ee n d ，t h e s y s t e mh a v eb e e nt e s t e dw i t ha c t u a ld a t ac o m i n gf r o mc a s t i n gp r o c e s s 。t h e c or l c l u s i o nist h es y s t e mh a v e e x p e c t e da b i l i t y i n p r i n c i p l e f o u n d r yp r o c e s s i n gq u a l i t y c o n t r 0 1a n d m a n a g e m e n te x p e r ts y s t e m ， a p p l i e dt o t a lq u a l i t ym a n a g e m e n ta n di s 0 9 0 0 0s e r i e ss t a n d a r d ，c a ne n h a n c e s c i e n c ea n dm a n a g e m e n ti nc a s t i n ge n t e r p r is e t h em a n a g e ra n de n g i n e e rc a n a d j u s tc a s t i n gp r o c e s s ，r e d u c et h ec a s t i n gs c r a p ，i m p r o v ep r o d u c tq u a l i t y a n de n l a r g ef o u n d r yb e n e f i t 。i nc o n c l u s i o n ，f o u n d r yp r o c e s s i n gq u a l i t y c o n t r o la n dm a n a g e m e n te x p e r ts y s t e mh a v ea c t u a la n dt h e o r e t i c a lm e a n i n g i n c a s t i n ge n t e r p r i s e k e y w o r d s ： f o u n d r ye x p e r ts y s t e mq u a l i t yc o n t r o lq u a l i t ym a n a g e m e n t i i i y 5 6 6 2 2 0 昆明理工大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行 研究工作所取得的成果。除文中融经注翡弓f 用的内容外，本论文不含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了硝确的说明并表示了谢 意。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：够建e ! j 日期：勘蟛年4 月多臼 硕士研究生学位论文铸造生产质量控制和管理专家系统 第一章绪论 1 1 铸造生产质量控制和管理专家系统的选题依据 铸造作为传统产业经历了漫长的发展过程现代的铸造工业是制造业的重要 分支，对国民经济的发展的很多重要行业如汽车行业、航空航天工业、能源工业等， 都起着重要的作用。现我国铸造能力富裕4 0 一一5 0 ，原先的铸造企业多为国企， 又地处城市中心，国企的不景气根本无力来负担铸造厂的装备改造和环保要求。 前些年蓬勃兴起的乡镇铸造厂，其机制灵活，但由于缺少技术和管理技能，产品 技术水平不高，质量低下，同时又缺少大资金的投入，大规模技改比较困难1 1 ，2 1 。 在中国加入w t o 以后，我国铸造业进入世界贸易一体化、更开放的市场，将会有 更多的中外合资或外方独资铸造厂进入中国，现有美国k e l e 投资4 5 0 0 万美元在 上海建2 0 万个浴缸生产铸造厂、美国在山西绛县投入9 8 5 0 万美元建年产8 5 万 吨的铸造厂、中日双方投资1 0 5 0 万美元在无锡建小天鹅精密铸造厂、t e k s i d 投 入8 0 0 0 万美元在镇江建造缸体铸造厂等 3 1 。由于国外铸造业的技术水平、质量控 制和管理水平较高，对我国铸造企业特别是中小铸造企业有较大的冲击。 因此，为了改变现状，应付越来越激烈的竞争和挑战，我国铸造企业需不断 采用先进的技术和科学的管理方法，才能提高铸件质量，提高劳动生产率、降低 生产成本，提高企业的国际竞争力。 铸造生产过程是一个复杂的物理化学过程。所生产的产品一一铸件的质量是 生产过程影响产品质量的诸多因素的综合反映：是工艺过程网络有机结合的最终 体现。铸造过程的各个二级工艺过程，例如零件结构设计、工艺设计、砂处理、 造型、制芯、熔炼、浇注、凝固及冷却、清理等等都会影响最后的铸件质量。尽 可能地预防和消除铸件缺陷，能够低成本、低能源消耗、低污染地生产出优质的 铸件，是铸造生产追求的最终目标【4 。7 】。 在全面质量管理和i s 0 9 0 0 0 族国际标准的思想的指导下，对铸造生产过程的 每一个工艺环节进行严格管理和控制，是保证整个生产系统的稳定、提高铸件的 产量和质量的必要条件。工业发达国家的铸造企业已经或者正在将这些先进的技 术和思想应用到铸造的生产中，并且取得了显著的效益，与国外先进的铸造厂相 比，我国铸造厂在这方面还有很大差距 8 - i i 】。 硕士研究叠j 掌位论文铸造生产质量摭僚b 审，管理专家系统 星裁，国蠹豹铸造企业豹生产力发震承乎和管理水乎参差不齐，特别怒管理 水平普遍较低，即使有现代化的生产线，如果没有先进的质量管理和控制手段， 产品质量也不可能稳定，在国际困内缺乏竞争力【l 翻。 本潆蘧裁楚在此鹫景下提出熬。穆全嚣溪量管理和i s 0 9 0 0 0 族嚣嚣标准豹质 量篱理理论运用到铸造企业，研究科学的生产质量控制和管理的方法，研制和开 发铸造生产质墩控制和管理专家系统：帮助企业减少铸件废品、提高产品质量和 经滚效蕊，提蠢竞争熊力。 1 1 1 质量与全面质量管理 在i s 0 9 0 0 0 ：2 0 0 0 震建管理体系基磁露术语中熬矮量定义为：一缀鋈鸯 特性满足要求的程度【j 3 。简而言之，质量就熄指产品的适用性，即“产品在使用 时能成功地满足用户需要的程度”。 质量管理最一门薪兴学麓，怒辊禳纯太生产懿产椽，是叟产力发展静妊然绥 果。其发展大毁经历了传统质擞管理、统计质量管理( s t a t i s t i c a lq u a i t y c o n t r o l ，简称s q c ) 和全面质量管理( t o t a lq u a l i t yc o n t r o l ，简称t q c ) 三个 阶段 载。 全西质量镣理阶段是从2 0 世纪6 0 年代开始至今。全面质量管理( t q c ) 是 指企业为了保诚提高产品质量，把组织管理、数理统计方法以及现代科学技术紧 密结合，综合运用一套质量管理蕊想、体系、手段帮方法进行瓣系统管理浠动。 其主要特点就是“三全”管理，“三全”撂：( 1 ) 全鞭的质量，( 2 ) 全过程，( 3 ) 全员参与。 根据全面质量管理的“三全”管瑗慝想，铸造生产的质量控耩和管瑾癸着重 搴理“全过程”彝“全员参与”熬方针。 所谓“全过程”是指产品质疑形成的全过程。这样，就不仪指厂内，迸包括 厂外，即从原材料的采购、各生产工序的质量、管疆质量等；“企员参与”怒全部 员工都参麓豹震量活韵，既包摇綮理人昃、一线揉侔工人，舂包鏊黢务太爨、捡 验人员和辅助工人等【1 2 1 。 l 。l 。2 i s 0 9 0 0 0 族潜际标准 1 9 7 9 年国际标猴化组织( i s o ) 成立了“质量保证”技术羹员会( t c l 7 6 ) ， 2 硕士研究生掌位论文一铸造生产质量控制和管理专家系统 从事质量管理和质量保证标准的制定工作。经过各国专家的努力工作，于1 9 8 7 年制订出一套质量管理和质量保证国际标准，很快就被世界各国工业界承认和推 广，都以其作为质量认证体系的依据。1 9 8 8 年，我国等效采用该系列标准，编号 为g b t 1 0 3 0 0 ，1 9 9 4 年针对实施中出现的问题以及质量保证、质量管理理论和实 践的发展，对上述标准进行较大的修订和扩展后发布了i s o t c l7 6 ，命名为 1 s 0 9 0 0 0 族标准，2 0 0 0 年对1 9 9 4 年的标准又进行了修订，于2 0 0 0 年1 2 月1 5 日 正式颁布了i s 0 9 0 0 0 族新版标准。 1 标准的编号和名称i ”l ： ( 1 ) i s 0 9 0 0 0 质量管理体系基础和术语 ( 2 ) i s 0 9 0 0 1 质量管理体系要求 ( 3 ) i s 0 9 0 0 4 质量管理体系业绩改进指南 ( 4 ) i s 0 1 9 0 1 1 质量和环境审核指南 ( 5 ) i s 0 1 0 0 1 2 测量控制系统 以上五项标准中，i s 0 9 0 0 0 9 0 0 1 9 0 0 4 和i s 0 1 9 0 1 1 等四项标准是i s 0 9 0 0 0 族 标准的核心标准。 2 i s 0 9 0 0 0 族标准的管理思想1 1 4 l ： a ：i s 0 9 0 0 0 族标准着重为满足顾客提供指南和要求； b ：构筑体系的基础是过程，运作体系必须控制过程： c ：质量体系是以职责、权限所构成的契约型结构： d ：质量管理的核心是建立文件化的质量体系。 3 i s 0 9 0 0 0 族标准与铸造生产质量控制和管理 在世界通行的质量认证制度产品分类中，铸造被划分为以钢铁冶金为主的第 1 7 大类“基础金属”中的四个小类，与第1 8 大类“机械”分开，这与我们习惯上 行业划分不一样，但是，却非常明确地提示我们：铸造产品的实现过程其质量控 制的管理学属性，与切削和安装为主的普通机械行业差距很大，它却与冶金更接 近 15 1 。 铸造是引入i s 0 9 0 0 0 最早的行业之一，但只作为主体厂体系的一个工序阶段 加以控制，而作为独立运作的专业化铸造企业的完整体系认证却起步很晚。对于 专业化的铸造厂来说，按照i s 0 9 0 0 0 标准中规定的“特殊过程”定义来设计体系， 必须抓住铸造生产的关键工序产品“不能由后续的检测或测量加以验证”、“许多 3 硕士研究巍掌位论文铸魂生产质量摅靠和管理专家系统 缺憝只毒在进一步坡鄹工或投入使用最才能暴霆”这一黩有的矮量娥律，爝数摄 说话，加强对生产过程质量的控制【” 。 为此，首先要从工序廉量抓起。生产一个铸件，一般涉及3 0 多个工位、1 2 0 多个动穆，任像一令攀元发生震豢润题都会波及铸磐度爨。提蹇铸件质量藏是要 从每道工序抓越，确保工序质量合格。 确保工序质量，疆用数据说话。这里所说的数据应燕整理和分析过的数据， 奏蜜熬数攥魏巢不熬整理，迩不戆反获客鼹瓶律。铸 孛袋量静好螺，取决予各工 序质量的好坏。工序质量要采用数理统计的工艺控制法如休哈特控制图、排列图、 直方图、因果分析图等来避行分析，用生产过程工序的可度量的数据揭示存在质 量润蘧豹缀源l 婚j 。 1 2 铸造专家系统研发的现状 骨么是专家系统? 嚣兹滏无统一羹耪确黪定义。专家系绞鹣莫蘩久费投鲢姆 ( e a f e i g e n b a u m ) 认为：“专家系统是一种智能的计算机程序，它运用知识和推理 步骤来解决只有专家才能解决的复杂问题”。也就是说，专家系统提供了一种新型 的程序设计方法，可以解决传统程序设计方法滩班解决静闯麓( 1 7 1 。 专家系统跫基于知识的系统，用予在某葶i 特定的领域中运用领域专家多年积 累的经验和专业知识，求解需要专家才能解决的困难问蹶。专家系统便于保存和 大面积推广各稀专家漪宝贵知识，更寄教琏发挥备稀专簸人才的作硝，壳溅久类 专家供不瘟衷毂矛羼。专家系统述可以综台l 譬多专家的知识寒经验，从两媾采众 长。专家系统作为一种计算机系统，继承了计算机快速、准确的特点，在某些方 面比人类专家翼为可靠、曼灵活，可醴不受时间、缝域及人为蹋素的影响。所良， 专家系绞熬专渡承平姥够达到、豢至越过又类专家戆承乎。 专家系统可用来解决许多不同类趔的问题。糟按专家系统的特征及功能分 类，专家系统可分为以下l o 类，见下袭1 i l l ”。 铸遗工艺绣变悠久。长期淤米，一塞是一耪手工经骏豹积累，虽然近年来铸 造工艺c a d 起得了很大的进展，但由于铸造工艺设计涉及多学科的知识，各种影 响因素多且关系复杂。在实际生产中，即便较成熟的工麓也可能出现问题，因此 经验显褥缀为黧要。这些经验帮麓律毪往又怒薄多秘因素豹影箍因素综台捧霜豹 归纳。从二十嫩纪六十年代开始，国外许多研究结构纷纷开发这一专家系统【7 j 。 4 硕士研描：生骥位论文铸造盘产质量控制和碣 理专家系统 液1 1专家系统的类型 | 专家系统释娄解决的淘蔻 l 解释根据感知数据推理情况描述 诊断根据观察结果推断系统是否有故障 预测根据泠定情况可能产生的焉果 设诗搬据给定要求进行相应的设计 规划设计动作 控翻控制整个系统的行为 监蛰比较双察结暴秘预期结果 修理执行计划来实现规定的补救措施 教学诊断、调整、修改学生行为 澜试建议教薄魏 救播撼 目前，国际上较成功的商 7 , 18 - 2 2 】：( 1 ) 美阑o r e g o ns t a t e 大学为帮助学生确 定铸件缺陷原因而开发的铸件缺陷分析专家系统t e l e c a s t ；( 2 ) 荚国w e s t v i r g i n i a 大学开发静爝来识爨国醚铸件缺陪霞诺中分类豹铸释姣貉静c d i ；( 3 ) 熔模铸造蜡型质嶷控制专家系统w a x p e r t ；( 4 ) f o u n d r ye x p e r t 专家系统：这个 系统是由瑞典n o c a c a s ta b 同人工智能领域专家d o n a l dm i c h i e 教授合作开发的 适合予铸造领域静裔磊纯专家系统开发工其，冀主要特点怒使用归缡法学习来获 取知识，系统自动从实例中归纳生产规则，同时指出由于知识的缺乏弼可能产生 的冲突。该系统可以用于铸造中的过程撩制、诊断、咨询和规划系统；( 5 ) c d a d 系统：该系统是鑫j 邵度技术学院冶金工稔系开发的簿释缺陷分祈诊断系统，蕻目 的是协助铸造工僚人员对缺陷进弦分类、诊叛势消除铸造缺隆；( 6 ) 美国铸逡工 作者协会a f s 正猩开发的“缺陷分析专家系统”：该项目计划在m y c i n 和a f s 出版 的园际铸件缺陷图谱的熬穑上，以瓶粥为纂础，按照缺陷诊断决策树结构建 立一个铸馋缺陷分孛厅的专家系统。嗣时剥用i n t e r n e t 稠万缨嬲测楚带瑷l 弋逶壤技 术，与领域专家和用户进行交互对话，使其成为一个在线的铸件缺陷分析参考工 具。 憨之，潼乡 铸造专家系统憝开发较晕攘上葵铸造厂或事耀硬件没备套较怒戆 起点，内置藻本电子控制装置，易于量化，从而使专家系统的应用开发水平较高。 我国专家系统的开发和研究工作起步较晚，始于7 0 年代末期。8 0 年代以后， 萎 硕量习 究生掌位论文铸造生产质量控制和髫理专家系统 专家系统躲开发辑究才逐步渗透到各个镁域。在铸逡行业，渍华大学首毙开发了 ( 1 ) “墅砂倭董分析和管臻的专家系统”1 2 弱，涟詹，清华大学又进行了( 2 ) “珐 墨铸铁件缺陷分析专家系统a c d e s ”的开发工作。萄前，清华大学歪在鼓事( 3 ) “铸造质量专家f q e x p e r t ”系统的开发工作 5 - 7 ，该系统戳铸造技术协会国际委 员会( c i a t f ) 的国际铸件缺陷图谱分类体系为标准，用v i s u a lf o x p r 0 6 0 软刳二环境，采用先进的数据库技术，以示意图和缺陷图片作为向导，可以进行缺 陷查询、缺赡识别、缺赡原因分掇著对如何防止铸件缺陷提出对策及建议，用户 器瑟友努。本系统数知识为基皴，毒以攫握工厂的实际情况不断积累、补充投更 新知鼋 ，使系统不断完善，更麓符合各企业黪实琢绩提；( 4 ) 华黪理工大学也男 发了“锱镁铸件缺陷分析智能专家系统a m c d e s ”，该系统可戳对铝镁铸l 孛静缺陷 遂行分析 2 4 1 ；( 5 ) 四i l 大学周丹膜等用v i s u a le + + 6 0 语言开发的用于铸造合龛 选择的产生式专家系统“铸造合金选择专家系统” 2 5 1 ：( 6 ) 西安瑗工大学王武孝 等用c 语言开发的“铸造缺陷分析及工艺对策专家系统”【2 引，此系统包括缺陷分 摄、缺赡生产的原因及改进措施、工艺对策、专家系统维护等主娶内容，可对铸 铁 幸常冤缺陷避行分聿蜃、判叛，找出缺陷产生的原因劳提出消除铸件缺陷的措施； ( 7 ) 大连瓒工大学剃魑麟等绢v i s u a lf o x p r 0 5 。0 开发的“铸造敞赡分蜓专家系 统s s c d a ” 2 7 1 ，诧系统成功逢模瓠了久类铸造专家辩铁铸件和有恕台金铸 拳铸选 缺陷问题的分析及解决办法；( 8 ) 哈尔滨理工大学梁维中等应用c + + 语言、裰耀 喑尔滨市东蜜微型汽车发动机制造有限公司分厂具体情况开教的“铸件质量保诫 体系专家系统数据分析模块” 2 8 1 ，确定影响质量的主要因索，对铸件的缺陷迸行 定量统计。 扶以上静特嚣来器，我国豹铸造工嚣尝在铸造专家系统方面作了大蹙卓有成 效的工作，也取得了一些突破性鼢遴展。毽是，我蕃豹铸造专家系统存在的应用 面较窄、在过程控带i 方面不足、i s 0 9 0 0 0 质量统计分橇方法庭瘸较少等蠲题仍米 解决，一般都魁理论意义大予实际意义，与国矫的铸造专家系统裔一定静差距。 l 。3 铸造生产质量控制和管理专家系统研发的目的和意义 本漯题的是的就是为了我国铸造企业减少铸件缺陷、提高铸件质量、改善铸 造企韭鹩经济效益、撮离企业竞挚力。 通避“1 1 铸造鸯产菝鬃控制和管灌专家系统熬选题铱据”中对我壤铸造垒 6 硪士研臻：生掌位论文铸造难产质量控制和i 静理专冢系统 业面临的困境的分析，指出了要改变铸造生产的现状主要是提高企业生产的管理 承平；在“1 2 铸造专家系统研发酌瑷获”中分毒厅了我莺铸造专家系统与罄辩静 差距，说明运用全面质量管理和i s 0 9 0 0 0 族国际标准的质摄管理理论研制与开发 铸造生产质量控制和管理专家系统对我嘲铸造企业的技术管理、质量管理有着明 显翁理论帮现实意义： ( 1 ) 可以提高我圆铸造企业的技术水平。系统综合了许多专家和工厂实断经验丽形 成先进的缺陷数据库( 知识库) ，克服了以往单凭少数指导生产技术人员的知识不 全磷静闻题；系统戳魏识为蕤穑，可馥根据工厂静实际清况不断积累、静充帮更 耨知识库，不断完善，更加荦啻合各企业的实际；系绕不但巍理论知识熙，还商工 厂生产的实例库，在日常生产中，企业可以根据其它企业的生产实际加以比较， 其有很好静窟发往，各企盈诡可甄将自曩解决闯邋静方法储存程知识簿中戳便今 后参考。馊铸造企业在实际生产中减少铸l 牛的废次韪，提崧铸件麴质量。 ( 2 ) 可以提高我国铸造奄业质量控制和管理水平。系统不仅只有缺陷分析，而且还 有对成品和各工序控翩点的数据进行统计的髓力，并运用i s 0 9 0 0 0 的黼量管理和 矮量保证鲍方法熟控制图、排列圈、壹方图等避行分据。在进行分孝厅孵，除了鼹 图形进行显示外，出现超标的参数时，还有声街自动报警并有提示信息。 ( 3 ) 系统还可以对质量文件、设备、材料及工装模其进行管理。 慈之，铸造生产质量控制积篱理专家系绫黠铸造金渡匏基掌生产懿嚣攮控 制和管理、提高企业的技术水平和管理水平有很大的帮助，是我国铸造企业提高 铸件质量、增加企业生产效懿的需袋，有良好的发展前景。 7 硕士研究生毕业论文一铸造生产质量控制和管理专家系统 第二章铸造生产质量控制和管理专家系统需求分析 2 1 我国铸造企业生产存在的问题 我国的铸造企业现已达到2 4 0 0 0 多家，其中中小铸造企业超过8 0 【2 1 。笔者通 过对多家铸造企业的调研，发现许多铸造企业存在技术水平低、质量管理方法落 后或效果不理想，导致产品质量不稳定、废品率高、生产成本高等，具体表现在： ( 1 ) 技术水平低：许多铸造企业专业技术人员相对匮乏，专业资料不齐全，判断 缺陷只是凭少数人员的经验，往往缺陷判断的不准确，导致制定的改进措施也不 当，增加了改进铸件质量的周期，浪费了大量的人力、物力。 ( 2 ) 生产过程管理方法落后：许多铸造企业在铸件质量管理中的质量记录和统计 分析一直是靠手工来完成，质量分析也一直是用手工完成、凭经验判断，导致统 计、分析工作繁杂，速度缓慢，并且是事后分析，此时铸件的缺陷已经产生。 ( 3 ) 企业质量管理不规范：大部分铸造企业未能利用全面质量管理和i s 0 9 0 0 0 族国际标准的质量管理理论和方法来管理质量，许多生产废品是由于非生产原因 产生，生产记录不全，产生废品以后不能准确地找出产生的部门和工序，以至于 长时间不能解决，影响企业的经济效益。 2 2 铸造生产质量控制和管理专家系统需求分析 针对我国铸造企业的现状，本系统着重运用全面质量管理和i s 0 9 0 0 0 族国际 标准的质量管理理论，结合企业生产的特点，解决企业生产、管理中的问题，达 到减少铸造生产的废品，提高企业经济效益的目的。本系统需完成以下工作： 1 根据i s 0 9 0 0 0 族质量管理中“构筑体系的基础是过程，运作体系必须控制过 程”的思想和全面质量管理中的“三全”思想，结合铸造企业生产的实际开发铸 造生产质量控制和管理专家系统； 2 根据铸造生产企业的实际，在铸造生产中正确、合理地设计控制点，记录下过 程参数，并利用全面质量管理的数据统计处理和i s 0 9 0 0 0 的质量改进工具分门别 类地对这些数据进行分析。如配砂工序中的湿压强度、水分、紧实率、透气性和 剪切强度；制芯工序中的热拉强度、发气量；化学成分管理中的碳、硅、硫、磷 和锰；浇注工序中的浇注时间和浇注温度以及机械性能中的抗拉强度和硬度共1 6 8 硕士研究生毕业论文一铸造生产质量控制和管理专家系统 个指标用休哈特控制图进行控制。如过程处于稳定状态，则利用控制图确定的上 下控制线进行日常控制，只要输入测定的参数，计算机自动判断过程参数是否超 标。如超标计算机具有声音自动报警功能并出现提示信息，使生产管理人员和技 术人员可根据提示查阅知识库中的内容，采取相应的措施对生产进行改进，提高 铸件的质量，从而达到控制生产、提高产品质量的目的。对于废品分析要采用排 列图，使所生产管理人员找出生产中的主要问题，再参考缺陷知识库中的内容逐 步加以解决；对于造型废品数量也采用排列图，使生产管理人员能找出废品与人 之间的关系，从而采取相应的管理措施改进；对于铸件的尺寸精度则使用直方图 进行分析；突破传统的控制理论和控制方法，引入两种质量理论，对型芯的透气 性进行现场诊断，在生产中及时发现问题及时解决； 3 按照铸件缺陷的外观特征，将铸件缺陷分类，设计出全面、符合生产实际的铸 件缺陷知识库，使用户根据缺陷的外表特征就可以判断出缺陷的种类，点击菜单 或按扭就可以查询缺陷的内容，包括缺陷别名、国际编号、缺陷特征、产生原因、 改进措施、补救措施等，用户易于操作，并允许用户根据本企业的生产实际对知 识库进行修改、保存。如果缺陷与铸造生产的过程参数有关，可以利用生产质量 控制模块中的方法对过程参数进行分析、判断；如果与设备、材料、工艺规程或 工装模具有关，也可以查阅生产质量管理模块防止措旖的内容，以便有针对性地 解决生产中的问题，也可以让用户参考其它企业改进铸件缺陷的措施，解决自己 企业技术的问题： 4 根据全面质量管理和i s 0 9 0 0 0 族国际标准质量管理理论，铸件质量与原材料、 生产设备、工艺文件、质量标准、工装模具等有着直接的关系，因此系统还应包括 质量文件( 工艺文件、质量标准等) 的管理、工装模具管理、设备管理、材料管 理等内容，基本涵盖铸造生产过程的各个方面，为实施i s 0 9 0 0 0 族标准的企业提供 质量管理文件的参考，提高质量控制和管理水平。 5 系统界面友好，易于操作，使一般的生产管理人员、技术人员都能够查询缺陷 知识库，根据需要修改、打印缺陷知识库的相关内容；检验人员能尽快地输入数 据并分析结果，发现问题时能及时通知生产技术人员加以改进；材料管理人员能 输入、修改、查询材料库；生产管理人员能全面地掌握设备、工装模具的情况。 9 硬士磺囊；生掌位论文铸造j b 产质鼍控制和管理专家系统 第三章铸造生产质量控制和管理专家系统总体设计 3 1 系统总体设计恿想 此系统是为铸遗企业或车间设计的一个铸造生产质量控制和管理专家系统。 总体设计思想是一切为用户着想，界面要美观大方，操作尽量简单明了；功能全 蹶，满足铸造企业的生产嚣要，可以为铸造企业提供准确的信息；计算机的资源 是受眼铡豹，要是分利用其功能，在确保功糍强大的情况下，尽爨减少对系统资 源静占蠲。锭铸造企业雀铸传缺陷分聿蓐、铸逡过程控剽方嚣粤| 入科学熬管理方法， 紧密缝缩台全面质羹管淫和i s 0 9 0 0 0 簇戮际标嘏静矮薰管理理论。特涮楚在铸造 生产过程控制方面，充分成用全面质量管理稀i s 0 9 0 0 0 质繁改进工其籍中静各种 统计方法，对铸件的质量有重大影响的参数进行统计、分丰斤。发现不厩常的参数， 及时采取措施进行调整，鼹大限度地减少铸件废品的产生，提高铸件的脯量。系 统还可以对铸造设铸、原材料、工装模具和质量文件进行臀理。 在设诗时，姆系统设诗成题大功姥模块：铸造缺陷分析模块和生产质量管理 攘块。 3 2 系统总体设计的方法概要 本系统是采用面向对象的程序设计思想进行编制的，整个系统由若干个表 单、菜单、类、报表、图形组成，由项目管理器统一管理全部程序的编写和调试。 周户可以通过主表单调用系统的嚣项功能。 强国对象程序设计不再是单缒豹从代码灼第一褥一直编写到最后一行，而是 考虑鲡侮创建对象，利耀对象来麓倦程露设计，便予程序豹维护翻扩嶷。 3 3 系统的开发和运行环境 综合考虑我国铸造企业的设备落后、投资少、经济效益不佳的现状，本系统 采用m i c r o s o f tv i s u a lf o x p r o6 。0 中文版开发，可以在普通的5 8 6 以上微机、 w i n d o w s 9 5 9 8 中文版操作系统下运行。本系统利用m i c r o s o f tv i s u a lf o x p r o 强 大兹数掇痒警璁功戆积友好界嚣，管理缺陷知识库并实现蓬询、修改和打印等功 能；并对浩繁、复杂静铸造生产艨量数攥进行分类管理，并遴霉亍数理绞诗分析。 1o 硕士研瑚：生掌位论文铸造点；产质量控制和赫理专家系统 在需要时逐可以升迁到s q ls e v e r 等大型数据库系统，以便通过网络系统和在线 检测、控铡系统实褒互联互i 羲，共辜数据姿添。 3 4 系统的总体功能分析 铸造生产痰羹控割帮管毽专家系统需要完成静主蘩功熊模块有： 铸造缺陷分橱模块：此模块主要功能是篱理缺陷知识库。在此功能模块下， 又分为已知缺陷和未知缺陷两种。已知缺陷模块包括缺陷知识库的查询、 对鲡识痒内容承修改帮对麴谖痒凌容静打露等；未知缺陷模块辩需要通过 缺陷特征凌找缺陷的大类，再通过缺略的特援描述找到其属于哪嵇具体缺 陷，再查询其缺陷知识库。 生产质量管理模块：就模获主要秘能是j i 于生产过程豹工净质量、瑗品分辑 质量文件、工装模具、设备、材料等进行管理。在此模块中，蘩单项褰质 量文件、成品检验、生产过程控制、工装模具管理、设备管理、材料瞥理、 帮助、系统维护等部分，其中生产过程控翩又分为凝砂工部质髓管理、稍 芯工帮囊爨警理、造溅工帮矮量蛰理、会箍工部质爨簧理、冲天炉熔化质 量管理、化学成分控制、浇注工部质量觜理以及清理及后处理工部质艟管 理 成品稔验分为废品分析、铸件机械性能分析、铸件尺寸控制。 在系绞中，嚣令模块露鞋鸯撬逮络会莛寒使麓。在姣陷分掇系绞中，分辑 到缺陷产生的原因以质，如果与过程参数有关，则可利用生产质量管理模 块中方法来分帮予、诊断；如果与设备、材料、工艺规程或工装模具有关， 毫哥戳查耀生产震量整理撰浃痨雾。在生产鬟量警溪模块中，翔粟过程参 数越过范围，则系统会自动报警，并出现提示信息，提示可能或已经出现 的缺陷；在废品分析中能找到一段时间内铸件的主簧缺陷；通过对造溅废 鑫分李厅确定废晶较多鹣造墅人员筏铸造生产管理入爨、技术入鬣麓够有舒 对性地对生产进行改进，对操作人员进行考核、教寅，达到提高铸件质量 的目的。 3 。5 系统蛉总体结构框图 根据上面的总体功能分析，画出的系统总体结构框图如下图3 1 所示： 硕士研究生掌位论文一铸造生产质量控制和管理专家系统 图3 1 系统总体结构框图 而铸造缺陷分析模块和生产质量管理模块的结构框图如下图3 2 、3 3 所示 图3 2 缺陷分析模块的结构框图 12 硕士研究生躺位论文铸造生产厦 量控制和镣理专家系统 煞产矮霪管毽模块 生产质量管理菜单 量 文 件 酗 分 爨 品 捡 验 械 性 魃 分 析 各 管 理 件 尺 寸 分 析 料 簿 疆 工 装 模 具 管 理 舯围一 砂 工 部 质 量 管 理 芯 工 韶 质 量 管 理 型 工 韶 质 量 管 理 箱 工 部 质 量 管 理 天 炉 熔 炼 矮 量 管 件 能 学 成 分 控 制 注 工 部 质 量 管 理 道 工 序 质 量 管 理 阐3 3 生产质量管理模块的结构框图 3 。6 系统中铸件质量改进的思想 在铸造生产中，通过对铸造生产的质量控制发现问题以后，利用i s 0 9 0 0 0 族 篷露拣准震量改遴方法来对生产过程送行黢遴，爨这裂提窝产瑟震量黪器匏。 在i s 0 9 0 0 0 族标凇中，质量改进的方法是持速改进( p d c a 循环) 2 9 1 。其中： p 一一计划阶段：找出存在的问题，通过分析制定改进的目标，确定达到这 些髫稼翡冀体措施藉方法； d 一一执行阶段：按照制定的计划要浓去 乍，以实现质量改进蛇目标； c 一检查阶段：对照计划要求，检焱、验证执行的效果，及时发现改进过程 中的经验及阔题： a 一一处理阶段：把成功她经验加以努定，划定戏标准、程廖、剑发( 失败的 教训也可纳入相成的标准、程序、制度) 。巩固成绩，克服缺点。 p d c a 循环的特点怒：不新循环上升。四个阶段癸周而复始遗转动，丽每一次 转动都剪裁妁基撂和内容，缎过一次循黪改进一个溺题。葵獯蓼霆形螺下图3 。4 所示： l3 硕士研究生掌位论文铸造生产质量控制和管理专家系统 改 进 保持 图3 4p d c a 循环( 持速改进) 示意图 控制方法是定期记录工艺参数进行统计分析，判断铸造厂( 车间) 生产状况， 找出主要原因，确定质量改进的方案并在实际生产中加以应用，经过一定的实践， 再一次对工艺参数进行分析，不断改进，从而提高铸件的质量。这种方法就是 i s 0 9 0 0 0 族标准中的质量改进。在铸造生产中其流程图如下图3 6 所示： 图3 5 铸造质量改进流程图 l4 锁士研埔：生学位论文铸造曩i 产艘量控制和镣理专家系统 第四章铸造生产质量控制和管理专家系统 的详细设计及编码 4 1 项目管理器设计 v i s u a lf o x p r o6 0 使焉颂磊管理器撬供筠萃霹亳踅豹方法帮劲瘸户篱瑾务类复 杂的资源，项目篱理嚣有两个主要功能： ( 1 ) 基于项目类型进行项目的文件的组织： ( 2 ) 为集中顼蟊稳序中所有部件挺貘了一个容器，激准备将它们编译箴应孺 程序( 。a p p ) 或霹执行文l 牛( 。e x e ) 。 项目管理器中组织的部件包括表、液单、数据库、报农和其它部件。为提高 软件开发移维护酌效率，使瑙项西管理器设计铸造生产震量控裁和管理专家系统。 项爨管理瓣的建立过程为： 单击v i s u a lf o x p r o6 0 主菜单栏的