（纺织工程专业论文）基于运筹学及统计学的生丝产质量管理.pdf

基于运筹学及统计学的生丝产质量管理中文摘要 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理 中文摘要 金融危机爆发后 纺织企业首当其冲 在这样的大环境下 企业要做的不是盲目 的扩大生产和提高产量 而是如何提高自身的核心竞争力 因此 优秀的生丝质量品 质和合理的生丝生产策略才是企业持续性稳定发展的有效途径 本课题的研究正是从这一客观实际出发 以定纤感知器定纤感知模型为理论原 型 以缫丝的工艺为生产约束 以统计学中的多元统计和运筹学中的线性规划为分析 方法 探讨了生丝产质量管理的一些方法 首先 引入定纤感知器摩擦力的公式 并 进行理论证明 然后将其转化为生丝纤度的表达式 从而在原有制丝学纤度公式之外 得到一种新的途径 可提取影响生丝纤度的各种参数 其次 由于单因素的正交试验 条件是确定的 条件的客观性使得企业有时无法做出工艺的调整 因此 根据影响生 丝纤度的多种参数 提出几组工艺方案的组合 运用多元统计分析中的主成分分析和 聚类分析找出最优工艺组合 为工厂的工艺设计提供参考和选择 最后 认为企业仅 仅提高了质量还是不够的 产量管理策略也是很重要的 因此 以缫丝工艺为约束条 件 用单纯形表的方法进行线性规划 得出最优生产组合和利润最大化 并讨论了最 优组合的变化情况 此外 介绍了本课题所使用的辅助分析软件m f p s 和s p s s 给 企业提高产质量分析的效率提供了一种方法 关键词 生丝产质量 线性规划 摩擦力模型 多元统计分析 计算机 作者 周维 指导老师 胡征宇 副教授 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理 英文摘要 s i l kp r o d u c t i o na n d q u a l i t ym a n a g e m e n tb a s e do n o p e r a t i o n a lr e s e a r c ha n ds t a t i s t i c s a b s t r a c t a f t e rt h eo u t b r e a ko ff i n a n c i a lc r i s i s t h ei m p a c to ft e x t i l ee n t e r p r i s e sa l eb e a r i n gt h e b r u n to ft h i st i m e i nt h i se n v i r o n m e n t w h a tt h ee n t e r p r i s e sn e e dt od oi sn o tb l i n d l y i m p r o v et h eo u t p u to fr a ws i l k b u th o wt oi m p r o v et h e i rc o r ec o m p e t i t i v e n e s s t h e r e f o r e t h eb e s tr a ws i l k q u a l i t ya n dr e a s o n a b l ep r o d u c t i o ns t r a t e g yi s a l le f f e c t i v ew a yo ft h e c o n t i n u o u sa n ds t a b l ed e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s e s u s i n gd e f i b r a s ep e r c e p t r o np e r c e p t u a lm o d e lf o rt h e o r yp r o t o t y p e u s i n gp r o d u c t i o n c o n d i t i o no ff i l a t u r ef o rb o u n d i n g u s i n gt h em u l t i v a r i a t es t a t i s t i c a lo fs t a t i s t i c sa n dt h e l i n e a rp r o g r a m m i n go fo p e r a t i o n sr e s e a r c hf o ra n a l y s i s t h er e s e a r c h t o p i ci sf r o mt h i s r e a l i t yt od i s c u s ss o m em e t h o d so fr a ws i l kp r o d u c t i o na n dq u a l i t ym a n a g e m e n t f i r s t l y i n t r o d u c i n gt h ef i x e ds e n s o rf i b e rf r i c t i o nf o r m u l aa n dp r o v i n gi t a n dt h e nt u r n i n gi ti n t o t h ee x p r e s s i o no fd e n i e rr a ws i l k an e ww a yt oe x t r a c tt h ev a r i o u sp a r a m e t e r si m p a c t i n g t h er a ws i l ks i z e s e c o n d l y a sar e s u l to fs i n g l e f a c t o ro r t h o g o n a le x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s i st ob ed e t e r m i n e d a n dt h eo b j e c t i v i t yo fc o n d i t i o nm a k e se n t e r p r i s e ss o m e t i m e sn o ta b l e t oa d j u s tp r o c e s s t h u s a c c o r d i n gt ot h ei m p a c to fav a r i e t yo fr a ws i l ks i z ep a r a m e t e r s t h e p r o g r a ms e t sac o m b i n a t i o no ft e c h n o l o g y t h eu s eo fm u l t i v a r i a t es t a t i s t i c a la n a l y s i so f p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i sa n dc l u s t e ra n a l y s i so ft h eo p t i m a lp o r t f o l i op r o c e s sf o r p r o c e s sp l a n td e s i g na n ds e l e c t i o no fr e f e r e n c e f i n a l l y t h ee n t e r p r i s e si sn o te n o u g ht o i m p r o v et h eq u a l i t y p r o d u c t i o nm a n a g e m e n ts t r a t e g i e si sa l s ov e r yi m p o r t a n t t h e r e f o r e f o rt h es i l kr e e l i n gp r o c e s sc o n s t r a i n t s t h es i m p l e xt a b l e a uo ft h el i n e a rp r o g r a m m i n g m e t h o d t h eo p t i m u mp r o d u c t i o nm i xa n dt om a x i m i z ep r o f i t s a n dd i s c u s s e dt h ec h a n g e s i nt h eo p t i m a lp o r t f o l i o i na d d i t i o n i n t r o d u c e dt h es u b j e c tb yt h eu s eo fs o f t w a r e a s s i s t e d 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理 英文摘要 a n a l y s i so fm f p sa n ds p s s t oi m p r o v et h ee f f i c i e n c y p r o d u c t i o na n dq u a l i t yo fa n a l y s i s p r o v i d e dar e f e r e n c e k e yw o r d s r a ws i l kp r o d u c t i o na n dq u a l i t y l i n e a rp r o g r a m m i n g f r i c t i o nm o d e l m u l t i v a r i a t es t a t i s t i c a la n a l y s i s c o m p u t e r w r i t t e nb y z h o uw e i s u p e r v i s e db y i 1 uz h e n g y u 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明 所提交的学位论文是本人在导师的指导下 独立进 行研究工作所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果 也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料 对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人承担本声明的法律 责任 研究生签名 压 丛笙 日 学位论文使用授权声明 苏州大学 中国科学技术信息研究所 国家图书馆 清华大学论文 合作部 中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档 可以采用影印 缩印或其他复制手段保存论文 本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 除在保密期内的保密论文 外 允许论文被查阅和借阅 可以公布 包括刊登 论文的全部或部分 内容 论文的公布 包括刊登 授权苏州大学学位办办理 誓鬻 琴臻孝 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第1 章序言 第1 章序言 中国是世界四大文明古国之一 有着悠久的历史和丰富的民族文化遗产 栽桑 养蚕 缫丝和利用蚕丝织造丝绸 是古代中国人民的伟大发明 是中华民族的智慧 科技 艺术和文化的结晶 中国人对蚕丝的创造性应用 极大的丰富了人类的物质文 明生活 在世界文明史上占有十分重要的地位 1 1 论文研究的背景和意义 高贵华丽 轻柔飘逸的真丝绸一直被人们誉为 纤维皇后 以其绿色 健康 天然的特性深受世人的喜爱 茧丝产业作为我国古老的传统产业 也是我国现今唯一 能在国际市场上保持垄断地位的产业 长期以来是我国的一个投入少 产出率高 见 效快 出口创汇多的行业 我国的丝绸业为支援国家建设 为广大农村脱贫致富和增 加农民收入 为解决城市劳动就业和农村富裕劳动力 为丰富国内外市场 增加国家 财政收入 改善人民生活等方面做出了重要的贡献 l 据统计 我国生丝和坯绸产量 分别占世界产量的7 4 和4 5 以上 居世界第一位 生丝和坯绸出口量分别占国际市 场贸易量的8 0 和6 0 左右 涉及2 0 0 0 万户农民收入的增加和近1 0 0 万职工的就业和 社会稳定 2 丝绸行业成为我国加入w t o 后可以主导国际市场的少数几个优势产业之 一 同时茧丝绸行业也成为我国出口创汇的有效途径 0 7 年海关统计数据见表1 应 该说 茧丝绸业是我国一个特殊的产业 在国民经济中具有特殊的地位 从国际上看 世界市场一体化进程在逐步加快 闭关锁国发展经济的模式已经彻 底被人们所抛弃 中国经济的发展需要世界 同样世界经济的发展也离不开中国 正 是在这一背景下 中国顺应时代的潮流和本国经济发展的需要加入了国际世贸组织 中国丝绸产品要走向世界也必须适应新的贸易规则 目前我国丝绸产品虽然在国际上 处于垄断地位 但其只是在数量上占有优势 在质量方面 中国的丝绸产品还绝大多 数处于中低档水平 无法获得应有的出口附加值 3 嘲 造成这一现象的原因主要有以 下几个方面 一是我国在丝绸生产设备研发和更新方面的投入不够 绝大部分生产设 备还是沿用老的8 0 年代生产设备 没有把当今日新月异的高新科技利用起来 二是 在我国计划经济已让位于市场经济 企业的所有制性质发生了巨大变化 目前我国的 丝绸企业绝大部分是私营企业 其中 中小型企业又占绝大部分 从而使得各个丝绸 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第1 章序言 表1 1 2 0 0 7 年1 月 2 0 0 7 年1 2 月真丝绸商品出口汇总统计 商品名称数量单位数量金额 万美元 份额 合计 8 8 4 7 8 4 3 71 0 0 0 0 蚕茧公斤 8 0 1 6 4 0 07 2 9 80 0 1 丝类公斤 2 6 5 0 7 8 0 7 0 06 2 4 3 2 2 97 0 6 长丝类 公斤 1 6 7 3 1 4 3 5 0 04 2 8 0 7 8 24 8 4 桑蚕丝公斤 1 2 9 0 4 6 6 7 0 031 6 3 5 4 13 5 8 厂丝 公斤 9 2 6 5 3 6 7 0 02 2 7 4 0 7 52 5 7 土丝 公斤 1 4 4 7 2 0 0 03 5 6 9 20 0 4 双宫丝公斤 2 6 4 0 7 6 1 0 06 2 4 0 8 4o 7 1 其它桑蚕丝公斤 8 5 3 8 1 9 0 02 2 9 6 9 00 2 6 柞蚕丝公斤 8 4 8 4 8 9 0 02 0 7 6 3 9o 2 3 其它生丝公f 0 0 00 0 0 丝纱线公斤 2 9 7 8 2 7 9 0 09 0 9 6 0 31 0 3 短丝类公斤 9 7 7 6 3 7 2 o o1 9 6 2 4 4 72 2 2 废丝公斤 2 5 2 0 1 5 0 o o4 0 6 1 1 40 4 6 绢纺纱线公斤 7 0 1 9 7 8 1 0 01 4 8 1 3 2 01 6 7 触丝丝纱线公斤 51 5 0 4 3 3 0 09 4 2 9 1 81 0 7 其它绢纺纱线公斤 18 6 9 3 4 8 0 0 5 3 8 4 0 2o 6 1 供零售用短纤丝公斤 2 3 6 4 4 1 0 0 7 5 0 1 3 0 0 8 绸类米 6 7 8 1 9 6 6 4 5 l 伪6 0 2 5 0 0 3 46 8 1 0 真丝绸缎米 2 5 11 8 9 0 2 5 0 0 7 8 7 8 0 8 5 8 9 0 坯绸米 2 0 0 3 81 6 6 9 0 0 5 5 0 4 3 5 7 6 2 2 印染绸米 4 5 9 4 3 0 8 2 0 02 2 1 4 6 7 32 5 0 其它机织物米 4 8 6 4 2 7 4 0 01 5 9 0 5 5 o 1 8 化纤绸米 6 5 3 0 7 7 7 4 2 6 0 05 2 3 7 1 9 4 85 9 1 9 合纤绸米 6 4 9 1 6 8 5 6 5 9 0 05 2 0 0 9 2 3 75 8 7 8 人丝绸米 3 9 0 9 1 7 6 7 0 03 6 2 7 1 10 4 1 丝绸制成品 21 9 7 7 8 7 62 4 8 4 手帕条 0 0 00 0 0 头巾条 2 9 0 6 5 7 2 9 0 07 7 3 3 9 50 8 7 领带条 11 8 9 5 1 9 6 2 0 02 8 2 4 9 7 03 1 9 地毯 条 2 7 7 4 2 4 0 04 2 5 9 1 60 4 8 服装套 1 5 9 9 8 6 0 7 7 0 01 6 9 7 0 1 9 91 9 1 8 针织服装件 7 9 2 6 4 6 3 8 0 06 7 0 3 8 6 97 5 8 梭织服装件 8 0 7 2 1 4 3 9 0 01 0 2 6 6 3 3 01 1 6 0 其它制成品条 1 6 5 0 6 4 2 6 0 09 8 3 3 9 51 1 1 资料来源 海关统计 2 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第l 章序言 企业没有足够的资金和能力去研发新产品和新设备 另外由于企业以盈利为目的 同 行之间存在竞争的特性 使得丝绸行业内一些先进的技术和工艺不能很好的得到交 流 固步自封直接导致现在的丝绸企业产品质量参差不齐 三是我国的一些丝绸企业 对品牌效应的认识不足 没有创造自己的品牌 一直停留在产品加工的阶段上 即产 品生产完后贴上的是外国商标 我国丝绸企业只是赚取了一点点加工费而已 绝大部 分丝绸产品利润还是被国外厂商赚走了 l 置身于整个国际纺织的大环境下 我国纺织工业经历从自我满足到进口替代再到 出口导向三个政策阶段 而从行业本身发展特质看 依照经典的 里兹模型 根据生 产量 国际贸易量 生产能力 产业策略 产业结构 国内经济政策以及国内市场等 7 个因素把纺织工业划分为7 个阶段 依次为维生阶段 起飞 早期工业化 快速成 长阶段 发散 整合阶段 产业发展量质具增阶段 高弹性低整合阶段 创意独具实 质整合阶段和产业发展新型态阶段 我国纺织工业应该是完成了第三阶段正在进行 第四阶段 刀 鉴于此 提高我国纺织行业自动化水平是必经之路 也是一件迫在眉睫 的大事 势在必行 应该清醒的认识到我国是一个丝绸生产大国而不是一个丝绸生产强国的这一事 实 尤其是我国生产的作为丝绸产品初级原料的生丝已经受到国际市场竞争的压力和 挑战 虽然中国的生丝一直以来都以优良品质闻名于世 但目前巴西生产的生丝质量 也有很大的提升 而印度的生丝产量和质量在逐步提高 纠 而且世界生丝市场已经 出现中低档生丝供大于求 高档生丝供不应求的局面 但中国的生丝质量绝大多数还 是处于中低档水平 因此我国丝绸 生丝 产业面临着生存发展道路上的严峻抉择 为了保持和加强我国丝绸 生丝 大国的地位 提高我国丝绸 生丝 产品的竞争力 1 2 必须打破依靠传统 经验和人工的工艺设计及加工处理方法 对影响丝绸 生丝 产品产 质量的因素进行数字化分析 进而采用高新技术 计算机技术 对工艺设计的 改进进行全面的指导 开发出能快速应对消费市场急剧变化的高效快速产品设计系统 以使我国的生丝产品具有面向市场 适应 少批量 多品种 高质量 趋势的能力 1 2 国内外质量控制研究概况 我国的生丝行业根本原因还是质量问题 质量不高的主要原因则是基础管理问 3 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第1 章序言 题 基础管理的薄弱环节主要是粗放型的管理模式 1 2 1 世界质量控制发展史 纵观世界质量控制发展史 可以分为四个阶段 1 3 1 见表2 表1 2 世界质量控制发展史的几个阶段 l时间2 0 世纪4 0 年代前2 0 世纪5 0 年代2 0 世纪6 0 年代2 0 世纪8 0 年代后 f 质量控制发展阶段检验质量控制统计质量控制全面质量管理标准质量控制 第一阶段 2 0 世纪4 0 年代前的检验质量控制阶段 此阶段单靠检验来控制质量 是 种迟后质量保证方式 第二阶段 2 0 世纪5 0 年代前后的统计质量控制阶段 是利用各种统计方法 把 各种不合格消除在过程之中的一种预防性质量保证方式 第三阶段 2 0 世纪6 0 年代后的全面质量管理阶段 它充分利用前两个阶段的方 法和p d c a p l a n 计划 d o 做 c h e c k 检查 a c t i o n 改进 循环 建立自我完善机制 是全员参与的 全过程 全企业的质量管理方式 第四阶段 2 0 世纪8 0 年以来兴起的质量管理标准控制阶段 是将质量管理的方 法和要求标准化 即i s 0 9 0 0 1 标准 并经9 4 版特别是2 0 0 0 版的修订 真正荟萃了世 界各国质量管理的经验结晶 形成了系统完善的管理标准 i s 0 9 0 0 0 标准 遵循了质量管理体系p d c a 过程 为其质量管理体系总要求 管 理职责 资源提供 产品实现 测量分析和改进过程提供了系统 适宜 充分 有效 的控制方法 i s 0 9 0 0 0 标准2 0 0 0 版将统计技术作为质量管理的基础 我们应结合自身实际和 行业特点 系统利用新标准提供的质量管理理念和控制方法作为指导 调整 完善 改进原有的质量管理体系 并在各项工作中选择适宜的统计技术方法 对重要质量指 标进行分析 预测 控制 对关键工艺参数进行优选 从而为质量体系管理 工艺技 术管理 领导决策提供科学的依据 统计技术是从西方发起的 2 0 世纪4 0 年代 美国为解决军工产品的质量 在军 工产品的生产中首先采用了统计技术 并迅速提高了产品质量 二战后 很快扩展到 民营企业 并取得显著成效 至今统计技术仍起着非常重要的作用 仅1 9 9 9 年通用 电器公司报告 从其开展六西格玛 6o 改进项目中就节省成本2 0 亿美元 另外产 4 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第l 章序言 生了4 亿美元的净收益 而联合信号公司报告 1 9 9 8 年节约成本5 亿美元 二战后 日本两度邀请统计学家戴明博士传授s p c 统计过程控制 邀请朱兰博士讲授质量 管理 终于在1 9 8 0 年一跃而居世界质量和劳动生产率的领导地位 据调查 1 9 8 4 年 日本中小企业平均每家采用1 3 7 张控制图 1 4 1 这说明 统计技术不但在过去 而且在 现在 一直是质量控制的有效工具 1 2 2 我国质量控制状况 i s 0 9 0 0 0 标准2 0 0 0 版将统计技术作为质量管理的基础 加重了对统计技术的使 用要求 但我国企业统计技术使用寥寥无几 质量管理流于形式 导致产品质量不 高 市场竞争力不强 为此 希望中国纺织企业借实施i s 0 9 0 0 0 标准的契机 结合自 身实际和行业特点 系统利用新标准提供的质量管理理念和控制方法作为指导 调整 完善 改进原有的质量管理体系 并努力在各项工作中选择使用适宜的统计技术方法 对重要质量指标进行分析 预测 控制 对关键工艺参数进行优选 一定会为质量体 系管理 工艺技术管理 领导决策提供科学的依据 并在质量管理体系的运行和不断 完善中 不断提升质量管理水平 l 习 1 3 运筹学的发展状况 运筹学是一门应用于管理有组织系统的学科 运筹学为掌管这类系统的人提供决 策目标和数量分析的工具 中国的第一个运筹学研究小组是在钱学森 许国志先生的 推动下于1 9 5 6 年在中国科学院力学研究所成立的 其应用是在1 9 5 7 年始于建筑业和 纺织业 从1 9 5 8 年开始在交通运输 工业 农业 水利建设 邮电等方面皆有使用 尤其是在运输方面 从物资调运 装卸到调度等 1 9 5 8 年 建立了专门的运筹学研 究室 但由于在应用单纯形法解决粮食合理运输问题时遇到了困难 我国运筹学工作 者于是创立了运输问题的 图上作业法 而管梅谷教授则提出了 中国邮路问题 模型的解法 可想而知 运筹学从一开始就被理解为与工程有着密切联系的学科 1 9 5 9 年 第二个运筹学部门在中国科学院数学研究所成立 这是大跃进中数学家们投身于 国家建设的一个产物 力学所小组与数学所小组于1 9 6 0 年合并成为数学研究所的一 个研究室 当时 其主要研究方向为 排队论 非线形规划和图论 还有人专门研究 5 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理 第l 章序言 运输理论 动态规划和经济分析 5 0 年代后期 运筹学在中国的应用主要是集中在 运输问题上 一个典型的例子是 打麦场的选址问题 在使用运筹学的基础上 其 结果大大节省了人力资源 1 6 1 7 1 自6 0 年代以来 被认为是运筹学迅速发展和开始普 及的时期 此阶段的特点是运筹学进一步细分为各个分支 专业学术团体的迅速增多 更多期刊的创办 运筹学书籍的大量出版以及更多学校将运筹学课程纳入教学计划之 中 第三代电子数字计算机的出现 促使运筹学得以用来研究一些大型复杂系统 如 城市交通等 运筹学被广泛应用于政府机构 国有部门 企业界 至1 9 6 3 年 应用 运筹学的行业已有飞机和导弹制造 玻璃 金属 矿业 包装 造纸 炼油 照相器 材 印刷和出版 造鞋 纺织 烟草业 运输 木材加工 餐饮业和民意调查等 很 多大型企业都设有自己的专业运筹队伍和小组 例如i c i n c b u n i t e d s t e u e n g l i s h e l e c t r i e b i s r a u n i l e v e r 等 至1 9 7 0 年 运筹学几乎已经渗透到所有的政 府部门和机构 1 9 7 6 年后 我国国防科学技术大学为湖南常德地区研制了社会经济 1 0 年规划 所用的主要工具就是运筹掣1 8 1 9 1 近2 0 年来 信息科学 生命科学等现代高科技对人类社会产生了巨大影响 中 国运筹学工作者还关注到其中一些运筹学起作用的新工作方向 例如 我国的运筹学 工作者 将全局最优化 图论 神经网络等运筹学理论及方法应用于分子生物信息学 中的d n a 与蛋白质序列比较 芯片测试 生物进化分析 蛋白质结构预测等问题的 研究 在金融管理方面 将优化及决策分析方法 应用于金融风险控制与管理 资产 评估与定价分析模型等 在网络管理上 利用随机过程方法 研究排队网络的数量指 标分析 在供应链管理问题中 利用随机动态规划模型 研究多重决策最优策略的计 算方法 在这些重要的新方向上 我国都取得了可喜的进展及成绩 有一些已进入国 际先进水平的行列 被有关同行所认可 瑚 1 4 自动缫管理理论的研究情况 目前国内外文献上有见报道用数学方法对制丝工艺进行研究的国家主要有日本 和中国 日本在这方面研究的主要有岛崎昭典从实测数据文件抽取茧丝纤度曲线进行 模拟缫丝 2 0 1 三浦斡彦借助多次曲线描述茧丝纤度序列的基础上进行模拟定纤缫丝 2 1 1 小野曾用三次或四次曲线描述茧丝纤度连续变化进行模拟缫丝 2 2 等 但近年来 由于日本制丝工业的不景气 导致了大量制丝技术人才的流失 使之处于停滞状态 6 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第1 章序言 与之相反中国的制丝工业目前处于蓬勃发展期 国内有很多技术专家和科研人员对这 方面进行了研究 8 0 年代中期 南充丝二厂和西南石油学院管理工程系合作进行了 计算机并庄优化设计 取得了较好的效果 高学军则根据最优化设计原理建立起缫丝 工艺设计的约束方程和目标函数 并用f o r t r a n 语言 采用混合罚函数法 s u m t 调用 d f p 法 在计算机上进行了缫丝工艺优化设计 作了有益的探索 荣宏用b a s i c 语言 在计算机上计算解舒调查和一粒缫调查的各种数据 计算速度快 数据准确无误 有 力地辅助了制丝工艺设计 捌 还有苏州大学的白伦 2 4 锎 费万春田 2 9 徐回祥 3 0 3 1 1 胡征宇f 3 2 等人进行了大量的制丝工艺计算机优化设计和模拟缫丝理论研究 1 5 存在的主要问题 通过对现有的各种研究文献的分析 我们可以发现茧丝生产无论是从工艺还是管 理都取得了很大进步 这也是这几年来我国生丝质量不断提高的可靠保证 但是 本 文认为还有几个方面可以进一步加以完善 其一 在生产过程中 由于不同产品在利 润上的差异是相当大的 原料茧购入后怎样安排加工生产 目前大多企业尚没考虑 对于各种规格 等级的生丝生产哪种或哪几种规格等级的生丝会获得最大的利润 而 这些都须在加工之前进行合理规划的 而不是盲目生产之后再分析 其二 丝条与隔 距片间的摩擦力问题 在对垫片改进后的感知器存在缺陷 有必要进行修正 根据摩 擦力的分类定义 感知器摩擦性质分析的结果 可以认为感知器纤度感知理论模型十 分复杂 必须反映出存在的接触摩擦 流体摩擦 边界摩擦的混合摩擦 以及滑动摩 擦 静摩擦等各种摩擦 有必要对该摩擦力模型进行讨论 同时 在感知器垫片厚度 的取值方面 大家的认识还不够统一 也需要再讨论一下 其三 在进行工艺设计时 人工处理数据的过程繁琐而复杂 工作量大 出错率高 效率低 涉及周期长 工艺 设计还涉及到很多人为因素和客观因素 如感知器垫片厚度 温湿度 煮茧生熟度 车速 缫丝汤温等因素 都可能使设计所得的方案无法满足实际生产的需要 也有必 要进行归类分析 以指导实际生产 其四 现在的茧丝业 虽然由于自动缫丝机的大 量普及使得自动化程度大大提高 但在对生丝产质量的分析上还主要依靠人工 茧丝 业的行业软件甚少 因此 有必要在实用软件上再作研究开发 7 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第1 章序言 1 6 本文研究意义和主要内容 1 6 1 目的和意义 本文的目的是通过分析原料茧质量 成品价格和生产能力等因素 指导企业每种 规格的产品分别生产多少 可以使得在用同样数量的原料茧的情况下达到利润最大 并通过分析影响生丝纤度的因素对纤度的影响程度 实现自动缫生丝纤度的现场管 理 达到一般管理人员与每一个操作工都能象老技术人员一样 能正确地判别绪头纤 度是否在控制要求范围内 彻底改变纤度抽样检验质量的不稳定性 因为抽样检验存 在随机性 力争消灭目前商检等级与实际使用效果的不一致性 真正做到i s 0 9 0 0 0 质量管理体系在缫丝中的运用 其意义是 随着国家东桑西移进程的深入 缫丝行业已经向环境污染少的西部地 区转移 但西部地区技术相对落后 待遇没有东部地区高 缫丝厂的技术力量就有下 降可能 如果能够通过网络技术 将论文研究的通过计算机程序完成的生丝产质量控 制的成果在西部地区缫丝厂使用 提高西部企业的竞争力 通过合理的生产和准确的 纤度控制 保证每一绪 每一台车 每一天的质量尽量保持一致 减少抽样误差 使 生丝等级真正代表内在质量 1 6 2 主要内容 第1 章序言 查阅文献 系统阐述国内外质量控制状况和自动缫质量管理的理论 研究 发现问题 确定研究专题为基于运筹学及统计学的生丝产质量管理 第2 章生丝产质量辅助分析软件介绍 介绍了本课题使用的分析软件m f p s 和 s p s s 使用v i s u a lb a s i c6 0 为开发平台编制产量规划软件 介绍软件主要框架和流 程 运用m f p s 进行线性规划 介绍该软件的特点 介绍s p s s 软件的优点及使用其 进行多元统计分析的方法 第3 章生丝纤度模型的演变 引入定纤感知器纤度感知理论 建立控制实际摩擦 力与细限纤度理论摩擦力的关系 并对丝条与感知器摩擦力模型进行论证 证明模型 与公式的合理性 最后把纤度实际摩擦力公式转化为纤度的表达公式 得出对纤度成 绩有影响的参数 为下一章多元分析建立模型 第4 章生丝纤度控制的多元分析 对由实际摩擦力的理论公式推导出的生丝纤度 8 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第1 章序言 公式 p f 4 7 7 罢 一吃 一 1 一以 4 f 1 2 s j 塑 一 七2 7 7 2 口浮 2 口厂 中的水膜层内的速度梯度华 水膜液的粘性系数孙车间温度 影响感知器间隙 口r 等参数进行多元统计分析并系统研究 以寻找最佳控制方法及不同地区的差异 第5 章生丝产量的线性规划 认为在纺织业不景气的今天 企业仅仅是提高了生 丝质量是不够的 还需进行产量管理 提出用线性规划来指导企业合理生产 企业从 原料茧的选购开始到产品的最终制成都要严格把关 若任何一个环节出错都可能使企 业亏本 而本章则是为了解决此问题而努力 分析购进原料茧之后怎样安排g n t 生产 对于那么多的规格和等级的生丝到底该生产哪种生丝 还是哪几种规格等级的生丝组 合才能达到利润最大 所以本章主要根据成品价格 原料茧的质量以及企业的生产能 力等因素 决定企业每种规格的产品分别生产多少 可以在用同样数量的原料茧的情 况下达到利润最大 本章着重考虑了2 0 2 2 2 7 2 9 4 0 4 4 规格的各种组合情况 其 他规格可参考之考虑 第6 章结论 总结与展望 9 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第2 章生丝产质量辅助分析软件介绍 第2 章生丝产质量辅助分析软件介绍 随着计算机技术的飞速发展 它对科学技术的各个领域 社会经济的各行各业以 及人们的家庭生活产生的影响越来越大 作为典型劳动密集型产业的制丝产业 更应 积极引进计算机技术 以提高制丝生产的自动化程度 计算机技术对于生丝产质量管 理来说 一方面可以提高计算速度和计算精度 与传统人工计算相比 另一方面可 以完成一些人工难以完成的数学计算 对一些生产数据进行复杂的数学分析得出一些 规律 进一步优化管理 以提高制丝企业的生丝产质量 本课题以生丝质量的多元分析和产量的线性规划为基础 借助计算机软件辅助分 析 提高管理效率 我们主要使用了s p s s l 5 0f o rw i n d o w s 进行生丝质量的多元统计 分析 使用了多功能规划方法系统 m f p s 进行生丝产量的线性规划 2 1 产量规划软件 2 1 1 软件平台的选择 以v i s u a lb a s i c 为平台 在对象工具上 v b 采用面向对象的程序设计方法 在 各个子程序模块之间采用基本相互独立的结构化程序结构 v b 是面向过程和面向 对象的程序设计方法的混合体 v b 语言有以下几个方面的主要特点 1 好学易用集成环境 在v b 集成环境中 用户可以设计界面 编写代码 调试程序 直至把应用程序 编译成可以执行的文件 2 面向对象的可视化设计 在v b 应用程序开发环境 应用了面向对象的程序设计方法 0 0 p 把程序和 数据封装起来视为一个对象工具 每个对象都是可视的 程序员在设计时只需要根据 设计界面的要求利用现有的对象工具 直接在屏幕上设置不同的对象 如 窗体 菜 单 按钮或滚动条 并为每个对象设置属性 即为所见即所得 使用v b 集成开发 环境 就可以使用其提供的非常丰富的对象工具 3 事件驱动的编程机制 事件驱动是增强程序图形界面交互性的主要方法 事件驱动是指利用用户的动作 1 0 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第2 章 生丝产质量辅助分析软件介绍 或行为控制程序运行的流向 用户的每个动作或操作行为都可以产生 个事件 每个 事件都可驱动一段程序的运行 程序员只需要编写响应用户动作的代码 各个动作之 间不一定有联系 代码短 易编写 易维护 4 结构化的程序设计语言 v b 系统提供丰富的数据类型 众多的内部函数 子程序 事件子程序和自定义 函数等模块 各个子程序模块之间可以彼此独立 也可以相互联系 形成结构化程序 结构 简单易学 2 1 2 产量规划软件设计的总体框架 图2 1 产量规划软件设计的总体框架图 2 2m f p s 系统的使用 m f p s 3 3 是在v i s u a lb a s i c 语言和v i s u a lf o r t r a n 的环境下开发的 充分利用 了这两种计算机语言分别特有的字符处理 图形化界面及高速科学运算的优点 所以 在m f p s 软件运行上体现了在不同操作阶段进入不同应用环境的择优而用的风格 我 们使用编好的程序算出约束变量值 并代入m f p s 系统中进行线性规划 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理 第2 章生丝产质量辅助分析软件介绍 2 2 1m f p s 系统的特点 1 集多种规划方法于一体 克服其他现存规划软件功能单一的弱点 使得用户的 数学模型在规划方法的应用和多种规划方法的相互切换及分析比较方面具有充分的 灵活性和可选择性 2 有多种较完备的辅助功能模块 包含了诸如模型输入 模型编辑修改 表格式 模型输出 模型计算和报告生成以及模型文档显示等功能 形成了从输入到修改 从 计算到分析 从输出到链接显示都能够一揽子解决的功能链 顺应了用户可能提出的 多方面应用要求 使得应用更方便 更快捷 更随意 3 具有丰富 详细 实用的计算分析结果的输出 4 具有较完备的有效性检查和一致性检测功能 2 2 2 线性规划求解模块的使用 线性规划求解模块使用的方法有 单纯形法 对偶单纯形法 灵敏度分析方法 在获得最优解的情况下 系统的输出将提供最优方案的简要分析报告和各种分析表 这些分析表包括基本可行表 最优解表 松弛变量和剩余变量表 对偶解表 约束右 端常数的灵敏度分析表 目标函数系数的灵敏度分析表 基变量部分 和目标函数系 数的灵敏度分析表 非基变量部分 本文即用上面得出的约束条件的数据带入m f p s 的线性规划模块中进行线性规划 从而实现管理的数字化 2 3s p s s1 5 0f o rw i n d o w s 系统的应用 s p s s s t a t i s t i c a lp a c k a g ef o rt h es o c i a ls c i e n c e 刚是在s p s s p c 的基础上发展起 来的统计分析包 集成了数据管理 统计分析 图形报表 编程扩展为一身的功能强 大的应用分析软件包 该软件适用于自然科学 社会科学各个领域 是世界上最流行 的统计软件之一 并广泛使用该软件进行信息管理和决策分析 本文即使用s p s s l 5 0 版本对影响生丝质量的因素进行多元分析 2 3 1s p s s l 5 0f o rw i n d o w s 的特点 1 操作简单 s p s s l 5 0 的工具栏提供方便用户进行各种不同操作的按钮 用户也 1 2 基f 运筹学厦统计学白寸 产质量管 2 ii 8 f 质量辅助h 析 件升日 可以根据不同的需要增加或减少按钮 同时 s p s s l 50 还具有记忆功能 能够记忆 用户最近打开的数个文件及当前执行的统计分析与绘图功能 2 统计功能强太 用户可根据不同的需要 选择不同的统计模块完成问题的基本 统计分析和专业统计分析任务 3 菜单式操作系统和s y n t a x 程序运行的完美组台 可以通过 p a s t e 按钮 自动 生成s y n t a x 程序代码 提交系统运行即可实现指定的功能 并可以文件的形式保存 大大降低了用户的工作量 4 丰富的图表功能 5 兼容多种不同的数据格式 如扩展名为d a t x l s s l k d b f 和 w k 3 等 6 完善的帮助系统 2 32 用s p s s l 5 0 进行主成分分析 在此 我们可以用s p s s 中的 f a c t o ra n a l y s i s 因素分析的功能来进行主成分 分析 将表4 5 中的数据输入s p s s 数据编辑窗1 2 将1 4 个纤度分别命名为x l x 1 4 在 s p s s 窗口选择a n a l y z e d a t ar e d u c t i o n f a c t o r 菜单项 调出因子分析主界面 图 2 1 并将变量x l x 1 4 移入v a r i a b l e s 框中 其他均保持系统默认选项 单击o k 按钮 执行因子分析全过程 f 憎 目 b 蓐 匿婆璺 圜岩 匐蓥 嘲 口鬯兰二 圆 图2 2 园子分析主界面 暑d dm 三址m小一 m 矽巨 驴一 口 基于运筹学及统计学的生丝产质量管理第2 章生丝产质量辅助分析软件介绍 可得输出结果 如下为部分表格及图形 表2 1 主成分分析的共同度 c e 呻u n a l i t i e s i n i t i a le x t r a c t i o n x l 1 0 0 0 6 9 6 x 2 1 0 0 0 7 3 5 x 3 1 0 0 0 8 9 8 x 4 1 0 0 0 9 3 6 x 5 1 0 0 0 9 5 3 x 6 1 0 0 0 9 0 5 x 7 1 0 0 0 9 2 7 x 8 1 0 0 0 7 9 4 x 9 1 0 0 0 9 3 3 x l o 1 0 0 0 8 9 7 x 1 1 1 0 0 0 8 4 6 x 1 2 1 0 0 0 7 8 7 x 1 3 lo o o 7 7 7 x 1 4 1 0 0 0 9 4 0 e x t r a c t i o nm e t h o d p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s 表2 2 主成分分析的方差解释 t o t a lv a r i e l m ee x p l a i n e d i n i t i a le i g e n v a l u e se x t r a c t i o ns u m s o fs q u a r e dl o a d i n g s c o m p o n e n tt o t a l o f v a r i a n c ec u m u l a t i v e t o t a l o fv a r i a n c ec u m u l a t i v e l 8 1 6 95 8 3 5 35 8 3 5 38 1 6 95 8 3 5 35 8 3 5 3 2 1 4 1 01 0 0 7 56 8 4 2 81 4 1 01 0 0 7 56 8 4 2 8 3 1 3 7 99 8 4 77 8 2 7 51 3 7 99 8 4 77 8 2 7 5 4 1 0 6 5 7 6 0 58 5 8 8 01 0 6 57 6 0 58 5 8 8 0 5 6 8 94 9 2 49 0 8 0 5 6 4 5 03 2 1 29 4 0 1 7 7 3 1 02 2 1 29 6 2 2 8 8 2 0 91 4 9 29 7 7 2 0 9 1 6 1 1 1 4 79 8 8 6 7 1 0 0 9 7 6 9 49 9 5 6 2 l l 0 3 9 2 7 79 9 8 3 9 1 2 0 2 1 1 5 09 9 9 8 8 1 3 0 0 1 0 1 09 9 9 9 8 1 4 0 0 0 0 0 21 0 0 0 0 0 e x t r a c t i o nm e t h o d p r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s 基f 运筹学丑统计学舯生 产质量管8第2 章生4 产质量辅助分析软件介镕 上面 t o t a lv a r i a n c ee x p l a i n e d 表中t 0 t m 列为各园子对应的特征根 o f v a r i a n c e 列为各园子的方差贡献率 c u m u l a t i v e y l j 为各因子累积方差贡献率