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[期刊] 工业工程与管理
[作者]
赵媚 潘尔顺 郭瑜 孙志礼
针对焊膏印刷过程中,设计变量与输出质量特性间非线性关系难以获得的情况,提出了基于双响应曲面法的参数优化方法。以焊膏厚度均值及其方差作为优化目标,首先建立焊膏厚度均值及其方差与设计变量之间的响应曲面模型;其次,考虑焊膏厚度的波动,提出以置信度概念缩小设计区间,以提高设计结果的稳健性。最后,求解最优化模型,其最优解即为最佳参数组合。试验结果表明,采用所提出的方法,工序能力指数Cp从1.01提高到了1.52。
[期刊] 工业工程
[作者]
方俊涛 何桢 宋琳曦 张阳
响应曲面方法是生产过程改进和优化的一种非常有效的方法。在传统的响应曲面模型的建立过程中,通常假定随机误差服从正态分布且相互独立具有相同的方差。但是实际生产中随机误差的方差并不是完全相同,观测值中会存在异常点,这就需要稳健的估计方法来抑制异常点对模型估计的影响。为了降低异常点对响应曲面模型最优值的影响,针对响应曲面方法中的中心复合设计,充分考虑到不同实验设计位置上可能出现异常点的情况,对稳健M-回归方法:Huber-估计、Tukey-估计和Welsch-估计进行了理论比较研究。研究结果表明Welsch和Tukey-估计能有效改善异常点对响应曲面模型最优值的影响,消弱异常点对中心复合设计的干扰。通...
关键词：
响应曲面 稳健M-回归 中心复合设计
[期刊] 统计与决策
[作者]
张流洋 马义中 任鸣鸣 李俊华
针对复杂产品质量设计阶段的静态多响应稳健参数设计中的模型参数不确定性问题,现有的多响应优化方法大都对响应的样本均值与样本方差采用双响应曲面法分别建模以考虑多响应的最优性与稳健性。文章在此基础上分析构建了均方根误差响应这一新的稳健性度量指标,提出了考虑模型参数不确定性的满意度函数方法,结合置信区间思想分析了模型参数不确定性对均方根误差响应的影响,并依据复杂产品质量设计阶段的实例进行分析研究,验证了该方法能够得到多响应系统在模型参数不确定性情况下更为稳健的全局最优解。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
任晓蕾 汪建均 丁春风 翟翠红
在复杂产品或先进制造过程中往往存在各种影响产品质量设计的不确定性因素，会对模型精度和分析结果产生不利影响。因此，针对模型不确定的非正态响应稳健参数设计问题提出了一种新的广义线性模型的贝叶斯模型平均方法来解决非正态响应的模型不确定问题。首先，在贝叶斯广义线性模型的框架下纳入变量指示器和模型指示器，利用因子效应原则识别显著效应；其次，通过贝叶斯抽样技术计算变量指示器和模型指示器的后验概率以确定模型权重与模型结构，并利用模拟程序获得模拟响应值；然后，基于模拟响应值构建质量损失函数确定优化方案寻找最优解。最后，通过实际微纳钻孔和3D打印案例证明了该方法的有效性。结果表明，在解决非正态响应下的模型不确定的稳健参数设计中，所提方法与现有方法相比质量损失更低且更加合理稳健。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
崔庆安 丁静静 赖旭东
采用基于高斯过程回归(GPR)的响应曲面法优化3D打印的过程参数，以降低打印件侧面的精度损失，改进打印质量。首先选择四个较为显著的因素：层厚、打印速度、喷嘴温度、热床温度，运用拉丁超立方抽样设计实验；然后采用高斯过程回归拟合侧面误差的响应曲面模型；进一步运用精英保留遗传算法对模型寻优，并对寻优结果进行实验验证；最后选用同样的参数与实验域进行传统响应曲面实验，经部分因子实验、最速下降实验和响应曲面实验后得到最终优化结果。结果显示，高斯过程回归响应曲面的优化结果总相对误差为2.917‰，与传统响应曲面模型相比误差减少38.59%，且其预测的置信区间也比传统响应曲面模型缩短78.14%，说明了所提方法在参数优化和复杂系统建模方面有效性。
[期刊] 数理统计与管理
[作者]
张流洋 马义中 汪建均 任鸣鸣
本文回顾了质量损失函数方法的演变过程,描述了多元期望质量损失函数方法是由分别刻画多响应的最优性、稳健性与预测性能等三个质量损失项以累加形式构成,分析了基于累加形式的多元期望质量损失函数方法的不足,提出了基于乘积指数加权形式的多元期望质量损失函数方法,采用了似然不相关回归技术对模型进行联合参数估计以考虑多响应之间的相关性,考虑了三个质量损失项的权重系数组合变化对相关多响应系统整体质量损失的影响,并结合实例进行分析研究,结果表明本文方法不仅能够得到使实际相关多响应系统更为稳健的全局最优解,而且能够权衡三个质量损失项对实际相关多响应系统整体质量损失的主次作用。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
崔庆安 朱傲泉
为提高3D打印成型工件精度，降低其对不可控因子变化的敏感性，提出一种基于高斯过程回归建模和改进粒子群寻优的稳健参数设计方法。首先选择四个显著的可控因子：层厚、打印速度、热床温度、喷嘴温度，并确定其可行域；其次利用超拉丁方设计获取建模样本集，采用高斯过程回归分别拟合打印工件精度均值和方差的两个响应曲面模型；而后以均值方差之和最小化为寻优目标，采用惯性权重非线性递减的改进粒子群算法对模型寻优；最后通过现场实验对寻优结果进行验证。与传统双响应曲面法的对比表明，所提方法在优化结果、拟合性能、寻优能力等方面有显著的改善和提高。
[期刊] 统计与决策
[作者]
周晓剑 顾翔
稳健参数设计是一种质量改进的重要技术，能够从产品生产的源头上减少和控制波动的产生。双响应曲面法是其常用的方法，主要是利用低阶多项式模型来拟合均值和方差响应，但当样本较复杂（如为非线性或者高维样本）时，低阶多项式模型的拟合性能往往较差，求解优化问题效果不佳。支持向量回归机对非线性数据有良好的拟合潜力，但其性能依赖于参数的合理设置，文章将贝叶斯优化应用于支持向量回归机的参数选择，并将优化后的模型应用于稳健参数设计中响应曲面模型的构建，提出一种基于贝叶斯支持向量回归机的稳健参数设计方法。试验结果表明，所提方法和其他常见优化方法相比，可以获得更精确的响应曲面，可以在实际应用中近似得到可靠的最优因子搭配水平。
关键词：
稳健参数设计 支持向量回归机 贝叶斯优化
[期刊] 统计与决策
[作者]
周晓剑 高云龙
针对传统的稳健参数设计是离线设计这一问题，文章提出了一种在线稳健参数设计方法。首先，选择更适合高维非线性复杂过程建模的高斯过程（GP）模型构建响应面，通过在线策略改进GP模型，使其具备处理流式数据的能力，将其称为在线高斯过程（OGP）模型。其次，结合响应面法（RSM）中的单响应优化策略构建在线稳健参数设计框架。将当前得到的可控因子设置水平和观测到的对模型波动影响最大的噪声因子作为新样本更新响应面模型，重做稳健参数设计，直至获得可控因子的最优设置水平。最后，结合仿真算例验证了所提方法的有效性。结果表明，该方法能够有效找到可控因子的最优设置水平，较好地兼顾了输出响应的最优性和稳健性，且参数设计效率更高。
[期刊] 工业工程
[作者]
杨方 高齐圣 于增顺
基于双响应曲面方法提出了一种解决多响应稳健设计的优化方案。对多响应稳健设计优化问题进行分析,提出了双响应曲面方法与满意度函数法相结合的稳健优化设计方法。该方法通过引入多响应均值满意度和多响应方差满意度,将可控因素和噪声因素的波动产生的方差结合到满意度函数中,并考虑了优化结果的稳健性。采用该方法对文献实例进行分析,得到了较好的优化结果。
[期刊] 统计与决策
[作者]
周祥 陈雪平 严静 林金官
预测能力是实际应用工作者评价设计优劣的重要准则之一，一般地，通过方差散布图可以对一个固定球面上的设计预测能力进行比较和选择，但无法获得对整个设计区域上的比较结果。文章介绍了基于正交表的响应曲面设计（OACD）以及基于极小极大准则的改进设计（OACM），并应用全区域预测方差占比准则——FDS准则对这两类中心组合设计进行预测能力的比较。结果表明，在一个较小方差范围内，OACD得到的FDS结果要优于OACM，而对于大部分给定方差值，OACM的FDS结果要优于OACD。
关键词：
试验设计 最优设计 正交设计 FDS准则
[期刊] 统计与决策
[作者]
刘洪久 胡彦蓉 Robert Rieg 马卫民
现金流是企业经营的源泉,科学地预测企业现金流对决策者、投资人和银行都具有重要意义。文章通过应用响应曲面法进行建模和仿真,利用滑动窗技术,对一汽轿车的现金流量的预测进行了实证研究。研究结果表明,响应曲面模型具有较好的预测效果。模型的拟合和预测效果与滑动窗发送器的尺寸、响应曲面法的具体函数选择有关。
关键词：
响应曲面法 现金流预测 滑动窗
[期刊] 工业工程
[作者]
何桢 张凯 梁昭磊
裂区设计是处理工业试验设计中存在随机性约束的一种设计,针对现实的裂区设计中存在关联因子的问题,尝试提出将嵌套效应建模引入裂区试验设计的处理方法,通过对标准的面中心响应曲面的再构,为存在关联因子的裂区响应曲面设计提供了可行的方案。经过对标准裂区设计矩阵的改进,构造出存在关联因子裂区试验的二次项拟合模型,而且保证了普通最小二乘和广义最小二乘在模型拟合时的相等性,从而使得实验数据的分析更为简便。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
侯莹莹 赵岩 唐国胜 郭帅 韩玲玲 李学军 张志东 杨鹤 刘双利 张连学
【目的】采用中心组合设计-响应面法优化淫羊藿苷的超声波提取工艺。【方法】在单因素试验的基础上采用中心组合设计方法,研究了乙醇用量、超声提取时间、液(mL)固(g)比及其交互作用对淫羊藿苷提取率的影响。【结果】通过岭脊分析确定的淫羊藿苷最优提取条件为:乙醇体积分数68%、超声提取时间23min、液(mL)固(g)比32∶1,该条件下淫羊藿苷的提取率可达到0.661%,与理论值0.663%十分接近。【结论】确定了淫羊藿苷的最佳提取工艺,该工艺具有耗时短、提取率高、能量消耗少且工艺稳定可靠等优点。
[期刊] 工业工程与管理
[作者]
吴锋 马义中 汪建均
在产品质量设计与制造过程中,通常假定产品或过程的最优参数设计能够准确无误地实施。然而,由于环境温度、湿度以及电压等噪声因素的干扰以及测量误差的作用,过程输入的最优参数设计值往往会呈现出一定的波动,与预定的设计参数值存在一定的偏差。为此,将离线的质量设计技术与在线调整技术相结合,考虑测量误差的情形下,提出一种在线调整的稳健参数设计新方法。首先,通过稳健参数设计方法确定离线控制变量的最优参数设计值;然后,利用传感器技术对生产过程中的可测噪声因子进行在线测量,并借助在线技术调整在线控制变量,对整个过程的期望损失进行调整与补偿,从而降低产品或过程的波动,最终提升产品或过程的设计质量。最后,通过半导体的实际例子验证所提方法的有效性。
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