嵌入式工序质量SPC系统研究

论文摘要

如今商品的竞争就是质量的竞争,制造企业所面临的挑战就是看能否保证连续生产出高质量的产品。因此,企业迫切需要一种实施质量控制的智能辅助工具,同时这种智能辅助工具及其所应用的质量控制方法又必须同现代生产条件和生产模式的转变相适应,才能发挥真正的作用。在现代制造条件下,先进制造技术、先进加工设备以及先进检验设备的大量采用,对现场质量控制提出了更高的要求;同时随着市场需求的变化,多数企业又不约而同地把生产模式由“批量生产”模式逐步调整到“多品种、小批量生产”模式,大批量的SPC方法在小批量的生产中已经不能适用。针对这些问题,本文设计了一种嵌入式的工序质量SPC系统,并进行了硬件和软件的开发,同时研究了适于嵌入式系统的小批量SPC方法及其控制图识别方法。首先,本文分析了当前多品种小批量生产制造模式下,实施统计过程控制所面临的困难,探讨了一种适合在嵌入式系统中应用的小批量SPC方法。接着,对控制图的识别方法进行研究,提出一种基于BP神经网络的控制图识别方法,设计了该方法在嵌入式系统中应用的实现方案。最后采用ARM9内核的S3C2410芯片作为中央处理器设计了嵌入式工序质量系统,使系统具有较高的运行速度和数据处理能力;同时为使监控系统能够接受多种接口形式的在线检测数据,系统配置了RS232、USB、RJ45、IIC等通信接口;而且系统还配置了LCD和键盘接口,以便于人机交互。系统的软件设计采用了微软的Windows CE操作系统,运用Emebedded Visual C进行了质量控制软件的开发,质量控制软件具有Windows风格的图形用户界面、过程能力分析、控制图分析、实时诊断、质量数据的储存和管理、数据自动采集以及与网络通讯等功能,构成了完整的工序质量SPC系统。经应用验证表明:本文研究的嵌入式工序质量SPC系统具有功能完善、结构紧凑、使用方便并具有良好的系统可扩展性;无论从技术上,还是从经济性,都是一种可行的实用系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 SPC 在质量控制中的作用
• 1.2 论文研究的背景目的和意义
• 1.3 SPC 概述
• 1.3.1 SPC 的兴起
• 1.3.2 SPC 的研究现状
• 1.4 论文的主要内容及论文结构
• 第二章 基于嵌入式系统的小批量SPC 方法研究
• 2.1 SPC 方法实现质量控制的原理
• 2.2 常规SPC 方法用于小批量生产方式所遇到的问题
• 2.3 对现有小批量质量控制方法的评价
• 2.3.1 基于系统过程建模的方法
• 2.3.2 回避参数估计的方法
• 2.3.3 Bayes 方法
• 2.3.4 数据变换法
• 2.4 适用于嵌入式系统的小批量SPC 方法研究
• 2.5 适用于嵌入式系统的小批量控制图建立实例
• 第三章 嵌入式系统中控制图识别方法的研究
• 3.1 控制图概述
• 3.1.1 控制图的种类
• 3.1.2 判别控制图的准则
• 3.2 控制图识别方法
• 3.2.1 控制图识别方法分析
• 3.2.2 神经网络模型
• 3.2.3 BP 神经网络
• 3.2.4 嵌入式系统下神经网络控制图识别的实现方案
• 3.3 控制图识别的实例
• 3.3.1 权值与偏值矩阵的获取
• 3.3.2 控制图识别
• 3.4 提高神经网络识别能力的方法
• 3.4.1 样本数据的模糊化处理
• 3.4.2 样本数据在存在自相关性时的处理
• 第四章 嵌入式工序质量SPC 系统总体设计
• 4.1 系统的构建原理
• 4.2 系统的功能分析
• 4.3 系统的网络架构
• 第五章 系统硬件与软件设计
• 5.1 系统硬件设计
• 5.1.1 系统的硬件组成
• 5.1.2 系统的硬件选择
• 5.1.3 时钟、复位和电源电路设计
• 5.1.4 数据存储单元设计
• 5.1.5 输入输出单元
• 5.1.6 数据通信接口
• 5.1.7 彩色液晶屏及触摸屏驱动电路
• 5.2 系统软件设计
• 5.2.1 嵌入式操作系统的选择
• 5.2.2 WindowsCE 内核镜像与开发环境的生成
• 5.2.3 系统软件功能设计
• 5.2.4 质量控制软件应解决的关键问题
• 5.2.5 IIC 驱动程序的设计
• 5.2.6 串口通讯程序的实现
• 5.2.7 网络通讯程序的实现
• 5.2.8 控制图显示程序的实现
• 5.2.9 嵌入式数据库的实现
• 5.3 程序的运行实例
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献