飛機(jī)裝配過程質(zhì)量數(shù)據(jù)深度分析與控制

劉貢平

摘? 要：飛機(jī)生產(chǎn)安裝過程中，飛機(jī)裝配是其中的重要環(huán)節(jié)。在飛機(jī)裝配過程中，一定程度上存在裝配過程質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)性不足，數(shù)據(jù)利用效率有待提升的問題，針對這種問題，該文就飛機(jī)裝配過程質(zhì)量數(shù)據(jù)深度分析與數(shù)據(jù)控制的有效策略進(jìn)行分析與探討，以期提高裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)的利用價值，發(fā)揮數(shù)據(jù)信息為支撐飛機(jī)裝配質(zhì)量優(yōu)化起到的積極作用，有效提高飛機(jī)裝配質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)裝配質(zhì)量;數(shù)據(jù)分析;數(shù)據(jù)控制

中圖分類號：V262.4? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

對于飛機(jī)制造而言，飛機(jī)裝配是其中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，航空公司為了降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、保證生產(chǎn)質(zhì)量與產(chǎn)品性能，就需要竭力提高飛機(jī)裝配效率及裝配質(zhì)量。隨著測量輔助裝配技術(shù)被應(yīng)用于飛機(jī)裝配環(huán)節(jié)，飛機(jī)裝配過程中所產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息的價值愈發(fā)凸顯，也成為保證飛機(jī)裝配過程質(zhì)量的重要元素。

1 飛機(jī)裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)深度分析

目前在飛機(jī)裝配制造工作中，數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)的應(yīng)用尚未成熟，但隨著數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的日漸凸顯，飛機(jī)裝配制造過程對于質(zhì)量數(shù)據(jù)的累積與深度分析，必然成為提高飛機(jī)裝配質(zhì)量及工作效率的重要因素。大數(shù)據(jù)時代，人們對于數(shù)據(jù)信息的重要價值有更多的認(rèn)識，在繁雜的飛機(jī)裝配過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的挖掘、分析與管理工作，可以作為提高飛機(jī)裝配質(zhì)量及工作效率的重要切入點(diǎn)，同時也可以幫助技術(shù)人員更好地對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并提煉其中有價值的數(shù)據(jù)。

1.1 數(shù)據(jù)聚類特征的分析選擇

飛機(jī)裝配過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息不計(jì)其數(shù)，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時，應(yīng)采用聚類挖掘技術(shù)進(jìn)行重要數(shù)據(jù)的整合，歸納冗余參數(shù)，提煉特征參數(shù)，強(qiáng)化對于這些特征參數(shù)的挖掘與應(yīng)用。數(shù)據(jù)聚類分析方法的應(yīng)用，即根據(jù)數(shù)據(jù)樣本的固有屬性對數(shù)據(jù)進(jìn)行類型劃分，在劃分?jǐn)?shù)據(jù)類型時，盡量保證同類數(shù)據(jù)屬性與異類數(shù)據(jù)屬性之間保持較大差距。將數(shù)據(jù)聚類分析方法與特征算法相互結(jié)合，對相關(guān)特征聚類中無關(guān)特征參數(shù)的數(shù)據(jù)加以刪除。

出于獲取關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)特征的考量，進(jìn)行多特征選擇算法的應(yīng)用時，應(yīng)就數(shù)據(jù)特征類進(jìn)行信息篩選，濾除噪聲數(shù)據(jù)，以過濾式算法進(jìn)行特征集合的選擇。完成特征集篩選之后，可通過數(shù)據(jù)聚類的方式，對數(shù)據(jù)特征之間的屬性關(guān)系加以確定，可基于數(shù)據(jù)的相似性進(jìn)行組別劃分，提煉關(guān)鍵特征，確定關(guān)鍵參數(shù)。

1.2 以關(guān)聯(lián)規(guī)則分析特征關(guān)系

考慮到數(shù)據(jù)信息的高維特征，飛機(jī)裝配質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析工作中，可將飛機(jī)裝配質(zhì)量與相關(guān)技術(shù)人員之間存在的隱藏關(guān)系作為切入點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息挖掘，進(jìn)行關(guān)聯(lián)關(guān)系的構(gòu)建，對其他影響因素進(jìn)行排除。假設(shè)飛機(jī)某一次裝配工作人員為P=（裝配員xID），其中xID屬于集合{ID1，ID2，…，IDi}，裝配質(zhì)量等級為Q=（裝配質(zhì)量等級y），y∈{a，b，…，j}。假設(shè)A為某次裝配過程中裝配員的操作情況，則A={xID，y}，As={（xID，y）}，為該次裝配過程中裝配員操作的Apriori分析項(xiàng)集。事務(wù)項(xiàng)Ts={（裝配員ID1，裝配質(zhì)量等級a），（裝配員ID2，裝配質(zhì)量等級b），…，（裝配員IDi，裝配質(zhì)量等級j）}，代表該次飛機(jī)裝配操作中所有參與人員的操作事務(wù)。Ts為As項(xiàng)集組合，每個裝配員的具體操作過程都可以集合成一個數(shù)據(jù)集，事務(wù)的全部可能集合采用P×Q來表示，采用Apriori分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，提煉P×Q中的全部頻繁項(xiàng)集，通過該項(xiàng)集生成關(guān)聯(lián)性規(guī)則。

飛機(jī)裝配工作中，不同裝配環(huán)節(jié)由不同工作人員進(jìn)行操作，而操作人員專業(yè)技能等方面存在一定差異，會影響飛機(jī)的裝配效果。為此，可針對裝配人員技能差異的平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并假設(shè)i=10。當(dāng)裝配質(zhì)量等級j=5時，項(xiàng)目事務(wù)數(shù)量將達(dá)到250。在數(shù)據(jù)分析時，如果采用Apriori分析方式，則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)運(yùn)算量加大，因此該方法的應(yīng)用難以實(shí)現(xiàn)，可采用數(shù)據(jù)模型體系及聚類特征的選擇，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的預(yù)處理，降低數(shù)據(jù)維度，減少數(shù)據(jù)總量，選擇其中質(zhì)量較為優(yōu)異的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可有效降低數(shù)據(jù)維度及數(shù)量。在實(shí)際的數(shù)據(jù)分析時，需采用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)處理方法，裝配人員的操作A可采用裝配項(xiàng)、裝配員ID信息及質(zhì)量等級來加以表示。

1.3 數(shù)據(jù)結(jié)果分析評估

采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行飛機(jī)裝配的評價與分析，充分結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)分析質(zhì)量問題根源，對IDx及IDy之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行研究。在研究中可以發(fā)現(xiàn)，IDx及IDy為依賴關(guān)系，采用量化數(shù)據(jù)進(jìn)行表達(dá)，明確二者之間的影響程度，進(jìn)行隱性關(guān)聯(lián)關(guān)系的挖掘。對于裝配員之間關(guān)系的評價，可采用杠桿率lev（R）作為評價指標(biāo)，杠桿率越大，其對于裝配質(zhì)量的影響越大。采用確信度conv（R）對裝配人員IDx及IDy之間的獨(dú)立性進(jìn)行評價。

2 飛機(jī)裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)控制方法

2.1 飛機(jī)裝配質(zhì)量的波動規(guī)律

飛機(jī)裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)的控制，應(yīng)當(dāng)以數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法，對飛機(jī)裝配及生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制工作進(jìn)行研究與分析，采用應(yīng)用廣泛的SPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)。SPC技術(shù)的應(yīng)用是以統(tǒng)計(jì)學(xué)原理為基礎(chǔ)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法監(jiān)控飛機(jī)裝配過程的每一個階段，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)與保障。

飛機(jī)裝配過程中，無論技術(shù)應(yīng)用過程如何標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，所裝配的產(chǎn)品都不可能完全相同，或多或少都會存在一定會差異與不足，而這種特點(diǎn)被認(rèn)為是質(zhì)量數(shù)據(jù)所固有的特性，即質(zhì)量波動性。飛機(jī)裝配中存在的質(zhì)量波動，按照其成因的性質(zhì)，可以劃分為偶然性因素與系統(tǒng)因素2種，偶然性因素?zé)o可規(guī)避，系統(tǒng)性因素則可采取有效措施加以避免。飛機(jī)裝配的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，能夠?qū)|(zhì)量波動性進(jìn)行描述，也可以描述質(zhì)量波動的規(guī)律性特征，也正是由于對質(zhì)量波動的規(guī)律性特征有所了解，才能夠?qū)@種質(zhì)量波動規(guī)律加以利用，以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配質(zhì)量的控制與改進(jìn)，提升飛機(jī)生產(chǎn)效率。

2.2 裝配數(shù)據(jù)波動規(guī)律的測量

飛機(jī)裝配質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析與控制，即對飛機(jī)裝配數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，采用數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)抽象信息的具象化，運(yùn)用數(shù)學(xué)公式的度量分析，并結(jié)合正態(tài)分布概率、泊松分布等方式對概率分布變化規(guī)律進(jìn)行研究，通過定量控制的方式分析具體的工序能力，了解質(zhì)量數(shù)據(jù)的集中情況，明確數(shù)據(jù)信息的分散程度，以便開展數(shù)據(jù)規(guī)律的量化控制。在進(jìn)行數(shù)據(jù)控制時，應(yīng)采用統(tǒng)計(jì)控制圖的控制方法，將飛機(jī)裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)的影響因素劃分為“人、機(jī)、料、法、環(huán)”5個方面，數(shù)據(jù)輸出過程中，相關(guān)因素會隨時間產(chǎn)生同步變化，并體現(xiàn)在質(zhì)量數(shù)據(jù)規(guī)律特征上。要想實(shí)現(xiàn)對于飛機(jī)裝配過程的數(shù)據(jù)控制，就需要對飛機(jī)裝配中影像數(shù)據(jù)信息中存在的特殊因素加以剝離與剔除，以實(shí)現(xiàn)飛機(jī)裝配過程輸出特性的優(yōu)化與改良。

飛機(jī)裝配過程中，無論普通因素還是特殊因素，都能夠?qū)^程輸出造成影響，為此應(yīng)強(qiáng)化對于過程輸出的監(jiān)控工作，對其中導(dǎo)致波動的根本性因素進(jìn)行有效識別，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對于數(shù)據(jù)信息的有效控制，通過分析典型分布是否出現(xiàn)偏離就可以判定是否出現(xiàn)特殊原因波動。

3 結(jié)語

飛機(jī)的數(shù)字化生產(chǎn)過程中，需采用信息化技術(shù)以支撐飛機(jī)裝配與制造過程，這就使在飛機(jī)裝配與制造工作中累積大量歷史數(shù)據(jù)，可采用數(shù)據(jù)挖掘、分析與控制方法，通過數(shù)據(jù)分析以明確質(zhì)量問題存在的關(guān)鍵特征，實(shí)現(xiàn)對于飛機(jī)典型部件裝配質(zhì)量的優(yōu)化控制。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭守國，崔雁民，王青，等.飛機(jī)裝配現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集平臺設(shè)計(jì)[J].浙江大學(xué)學(xué)報（工學(xué)版），2018，52（8）：1526-1534.

[2]孟飆，周飛，王旭東，等.面向飛機(jī)裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)深度分析方法研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2015，15（34）：235-241.

[3]陳哲涵，杜福洲，唐曉青.基于關(guān)鍵測量特性的飛機(jī)裝配檢測數(shù)據(jù)建模研究[J].航空學(xué)報，2012，33（11）：2143-2152.