پایان نامه كارشناسی ارشد رشته مهندسی صنایع با عنوان بكارگیری شبكه عصبی و كنترل كیفیت رنگ خودرو

صنایع و معادن
پایان نامه كارشناسی ارشد رشته مهندسی صنایع با عنوان بكارگیری شبكه عصبی و كنترل كیفیت رنگ خودرو مطالعه موردی: شركت سایپا مقدمه در گذشته تقاضا صرفاً برای مصرف یك كالا صورت می گرفت زیرا انتظار مصرف كنندگان از یك كالا درحد برآورده ساختن نیازهای آنان بوده ، امروزه با تولیدات انبوه كالاها انتظارات مصرف كنندگان نیز تغییر یافته و آنها بدنبال عوامل دیگری برای رضایت خود از خرید كالا می باشند. مردم علاوه بر طول عمر كالا بدنبال جلوه و زیبایی خاص آن كالا نیز می باشند كه امروزه یكی از مباحث مهم تولید می باشد.در حال حاضر با افزایش رقابت در تولیدات جهانی تولید كنندگان سعی می كنند كه به تمامی عوامل مورد نیاز مشتریان پاسخ مناسب بدهند. ظاهر و شكل مناسب كالا از مواردی است كه باید به آن توجه بسیار شود زیرا اگر چه یك كالا با دوام باشد اما دارای ظاهر زیبا نباشد، قدرمسلم تقاضایی برای آن نخواهد بود. زیرا اولین چیزی كه به نظر یك خریدار میرسد ظاهر زیبای كالا است. صنعت اتومبیل نیز از این قاعده مستثنی نیست و تولید كنندگان اتومبیل بدنبال ظاهر هرچه زیباتر چه در طراحی و چه در رنگ آمیزی آن می باشند. كیفیت مناسب در رنگ آمیزی اتومبیل می تواند زیبایی خاصی به آن ببخشد. بنابراین لازم است كه به كیفیت مناسب تر رنگ اتومبیل با استفاده از دانش امروزی پرداخته شود.اغلب فرآیندهای تولیدات صنعتی غیر خطی بوده و معمولاً عدم اطمینان و تعاملات پیچیده دارند. این امر باعث این می شود كه اهداف اقتصادی و صنعتی به سختی بدست آیند. در چالش با محیط رقابت جهانی تلاش صنایع بر اینست كه تكنولوژی خود را برای بهبود كیفیت و كاهش قیمت و به حداقل رساندن ضایعات ارتقاء دهند . امروزه میتوان با استفاده از علم و دانش به كیفیت مناسب در رنگ آمیزی اتومبیل دست یافت. فرآیندهای پوشش رنگ مانند پوشش پلیمری اتومبیل در صنایع اتومبیل و الكتروپلتینگ در صنعت پوشش نهایی فلزات یکی از این مثالهای پیچیده هستند. این فرآیندها در چند مرحله انجام می شوند. وممکن است در هر مرحله چندین مرحله عملیاتی مختلف شیمیایی و فیزیكی طی شود.این فرآیند معمولاً ویژگی هایش توسط چند پارامتر مشخص می شود. تعدادی از پارامترها را به دلیل هزینه بالا یا سختی اندازه گیری نمی توان تعیین کرده یا حتی بعضی از داده ها رانمی توانیم کامل یا با قطعیت اندازه گیری نمائیم. بطور كلی پیچیدگی سیستم باعث می‌شود كه قابلیت درك آن كاهش یافته و اندازه گیری ویژگی های آن مشكل شود. امروزه عملیات رنگ آمیزی بدنه های خودرو خیلی پیشرفت كرده است. بنابراین انتظار می رود كه رنگ بدنه خودرو دارای پوششی یكنواخت و عاری از هرگونه عیب در نظر مشتری بوده و موجبات رضایت وی را فراهم كند. با این وجود تولید رنگ با كیفیت بالا كار بسیار مشكلی است زیرا پارامترهای زیادی بر روی اسپری رنگ تاثیر گذار هستند. تعدادی از این پارامترها شامل شرایط داخل كابین پاشش، خواص مواد رنگ، شرایط كوره یا پارامترهائی كه مانند حلالها و غیره می باشند. در مجموع ایجاد هماهنگی در بین این پارامتر بیشتر علاوه بر علم ، به هنر و تجربه نیازمند است.در شرایط کنونی در رقابت بازار خورو با توجه به اینكه برای رنگ آمیزی خودرو انرژی و هزینه بالایی صرف می شود و اصل مشتری مداری، لازم است كیفیت تولید قسمتهای مختلف خودرو از جمله رنگ آن مورد توجه بیشتری قرار گیرد. برای بهبود كیفیت رنگ روشهای كنترل كیفی متنوعی برای رنگ خودرو وجود دارد. این روشها بیشتر جنبة بازرسی را دارند و مسائل و مشكلات كیفی كالای نیمه ساخته یا نهایی را شناسایی می كنند و راه حلهایی هم در جهت رفع عیوب ارایه می دهند.كه اغلب این روشها بر اساس تجربه است . حال در این تحقیق می خواهیم به سنجش پرداخته و با استفاده از شبكه عصبی كیفیت رنگ بدنه های خودرو را پیش بینی كنیم . دراین پژوهش تلاش بر اینست که با دریافت اطلاعات بموقع از عیوب جلوگیری كنیم و تا حد ممكن كیفیت را افزایش داده و در نهایت هزینه های تولید را كاهش دهیم . در یك سالن رنگ كارخانه اتومبیل بدنه های خودرو لایه به لایه رنگ می شوند . در هر شیفت نمونه هایی از بدنه ها انتخاب و ضخامت رنگ آنها اندازه گیری می شود. مشكلات ضخامت رنگ سبب ایجاد عیوب مختلفی می شود. بطور سنتی در صنعت پوشش اتومبیل كنترل كیفیت بر اساس بازرسی در جهت كاهش عیوب انجام می شود(2001 .Lou)این دیدگاه که بر اساس بازرسی می باشد. به حل خیلی از مشكلات كیفی كمك می كند ولی این دیدگاه بصورت بعد از رویداد و تولید صورت می گیرد. بنابراین اقدامات بعد از رخ دادن و شناسایی عیوب انجام می شود و مشكلات كیفی نمی توانند در مراحل بعد پیش بینی شوند. کلمات کلیدی: رنگ آمیزی ED صنعت اتومبیل بهبود كیفیت رنگ كنترل كیفیت رنگ خودرو بكارگیری شبكه عصبی در رنگ خودرو 1-1 پیش زمینه تحقیق بهبود كیفیت رنگ ضامن یافتن ویژگیهای اسپری در مراحل مختلف می باشد كه مستلزم ایجاد مدلهای اسپری می باشد. در سالهای گذشته تلاشهای زیادی در مدلسازی اسپری رنگ شده ولی بعلت غیر خطی بودن و پیچیدگی آن پیشرفت زیادی حاصل نشده است(1991 Skormin and Siciliano ) .مدلهای هیورستیك در مدلسازی این فرآیند ها مانند سیستم های خبره ایجادشد (لووهانگ Lou and haung 2003) . از كارهایی كه در زمینه پیش بینی ضخامت رنگ انجام شده می توان از ماتریس ژاكوبین كه در سال 2002 توسط Filev ارائه شد (Filve 2002 ) و مدلهای شبكه عصبی كه توسط لووهانگ در سال 2002 صورت گرفته است نام برد. این مدلها فرصتی برای مطالعه روی عملیات بصورت وسیع تر و با متغیرهای بیشتری برای بهبودكیفیت فراهم می نمایند .(Li 2004).ماتریس ژاكوبین هم اكنون بصورت موفقیت آمیزی در سیستم كنترل كیفیت رنگ استفاده می شود. این ماتریس بیشتر بر اساس منطق فازی است و از ابراز هوشمند ( RBIC ) استفاده می نماید. هم اكنون ایده ها و مسائل گوناگونی هم بطور موفقیت آمیز توسط شبكه عصبی غیرخطی انجام می شوند. در كارهای قبلی که توسط شبکه عصبی انجام شده است ورودی ها بصورت محدودتر ارائه شده زیرا در پروسه رنگ آمیزی ، مطالعات آكادمیك و علمی به تنهایی در كنترل فرآیند پاسخگو نمی باشد. از آنجائیكه كسب تجربه در كنترل پروسه بسیار با اهمیت می باشد با مشاوره با متخصان مجرب به این نتیجه رسیدیم که می توان از متغیرهای بیشتری نسبت به کارهای انجام شده قبلی استفاده نمود. در نهایت با مشاوره با اساتید و مدیران باتجربه دست اندركار متوجه شدیم كه باید ضخامت رنگ طوری اندازه گیری شود كه میزان خطای اندازه گیری به حداقل برسد. بنابراین می توان گفت كه نسبت به كار قبلی ما در اندازه گیری ضخامت رنگ توانسته ایم روش بهتر و دقیقتری را اجرا نمائیم كه در بخشهای بعدی به تفصیل به آن اشاره خواهد شد . درطرح این تحقیق ابتدا معرفی موضوع تحقیق ، اهمیت و ضرورت انجام آن به اختصار تشریح و توجیه گردیده و اهداف تحقیق بیان می گردد. در ادامه مسئله تحقیق و سوالات پیرامون موضوع تحقیق مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سپس قلمرو موضوعی و جغرافیایی تحقیق ارائه می گردد و محدودیت های موجود در حین تحقیق اعلام خواهد شد و نهایتاً واژه های عملیاتی مورد استفاده معرفی می گردند.از آنجا كه این رساله بر پایه فوق شكل گرفته است در انتهای این فصل ساختار آن ارائه گردیده تا بر اساس آن مطالعه و بررسی پایان نامه به راحتی صورت پذیرد. فهرست مطالب فصل اول : طرح تحقیق مقدمه 2 1-1 پیش زمینه تحقیق 4 1-2 موضوع تحقیق 6 1-3 اهمیت موضوع و لزوم انجام تحقیق 6 1-4 اهداف تحقیق 7 1-5 مسئله تحقیق 7 1-6 سؤالات تحقیق 5 1-7 قلمرو تحقیق 7 1-7-1 قلمرو موضوعی 8 1-7-2 قلمرو جغرافیایی 8 1-7-3 قلمرو زمانی 8 1-8 محدودیت های تحقیق 6 1-9 تعریف عملیاتی واژه ها 9 1-10 ساختار تحقیق 9 فصل دوم :ادبیات و پیشینه تحقیق مقدمه 12 2-1 جذابیت اتومبیل 14 2-1-1 آماده سازی سطح 15 2-1-2 رنگ آمیزی ED 16 2-1-3 سیلر كاری و پاشش عایق زیر بدنه 17 2-1-4 رنگ آستری 18 2-1-5 رنگ رویه 18 2-1-5-1 تجهیزات رنگ آمیزی 19 2-1-5-2 كابین رنگ 22 2-1-6 عیوب 23 2-1-7 ضخامت رنگ 25 2-1-8 رابطه میان ضخامت رنگ و ایجاد عیوب 26 2-3 كنترل كیفیت 26 2-3-1 روند تحولات مربوط به سیستم كیفیت 30 2-3-3 رابطه كیفیت و بهره وری 33 2-4 فرایند داده کاوی.......................... 2-4-1 تداخل و ارتباط شبکه عصبی و روشهای آماری... 2-5 شبكه عصبی 34 2-4-1 شبكه های عصبی چند لایه 36 2-4-2 انواع شبكه های عصبی مصنوعی از نظر برگشت پذیری37 2-4-3 مراحل طراحی شبكه عصبی 38 2-4-4 قاعده فراگیر پرسپترون چند لایه 42 2-5 كاربرد شبكه های عصبی در كنترل 47 2-5-1 اتوماسیون كنترل 47 3-5-2 طراحی كنترل 50 فصل سوم : روش تحقیق 1-3 روش تحقیق 60 2-3 فرآیند تحقیق 61 3-2-1 بررسی اولیه 61 3-2-2 مطالعات نظری 63 3-2-3 طراحی مدل 63 3-2-4 آزمون مدل 64 3-5 نمونه برداری 65 3-6 مدلسازی شبكه عصبی 69 فصل چهارم : تجزیه و تحلیل اطلاعات و ساخت مدل مقدمه 74 4-1 آماده سازی داده ها 74 4-2 تجزیه و تحلیل اطلاعات با استفاده از شبكه عصبی 74 4-3-3 نتایج پیش بینی خطا با استفاده از شبکه عصبی 4-3-1 محاسبات مربوط به لایه ایر 4-3-2 محاسبات لایه ایر 91 4-3-3 محاسبات مربوط به ضخامت 95 4-4 نتایج پیش بینی خطا بااستفاده از روش اماری رگرسیون 4-4-1 محاسبات لایه ایر............................. 4-4-2 محاسبات مربوط به لایه بل..................... 4-4-3 محاسبات مربوط به ضخامت......................... 4-6 مقایسه و نتیجه گیری 115 4-7 مدل پیشنهادی 118 4-8 جمع آوری داده ها 118 4-9 تجزیه و تحلیل داده 119 4-10 یكپارچه سازی فرآیند كنترل كیفیت رنگ آمیزی خودرو119 4-11 مقایسه دو فرآیند فعلی و مدل پیشنهادی 127 4-11- فرآیند كنونی 127 4-11- مدل پیشنهادی 128 فصل پنجم : نتیجه گیری وپیشنهادات 5-1 نتیجه گیری 133 5-2 پیشنهادات 134 منابع فارسی 183 منابع لاتین 185 پیوست شكل ها 187