دانشگاه صنعتی اصفهان

دانشکده صنایع و برنامه ریزی سیستمها

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی صنایع

عنوان:

طراحی و استقرار یک سیستم خبره فازی جهت بکارگیری در کنترل فرایند

(مطالعه موردی کاشی مرجان)

استاد راهنما:

دکتر غلامعلی رئیسی اردلی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

فهرست مطالب:

چکیده…………………………………………. 1

فصل اول:مقدمه

1-1- مروری بر کاربرد سیستم­های خبره……………….. 2

1-2- اهمیت موضوع، هدف از انجام پژوهش و روش انجام آن… 4

1-3- معرفی فصل­های بعدی………………………….. 5

فصل دوم: پیاده سازی یک سیستم کنترل فرایند آماری

2-1- مقدمه…………………………………….. 6

2-2- کنترل کیفیت……………………………….. 6

2-3- کنترل فرایند آماری…………………………. 7

2-3-1- تأثیر انحرافات تصادفی و با دلیل در تغییر پذیری کیفیت 8

2-3-2- پیاده­سازی یک سیستم کنترل فرایند آماری……. 10

2-4- پیش نیاز­های پیاده­سازی……………………… 11

2-5- طراحی سیستم اندازه­گیری و جمع­آوری داده­ها در کنترل فرایند آماری….12

2-5-1- تعیین پارامتر­های کنترلی………………… 12

2-5-2- تعیین پریود اندازه­گیری…………………. 13

2-5-3- تعیین حدود کنترلی برای هر یک از پارامترها…14

2-5-4- تعیین روش اندازه­گیری و دستورالعمل­های مورد نیاز برای ثبت داده­ها و انجام اقدامات اصلاحی….15

2-6- تعیین سیاست­ها و استراتژی های ارتقاء کیفیت……. 15

2-7- آموزش……………………………………. 16

2-8- تعیین ساختار اجرایی……………………….. 17

2-9- تجزیه و تحلیل…………………………….. 19

2-10- معضلات اجرایی کنترل فرایند آماری……………. 19

2-11- جمع­بندی…………………………………. 22

فصل سوم: طراحی سیستم خبره جهت بهره گیری در کنترل فرایند آماری

3-1- مقدمه……………………………………. 23

3-2- سیستم های خبره……………………………. 23

3-3- تعیین پروژه جهت طراحی سیستم خبره……………. 27

3-3-1- انتخاب الگوی مناسب…………………….. 27

3-3-2- عواید سیستم…………………………… 28

3-3-3- ابزار­های مورد نیاز برای طراحی…………… 29

3-3-4- هزینه………………………………… 29

3-3-5- مراحل ایجاد یک سیستم خبره………………. 30

3-3-6- تحویل سیستم…………………………… 31

3-3-7- نگهداری و تکامل سیستم………………….. 31

3-4- طراحی سیستم خبره………………………….. 31

3-4-1- طراحی پایگاه دانش……………………… 31

3-4-2- طراحی موتور استنتاج……………………. 35

3-5- ارائه مدلی برای یک سیستم خبره جهت بکارگیری در کنترل فرایند آماری..38

3-5-1- واحد اندازه­گیری پارامتر­های کنترلی……….. 40

3-5-2- تعیین ورودی­ها و خروجی­های سیستم………….. 40

3-5-3- چگونگی دستیابی به قوانین و چگونگی کسب دانش برای ایجاد پایگاه دانش….41

3-5-4- چگونگی نمایش دانش در سیستم خبره مورد نظر…. 42

3-5-5- چگونگی روش استنتاج در سیستم خبره مورد نظر… 43

3-5-6- چگونگی اعتبارسنجی سیستم ایجاد شده……….. 44

3-5-7- چگونگی به روز­آوری دانش سیستم خبره…………. 44

3-6- جمع­بندی………………………………….. 44

فصل چهارم: پیاده­ سازی کنترل فرایند آماری و طراحی سیستم خبره جهت بکارگیری آن در کاشی مرجان

4-1- مقدمه……………………………………. 45

4-2- فرایند تولید کاشی…………………………. 45

4-3- وضعیت کنترل کیفیت در کاشی مرجان…………….. 46

4-4- پیاده­سازی کنترل فرایند آماری در شرکت کاشی مرجان…47

4-3-1- تعیین پارامتر­های کنترلی………………… 47

4-3-2- تعیین پریودهای اندازه­گیری………………. 48

4-3-3- تعیین حدود کنترلی برای هر یک از پارامترهای کنترلی…51

4-3-4- تعیین اقدامات اصلاحی و دستورالعمل­های مورد نیاز….51

4-3-5- تعیین سیاست­ها و استراتژی­های ارتقاء کیفیت…. 51

4-3-6- آموزش………………………………… 52

4-3-7- تجزیه و تحلیل…………………………. 52

4-4- طراحی سیستم خبره جهت بکارگیری در کنترل فرایند آماری در کاشی مرجان…..52

4-4-1- تعیین ورودی­های و خروجی­های سیستم…………. 53

4-4-2- طراحی پایگاه دانش……………………… 62

4-4-3- طراحی موتور استنتاج……………………. 63

4-4-4- بهره گیری از نر­م­افزار جهت ایجاد سیستم خبره…. 63

4-4-5- اعتبارسنجی سیستم با بهره گیری از داده ­های قبلی. 67

4-5- نتایج حاصل از کار با سیستم خبره طراحی شده……. 68

4-6- جمع­بندی………………………………….. 71

فصل پنجم: اختصار، نتیجه ­گیری و پیشنهادات

5-1- مقدمه……………………………………. 72

5-2- اختصار و جمع­بندی……………………………. 72

5-2-1- پیاده­سازی سیستم کنترل فرایند آماری………. 72

5-2-2- طراحی سیستم خبره جهت بکارگیری در کنترل فرایند آماری    72

5-2-3- پیاده­سازی سیستم کنترل فرایند آماری و طراحی سیستم خبره مربوط به آن….74

5-3- پیشنهادات………………………………… 74

فهرست منابع…………………………………… 76

چکیده:

چالش فرا روی اکثر مؤسسات تولیدی و خدماتی هنگام مواجه شدن با کاهش کیفیت کالا و خدمات آن مؤسسات، یافتن علل کاهش کیفیت و خدمات این سازمان‌ها می باشد. در صورتی که تعداد کنترل­ها در طول فرایند تولید و یا ارائه خدمت زیاد باشد و تاثیر پذیری این پارامتر­های کنترلی بر روی هم بالا باشد تشخیص عامل بروز عیب یا خطا بسیار مشکل می باشد. در این پژوهش، با مدل­سازی و طراحی یک سیستم خبره به استقرار سیستم کنترل کیفیت آماری در واحد­های صنعتی کمک خواهد گردید و به سادگی می­توان یک سیستم پشتیبانی از تصمیم برای شناسایی علل به وجود آورنده عیوب محصول، ایجاد نمود. با بهره گیری از علم فازی، وجود عدم قطعیت نیز مد نظر قرار گرفته می باشد. این سیستم برای شرکت کاشی مرجان نیز جهت بهره گیری در کنترل آماری فرایند خود، طراحی شده می باشد و نتایج اجرا مطالعه شده می باشد.

فصل اول: مقدمه

1-1- مروری بر کاربرد سیستم­های خبره

در سال­های اخیر تحقیقات هوش مصنوعی، برای پدیدآوری نرم افزارهایی که بتوانند فکر کنند، آغاز گردیده می باشد و در این بین بشر در جستجوی سیستم­هایی مشابه بشر­های کارشناس می­باشد. پس به عنوان شاخه­ای از رشته وسیع هوش مصنوعی، تصور سیستم خبره، تصور برنامه کامپیوتری بود که توانایی جایگزینی با فرد خبره در رشته علمی یا عملی خاصی، مثلاً در کنترل فرایندها در کار تصمیم­گیری، را داشته باشد و توضیحاتی را برای افراد خبره یا غیرخبره ارائه دهد.

کاربردهای پیچیده یا غیرکلاسیک در سیستم­های خبره مطرح می­باشند و شامل کاربردهایی هستند که دربردارنده فعالیت­ها در دامنه های غیرکلاسیک می­باشند. دامنه های غیرکلاسیک، دامنه­های پویا و جدیدتری هستند که دو مبحث کاملاً متمایز “کنـترل فرایند” و “امور مـالی” به این دامنه­ها تعلق دارند[1]. به هرحـال از دید فنی در مقـابل دامنه­های کلاسیک، این دامنه­ها آن­هایی هستند که هنگام تداوم استدلال، هدف استدلال ممکن می باشد تغییر یابد، یا امکان دارد پاسخ در محدوده زمانی معینی مورد نیاز باشد، و توصیف کامل این سیستم­ها یا در دسترس نبوده (به ویژه در امور مالی) و یاناقص وبسیار پیچیده باشد.

اولین سیستم­های خبره در دهه 1970 توسعه یافتند. از نخستین سیستم‌های خبره می‌توان به DENDERAL تصریح نمود که در سال 1965 توسط پژوهشگران هوش مصنوعی در دانشگاه استنفورد ساخته گردید[2].

DENDERAL می‌توانست با مطالعه آرایش و اطلاعات مربوط به یک ماده، ساختار مولکولی آن را شبیه‌سازی کند. کارکرد این نرم‌افزار چنان خوب بود که می‌توانست با یک متخصص رقابت کند. از دیگر سیستم‌های خبره معروف می‌توان به MYCIN تصریح نمود که در سال 1972 در استنفورد طراحی گردید. MYCIN برنامه‌ای بود که کار آن تشخیص عفونت‌های خونی با مطالعه اطلاعات به دست آمده از شرایط جسمی بیمار و نیز نتیجه آزمایش‌های او بود.

PROSPECTOR  یک متخصص در امر زمین­شناسی می باشد که احتمال وجود رسوبات معدنی در یک ناحیه بخصوص را پیش­بینی می­کند. این سیستم در سال 1987 توسط «ریچارد دودا» و «پیتر هارد» و «رنه ربو» ساخته گردید.

در اوایل دهه 80 سیستم­های متخصص به بازار عرضه گردید که می­توانستند مشورت­های مالیاتی، توصیه­های بیمه­ای و یا قانونی را به بهره گیری­کنندگان خود ارائه دهند.

 سیستم­های خبره­ی اندکی نیز برای بهره گیری در سیستم­های کیفیتی ایجاد شده­اند. از این میان می­توان به مورد هایی تصریح نمود. یک سیستم کنترل کیفیت مبتنی بر دانش که می­توانست روش اجرایی بازرسی­ها و نیز چارت­های کنترلی مورد نیاز برای متغیر­های کمی و کیفی را مشخص کند در سال 1988 توسط حُسنی [3] توسعه پیدا نمود که یکی از اولین سیستم­های خبره در زمینه کنترل کیفیت می باشد. البته این سیستم تنها قادر به انتخاب چارت کنترلی مناسب و نیز تشخیص تحت کنترل بودن یا خارج از کنترل بودن فرایند بود. در سال 1989 نیز سیستم خبره­ای جهت تخصیص فرایند تضمین کیفیت در زمینه مواد اولیه توسط کراوفرد و ایادا [4] ایجاد گردید که وظیفه اصلی آن کنترل مواد ورودی به صنایع تولیدی بود. تعداد زیادی سیستم­ خبره نیز  طراحی شدند که کار اصلی آن­ها انتخاب کنترل چارت مناسب برای هر پارامتر بود که از آن جمله می­توان به سیستم خبره طراحی شده توسط الکساندر و جاناتان [5] تصریح نمود.

البته سیستم­های خبره­ای نیز جهت بهره گیری در کنترل کیفیت آماری طراحی شده­اند که از میان آن­ها می­توان به سیستم خبره­ای که توسط جیمز، اوانز و لیندسی [6] در سال 1988 طراحی گردید تصریح نمود. این سیستم نه تنها می­توانست چارت کنترلی مناسب را انتخاب کند، بلکه قادر بود تفسیر­های مورد نیاز بر روی هر نمودار را نیز به کاربر خود ارائه کند. سیستم­های خبره­ای نیز برای ارزیابی سطح کیفیت تولید در سال های 1990 به بعد توسعه یافتند که اکثر آن­ها با شاخص های کیفیتی نظیر قابلیت فرایند کار می­کردند که مانند آن ها می­توان به سیستم خبره طراحی شده توسط برینک و ماهالینگام [7] تصریح نمود. سیستم خبره­ای نیز در سال 1989 به همت دانشمندان آلمانی مانند فیفر [8] برای شناسایی عیوب در طول خط تولید طراحی گردید. این سیستم قادر بود عیوب مربوط به محصول را با بهره گیری از داده­های جمع آوری شده از بازرسی­ها شناسایی کند.

در سال­های اخیر نیز تحقیقات اندکی بر روی این زمینه صورت گرفته می باشد که بیشتر آن­ها به سمت بهره گیری از سیستم­های کنترل کیفیت خودکار و سریع پیش رفته­اند. از این میان می­توان به  ایجاد یک سیستم خبره بازرسی تصویری خودکار در سال 2008 توسط لیو و چن [9] تصریح نمود که برای بازرسی تصویری خودکار و بهره گیری از چارت­های کنترل آماری فرایندچند متغیره مورد بهره گیری قرار می­گیرد. در سال 1999 نیز گوه، تانوک و اُبرایان [10] یک ابزار هوشمند برای کنترل آماری فرایند به­روز و اقتصادی ارائه کردند. در سال 1996 سایا و وان [11]  یک سیستم کنترل خبره در زمان واقعی را طراحی نموده­اند که هدف آن کنترل چند سطحی و به لحظه بود.

در چندین مقاله نیز به طراحی سیستم خبره جهت کنترل پارامترهای کنترلی در خطوط تولید خاص تصریح شده می باشد. بناستره، اُرس و پریس [12] در سال 2004 یک سیستم خبره جهت کنترل یک پارامتر کنترلی و تعیین اقدامات اصلاحی مورد نیاز بر روی آن در صنایع تولید روغن زیتون، طراحی نمودند. پائولو و پوگ­جانر [13] در سال 1999 سیستم خبره­ای طراحی نمودند که وظیفه آن کنترل جذب سطحی ماشین­های خنک کننده با بهره گیری از شبکه­های عصبی و سیستم­های خبره بود. داویدسون [14] هم در سال 1994 در مقاله خود به بهره گیری از سیستم خبره در صنایع غذایی  تصریح کرده می باشد.

چن، لی و زاین [15] در سال 2007 سیستم خبره­ای را بر اساس کنترل ماتریسی پویای تطبیقی[1] برای کنترل مدار­های بالمیل در صنایع طراحی نمودند که از آن می­توان در صنعت کاشی و سرامیک نیز بهره جست. لی [16] نیز در سال 2005 در پایان­نامه خود سیستم خبره­ای را طراحی نموده می باشد که به تشخیص عیوب سطح کاشی­های براق به صورت خودکار کمک می­کند.

2-1- اهمیت موضوع، هدف از انجام پژوهش و روش انجام پژوهش

تحولات شتابان اخیر در بازار­های رقابتی باعث توجه بیش از پیش به مبانی و توجه مدیریت کیفیت در سازمان­های تولیدی و خدماتی شده می باشد و به تبع آن بهره گیری گسترده­تری از ابزار­های مدیریت کیفیت در اداره این سازمان­ها به اقدام می­آید.

کنترل آماری فرایند یکی از بهترین ابزار­های مدیریت کیفیت جامع می باشد که عموماً برای مینیمم کردن واریانس هر فرایند به کار گرفته می­گردد. کنترل آماری فراینددو کارکرد عمده دارد که عبارتند از:

1- کنترل فرایند­ها و تشخیص انحرافات فرایند­ها

2- انجام اقدام اصلاحی

با در نظر داشتن پیشرفت صنایع در دهه­های اخیر و ایجاد محیط­های تولیدی بزرگ با فرایند­های طولانی، پیچیده و حساس، نیاز به بهره گیری از یک سیستم کنترل آماری فرایندبیش از پیش لزوم پیدا کرده می باشد. اما به علت وجود پارامتر­های کنترلی زیاد و تغییرات مداوم آن­ها، صنایع تولیدی شدیداً به یک سیستم کنترل کیفیت خودکار نیازمندند. تحقیقات زیادی بر روی این زمینه صورت گرفته می باشد اما همگی آن­ها تمرکز خود را بر روی کنترل فرایند گذاشته­اند و به فعالیت دیگر یعنی انجام اقدام اصلاحی توجه خاصی ننموده­اند. به دلیل زیاد بودن تعداد پارامتر­های کنترلی، کنترل آن­ها به صورت یکپارچه نیز بسیار مشکل خواهد بود و پس تعیین وضعیت محصول نهایی قبل از تولید بسیار مشکل می باشد.

یکی دیگر از معضلات صنایع تولیدی عدم اطلاع از وضعیت تولید محصولات جدید می­باشد. در این صنایع معمولاً برای تعیین پارامترهای کنترلی هر فرایند از روش آزمون و خطا بهره گیری می­کنند و به همین دلیل اندازه محصولات خراب در ابتدای تولید بسیار زیاد می باشد و به مرور و با تنظیم شدن کلیه پارامترهای کنترلی کاهش می­یابد.

با بهره گیری از روشی که در این پژوهش اظهار شده می باشد می­توان کلیه پارامتر­های کنترلی در طول خط تولید را به صورت یکپارچه کنترل نمود و در ضمن امکان تعیین پارامترهای کنترلی محصول نهایی نیز امکان پذیر خواهد بود.

با بهره گیری از سیستم­های خبره و تعیین حالات مختلف هر پارامتر به مرور زمان و یافتن روابط مابین پارامتر­ها از طریق روش­های آماری و تعیین قوانین حاکم بر آن­ها می­توان یک سیستم هوشمند ایجاد نمود به طوری که ورودی­های سیستم وضعیت فعلی هر پارامتر از هر فرایند خواهد بود و خروجی این سیستم وضعیت کنترل هر فرایند (تحت کنترل یا خارج شدن از کنترل) و نیز پارامتر­های کنترلی محصول نهایی خواهد بود.

 با بهره گیری از این سیستم خبره می­توان اقدامات اصلاحی پیشنهادی را آغاز شبیه­سازی نمود و پس از اثبات کارایی آن، سریعاً اقدام اصلاحی مناسب را اعلام نمود. این شبیه­سازی در تنظیم اولیه پارامتر­های کنترلی نیز می­تواند به کار گرفته گردد به طوری که قبل از شروع به تولید واقعی، می­توان وضعیت پارامتر­های محصول نهایی را با بهره گیری از این سیستم مطالعه نمود تا از مناسب بودن آن اطمینان حاصل نمود. در ضمن با بهره گیری از این سیستم می­توان چندین پارامتر را به گونه همزمان کنترل نمود.

سیستم طراحی شده در این پژوهش تاکنون در هیچ صنعتی در ایران برای موضوعات کیفیتی بهره گیری نشده می باشد و در مقالات اندکی نیز به اجرای آن در بعضی از صنایع خارج از کشور تصریح شده می باشد. در چندین مقاله تنها به کنترل یک پارامتر توسط یک سیستم خبره تصریح شده می باشد.

روش پژوهش به صورت مطالعات کتابخانه­ای و اینترنتی به همراه طراحی یک سیستم خبره(با یکی از نرم افزار­های موجود)، تجزیه وتحلیل، پیاده سازی در شرکت کاشی مرجان و اعلام نتایج حاصله می باشد.

3-1- معرفی فصل های بعدی

این رساله متشکل از پنج فصل می باشد. مرور بر ادبیات موضوع در فصل اول اظهار گردید. در فصل دوم چگونگی استقرار کنترل آماری فرایند مورد بحث قرار می­گیرد. در فصل سوم چگونگی طراحی یک سیستم خبره برای بهره گیری در کنترل آماری فرایند مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. طراحی و پیاده سازی سیستم خبره طراحی شده در شرکت کاشی مرجان در فصل چهارم آمده می باشد و نهایتاً در فصل پنجم نتیجه­گیری کلی از پژوهش و پیشنهادات آتی آورده می­گردد.

1 Adaptive Dynamic Matrix Control

تعداد صفحه : 99

قیمت : 14700تومان

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد : پیش بینی کوتاه مدت بار استان مازندران با استفاده از سیستم های خبره

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***