ارزیابی کیفیت محصولات تولیدی با ارائه رویکردی مبتنی بر شبکه عصبی فازی ANFIS (مورد مطالعه: شرکت تولیدی و صنعتی خزر پلاستیک) (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
مقدمه و اهداف: در حال حاضر، گسترش تضمین کیفیت دقیق و سریع برای ارائه محصولات تولیدی با کیفیت بالا و ایمن ضروری است. کیفیت بیشتر بر مسائل درون سازمانی تمرکز دارد که برای کنترل و بهبود فرآیند های داخلی به کار می رود و به دنبال بهبود عملکرد به منظور رضایت مشتری و رقابت پذیری است. کیفیت حوزه ای است که بر تلاش برای توسعه روش های خودکار تجزیه وتحلیل داده ها با هدف نهایی بهبود مستمر کیفیت محصولات و فرآیند ها در صنعت، دولت و جامعه تأکید دارد. سیستم ارزیابی عملکرد کیفیت به شدت به شناسایی و انتخاب عوامل حیاتی موفقیت و همچنین شاخص های آن در چارچوب مدیریت کیفیت وابسته است. برای رسیدن به این هدف در صنعت تولید، مشکلاتی مانند بازده تولید پایین، دقت پایین و عدم نوآوری در محصولات وجود دارد.روش ها: بر این اساس، طرحی برای معرفی روش هوش مصنوعی به شرکت های تولیدی برای حل مشکلات ذکرشده و درنتیجه بهبود کیفیت محصولات و کارایی تولید پیشنهاد شده است. بدین منظور، شبکه ای مبتنی بر یک سیستم استنتاج عصبی فازی تطبیقی برای ارزیابی و بررسی دقت نتایج و مقایسه کارایی آن ارائه شده است. روش پیشنهادی در تقابل با محاسبات سخت قرار می گیرد و موجب صرفه جویی در زمان و هزینه خواهد شد. در صنایع حجم داده ها افزایش یافته است که به ظهور مفاهیم جدیدی مانند تجزیه و تحلیل داده های بزرگ منجر شده است و محدودیت ها و مزایای راه حل های مبتنی بر هوش مصنوعی مورد بحث قرار می گیرد تا توجه خلاقانه به راه حل های جدید و جهت گیری های جدید در صنایع تولیدی، تجاری و خدماتی برای بهبود کارایی فرآیند های خود، افزایش ارزش راه حل های خود و طراحی محصولات جدید برای یافتن مشاغل و بازار های جدید را برانگیزد. تقریباً تمام نقشه های راه بین المللی که بر نوآوری و پژوهش متمرکز شده اند، هوش مصنوعی را به عنوان محرک اساسی فناوری آینده در برمی گیرند. یکی از چالش های روش های سنتی در مدیریت کیفیت، مدیریت داده های تولیدی با ابعاد بالا و غیرخطی است. برای حل این مشکلات، فرآیندی مبتنی بر هوش مصنوعی برای بهبود کیفیت محصول و کارایی تولید در این پژوهش توسعه داده شده است. در این پژوهش یک مدل استتنتاج عصبی فازی تطبیقی که هم زمان دارای مزایای شبکه عصبی و استنتاج فازی است، برای ارزیابی و استخراج درجه کیفیت محصولات تولیدی و برای استنباط اینکه چگونه مجموعه ای از پارامتر های تولید و کیفیت فرآیند یک سیستم تولید مرتبط هستند، پیشنهاد شده است.یافته ها: به منظور آموزش مدل پیشنهادی از داده های مربوط به فرایند کیفیت یک قطعه از خط تولید «شرکت صنعتی خزر پلاستیک» استفاده شد و 550 داده مرتبط با فرایند کیفیت با تأکید بر متغیر هایی تأثیرگذار شامل«معیار ظاهری، قطر خارجی چرخ دنده بزرگ، ضخامت چرخ دنده، طول شافت فلزی، ارتفاع شافت فلزی، قطر خارجی شافت فلزی» به عنوان متغیر ورودی و کیفیت نهایی به عنوان متغیر خروجی در نظر گرفته شد. درنهایت دقت نتایج و کارایی مدل استتنتاج عصبی فازی تطبیقی پیشنهادی با استفاده از شاخص های آماری ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا مورد ارزیابی قرار گرفت.نتیجه گیری: با توجه به نتایج، داده های مورداستفاده برای ارزیابی کیفیت قطعه تولیدی در روش نرو فازی تطبیقی پیشنهادی با ضریب همبستگی 95/0 و میانگین مربعات خطا 42869/0 تطابق خوبی بین کیفیت خروجی مدل و مقادیر واقعی ارائه داد.Evaluating the Quality of Manufactured Products by Providing an Approach based on the ANFIS Neural-Fuzzy Network (Case Study: Khazar Plastic Manufacturing and Industrial Company)
Introduction and Purpose: The current need for expanding accurate and rapid quality assurance to provide high-quality and safe manufactured products is essential. Quality focuses on internal issues that control and improve internal processes, aiming to enhance performance for customer satisfaction and competitiveness. Quality in industry, government, and society emphasizes the continuous improvement of products and processes. The quality performance evaluation system heavily relies on identifying and selecting critical success factors and indicators within the quality management framework. However, the manufacturing industry faces problems such as low production efficiency, low accuracy, and lack of innovation in products.
Methods: To address these issues, this study proposes introducing an artificial intelligence method for manufacturing companies to solve these problems and improve product quality and production efficiency. An adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) is presented to evaluate the accuracy of the results and compare its efficiency. The proposed method contrasts with hard calculations and aims to save time and money. As data volumes in industries increase, leading to new concepts like big data analytics, the study discusses the limitations and advantages of AI-based solutions. The focus is on stimulating creative solutions and new directions in manufacturing, commercial, and service industries to improve process efficiency, enhance the value of solutions, and design new products to find new markets. International roadmaps focused on innovation and research consistently highlight AI as a fundamental driver of future technology.
Traditional quality management methods face challenges in managing high-dimensional and non-linear production data. To address these challenges, this research develops an AI-based process to improve product quality and production efficiency. An adaptive neuro-fuzzy inference model, combining the advantages of neural networks and fuzzy inference, is proposed to evaluate and extract the quality level of manufactured products and infer the relationships between production parameters and process quality in a production system.
Findings: To train the proposed model, data from the quality process of a piece from Khazar Plastic Industrial Company's production line were used. The study included 550 data points related to the quality process, emphasizing influential variables such as "appearance standard, external diameter of the large gear, gear thickness, length of the metal shaft, height of the metal shaft, and external diameter of the metal shaft." These variables were considered input variables, and the final quality was the output variable. The accuracy of the results and the effectiveness of the proposed ANFIS model were evaluated using statistical indices, including the correlation coefficient and root-mean-square error.
Conclusion: The results indicate that the data used to evaluate the quality of the production part in the proposed adaptive neuro-fuzzy method show a good match between the model output quality and actual values, with a correlation coefficient of 0.95 and a mean square error of 0.42869.
تبلیغات
