稀土联产品纯度的稳健性设计和过程质量控制研究

纯度是稀土产品的关键质量特性，是本项目的核心，销售价格与之成正比，但产出比例与之成反比。单位原料产出量对企业利润水平的贡献，因国家控制稀土矿石开采量而变得更加显著，所以稀土产品的质量特性（产品纯度）贯穿本项目的各研究内容。本项目以稀土分离企业为背景，抽取其联产品特点，展开订单接收策略、稳健质量设计和过程质量控制方面的基础研究。协同生产多种产品时，接收到的各种产品订货量的比例不可能与其产出比例完全相称，因此一些产成品会临时进入库存或长期积压起来，从而在面向订单生产模式中混入面向库存生产。联产品产量和质量之间的相互影响形成了本项目的主要难点，将选取切割点和分离效率作为降低分离型联产品维度的两个参数，前者表示分离杠杆的支点位置，后者描述支点位置的模糊程度。拟选择偏差传递模型追溯偏差源，因其与自动控制的状态空间方程相似，可实现统计过程控制与自动过程控制的有效集成。

.本项目以稀土分离企业，产出联产品为背景，研究联产品企业在订单接收策略、稳健质量设计和过程质量控制方面的特殊规律。研究内容包括：.（1）联产品订单接收策略。当企业协同生产多种产品(即：联产品)时，其订单接收策略具有特殊性。当订货量比例和产出比例不相称时，必须权衡拒绝一些较畅销产品的优质订单所造成的机会成本（这些产品供不应求，可接收订货量的比例大于其产出的比例）和积压一些较滞销产品所增加的持有成本（这些产品供大于求，已经接收到的订货量的比例少于其产出的比例）。.（2）联产品质量设计。包括：利润最大的产品纯度规划，和质量稳健的可控工艺参数设计。.（3）联产品过程质量控制。包括：建立多元控制图，建立偏差传递模型，并追溯偏差源，集成统计过程控制和自动控制。..本项目的主要结果有：.（1）通过稀土企业调研，发现除了大家通常认为的价格剧烈波动会影响企业利润外，当各联产品成员的产出比例和需求比例不相称时（联产品成员间不均衡时），可出现订单接受率和设备利用率都居低位的“双低效应”，从而降低了企业利润。为此，我们提出“适量积压模型”和扩展计划时间跨度的对策，有效地解决了这一问题。.（2）用多背包模型求解最优订单接受策略，再以多背包模型的订单接受策略为标杆，设计订单接受的启发式规则。背包模型的容积代表生产能力，多个背包代表多个时期的生产能力。本项目的特点是：背包内放入的是联产品订单，各联产品成员的订货量比例要保持与产出比例相容。本项目仿真了在线和离线两种模式，提出的启发式规则在企业得到验证。.（3）通过坐标变换，将两种联产品的产量和纯度等4个相关变量转换为出口分数和富集比两个独立变量。在此基础上，提出综合产品概念，建立了产品纯度优化模型。.（4）应用FLUENT软件仿真萃取工艺，发现稳健性设计的关键在于缓冲区的长度，以及槽内成分与出口成分的差值。.（5）绘制的残差T2联产品控制图，较EWMA控制图，降低了虚发警报概率。.（6）用支持向量机建立的模式识别，总结了残差T2呈现持续高位的演变规律。..课题组多年来从事稀土企业管理研究，该项目较注重在企业管理中的实际应用，本项目的结论或许可在其他联产品企业中推广。.