用于电网基建项目工序质量链的构建与优化方法与流程

本发明涉及电网企业质量链优化领域，更具体地说，涉及一种用于电网基建项目工序质量链的构建与优化方法。

背景技术：

1、在数字化管控转型阶段，电网企业将会面临项目管控效率不足、资源未能充分利用、项目工序质量链安全性以及管理成本上升等问题。而电网企业工序质量链管理是一个复杂的管理过程，需要针对电网企业基建项目构建工序质量链，并分析数字化背景下复杂大型电网基建项目工序质量链的优化提升方法，从关键质量链和非关键质量链两个方面来提高电网企业基建项目质量链的整体质量和数字化管理水平。

2、传统的质量管理理论和方法往往就某些工程部位的特定质量问题探讨管理和优化方法，并未考虑在工程质量形成过程中的工序质量联系与影响机理。但这些质量联系在实践中又是客观存在的，尤其是复杂大型电网基建工程项目，工序复杂，工序之间的质量联系更加明显。

3、如何进一步优化大型电网基建项目工序质量链管理，促进电网企业质量管理的高效运行和健康发展，是从我国电网企业对创新工序质量链管理模式、增强资源调节能力、提升质量链的整体质量等方面的实际需要。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于电网基建项目工序质量链的构建与优化方法，其解决了质量链管理系统下确定工序关键质量链和非关键质量链的优化问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于电网基建项目工序质量链的构建与优化方法，包括以下步骤：

3、s1、数据导入：导入电网工序及工序质量相关数据，确定大型电网基建项目工序逻辑与工序信息；

4、s2、基础分析：基于工序逻辑和工序信息确定过程能力指数和关键线路列表；

5、s3、进阶计算：计算关键工序质量链和优化方法，计算非关键质量链优先优化工序和可优化区间；

6、s4、结果输出：对结构安全级质量链与非关键质量链进行优化，并输出优化后的结果，实现电网企业基建项目关键和非关键工序质量链的优化。

7、按上述方案，所述步骤s1中，工序为在生产过程中，根据不同的功能要求和工作内容，将生产过程划分为不同的步骤或阶段，每个步骤或阶段都完成特定工作任务的一系列操作的集合；工序逻辑包括前影工序和后影工序，工序信息包括工序信息和工序成本，前影工序为在工作流程上已经完成的工序中，对本工作具有直接影响的工序，后影工序为本工序所能够直接影响的后续工序；基于电网工序及工序相关数据，确定工序逻辑，这是关键质量链及非关键质量链识别与优化的基础工作。

8、按上述方案，所述步骤s2中，基于工序逻辑和工序信息，确定过程能力指数和关键线路列表，过程能力指数用来描述生产线满足产品质量标准要求的程度，通过过程能力衡量工序在一定时间里，处于稳定正常状态下的实际加工能力，过程能力指数综合反映了人、机、料、法、环五个质量因素影响下的产品质量保障能力；过程能力指数计算包括单元过程能力指数以及多元过程能力指数。工序能力仅采用单一质量指标衡量时，通过单元过程能力指数cp进行定量，cp是评价工序质量满足设计或技术标准的无量纲指数。

9、按上述方案，所述单元过程能力指数包括总过程能力指数和分质量的分过程能力指数，计算方法如下：

10、s201、总过程能力指数计算方法

11、总过程能力指数的公式如下：

12、

13、式中，t为总质量的公差，tu和tl分别为上下规范的界限，σ总为过程特性值分布的总体标准差，可用σst来估算；

14、σst的计算方法通过控制图计算，如公式(2)所示，

15、

16、式中，r为样本极差，则为均值，d2为系数，由计量控制图系数表查得；

17、σst的计算方法通过控制图计算，如公式(3)所示，

18、

19、式中，s为样本标准差，则为均值，c4为系数，由计量控制图系数表查得，从计算方法中可以发现，σst的计算采用的和均为稳态下的参数数值；

20、s202、分质量的分过程能力指数计算方法

21、分质量的分过程能力指数计算公式如下：

22、

23、其中，σ分是工序分质量特征值的总体标准差，根据选控图求得；

24、多元过程能力指数计算步骤如下：

25、s203、多因素联合控制

26、设电网项目工序质量控制指标y的p(p>1)个质量因素为x1,x2,……,xp，x＝(x1,x2,……,xp)服从多元正态分布np(μ,∑)，其中μ＝(μ1,μ2,…μp)t为x的均值；∑＝(σij)p×p为x的协方差矩阵；

27、对电网项目质量进行控制与诊断，首先检验工序质量是否处于受控状态，当项目处于稳定状态时，即工序质量指标y正常，μ＝μ0＝(μ10,μ20,…μp0)t，

28、∑＝∑0                        (5)

29、通常，∑0和μ0为未知的，根据样本协方差矩阵s和均值x估算，样本数据的获取一般选择在工序定状态下进行测量；

30、根据电网项目质量指标进行检验假设，如公式(6)所示，

31、h0:x＝μ0                  (6)

32、当工序出现异常时，找出引起异常的因素，要检验质量因素是否异常，需确定各因素正常的临界区域，判断工序质量指标是否受到多质量因素的综合影响；

33、s204、数据异常值处理

34、对电网项目工序多元质量特性进行诊断，将多个独立的质量指标进行数理拟合，采用多个质量特性的联合质量水平来度量工序质量；通过指标拟合的方法可以将多变量控制问题转化为单变量控制，拟合得到一个统计量，因此引入hotelling的t2控制图检验方法；

35、s205、多元过程能力指数计算

36、根据电网项目工序质量指标的协方差矩阵∑，求解协方差矩阵的特征值λi(i＝1,2,…,p)和特征向量ui(i＝1,2,…,p)，进行各主成分因子均值、质量规格上下限变换，结合主成分分析方法，采用多元过程能力指数对工序进行质量诊断；

37、收集电网项目工序质量指标x1,x2,…xp的数据样本，计算得到各指标变量的均值向量上控制界限usl及下控制界限lsl，如公式(7)、(8)、(9)所示：

38、

39、usl＝(usl1,usl2,…uslp)t                (8)

40、lsl＝(lsl1,lsl2,…lslp)t                (9)

41、根据协方差矩阵∑的特征向量ui，对公式中的x、usl及lsl进行主成分变换，得到各主成分因子的均值μpci、上控制界uslpc及下控制界lslpci，如公式(10)、(11)、(12)：

42、

43、

44、

45、代入公式，求得各主成分因子的过程能力指数cpci，综合考虑变量间相关性和过程能力贡献度，将各主成分过程能力指数cpci加权求和，得到多元过程能力指数mcp，如公式(13)所示:

46、

47、式中，λi为协方差矩阵∑的特征值，trλ为特征值的迹，即公式(14)所示

48、trλ＝λ1+λ2+…+λp                 (14)

49、根据以上信息，确定河南电网项目分质量指标和总质量指标特性后，即可求得工序两种质量能力mcp分和mcp总。

50、按上述方案，所述步骤s3中，关键工序质量链的识别和优化基于多目标优化的非关键质量链优化模型，包括以下步骤：

51、s301、关键质量链的识别

52、列举所有工序，分析各个工序的前影及后影工序，根据前影及后影工序，绘制工程质量链网络图，标出各工序的质量参数，计算所有质量链的综合过程能力指数，分析整体质量最差的工程链路，将其定义为关键质量链。

53、s302、关键质量链的优化

54、选择关键质量链中诊断值较大的工序进行改进，即优先对质量改进潜力较大的工序进行优化。检验质量网络图。对质量网络进行检验，分析工序改进的效果，再次对工序进行改进。如果关键质量链变化，则说明该工序改进可能存在浪费，可减弱质量改进力度。经过多次的质量链优化，能够逐步使得工序整体质量提高。工序关键质量链的优化策略是对关键质量链上的具有较大质量改进潜力的工序进行适当改进，同时随时监视关键质量链的变化和质量改进效果。

55、按上述方案，所述步骤s301中，形成关键质量链并测算质量链中所有工序的过程能力指数之后，进行关键质量链的识别，找寻工程质量的薄弱环节，进行计算质量链的综合不合格率，计算公式如(15)所示：

56、

57、式中，p1、p2..pn为各个环节不合格率，根据p综合反推综合过程能力指数。

58、按上述方案，所述步骤s302中，诊断值的计算公式如(16)所示：

59、

60、式中，cp分为分质量的分过程能力指数，cp总为总质量过程能力指数。

61、按上述方案，所述步骤s3中，基于多目标优化的非关键质量链优化模型，包括以下步骤：

62、s303、构建质量—成本敏感系数

63、引入质量－成本敏感度系数(δi)，反映某工序质量水平变化时，成本的变化程度。工程成本的变化包括两类原因：一是工程规格、规模、设备性能的变化引起的；二是通过牺牲一定合格率引起的，即调整某工序的过程能力指数，假设短期内工程质量与成本优化按照以上两种方法实现，质量－成本敏感度系数(δi)的计算如式(17)所示：

64、

65、式中，δci/ci指不同因素引起的成本变化，δqi/qi指质量规格变化和外界因素变化导致的工序质量链过程能力指数的的变化。通过该方法测算各工序的质量成本敏感系数。

66、s304、非关键质量链优化方法

67、计算出质量链不同参数之后，确定优化对象及顺序。为保证质量优化对后影工序的影响，且能够有效控制成本，采取优先优化δi大且dr小的工序的优化策略。为了防止优化过程产生质量薄弱环节，计算不同工序的可优化区间，将优化尺度限定在一定范围内。对每个工序进行质量链优化之后可以由质量－成本敏感度系数或实际成本节约值进行优化效果判定。当整个质量链水平优化达到预期效果之后，非关键质量链优化过程则结束，若整个质量链的优化水平还未满足需求，则可以进一步重复流程继续优化。

68、按上述方案，所述步骤s304中，大型电网项目确定优化对象与优化顺序的准则为：①对非关键质量链的优化不能够使得非关键质量链变成关键质量链，则会形成新的质量薄弱环节，违背了质量链优化基本原则；②优先优化质量—成本敏感度系数较大的值，因为这样优化有利于成本的下降；③但是考虑到工序质量之间的质量联系，还需要考虑该工序优化后对后影工序的影响，对后影工序影响较大的工序要慎重优化，可能会导致后影工序的过程能力指数下降。

69、实施本发明的用于电网基建项目工序质量链的构建与优化方法，具有以下

70、有益效果：

71、1、本发明涉方法分析数字化背景下复杂大型电网基建项目工序质量链的优化提升方法，从关键质量链和非关键质量链两个方面来提高电网企业基建项目质量链的整体质量和数字化管理水平，更加适应新型电力系统对项目工序质量的要求，有利于数字化背景下的项目经济性的提高；

72、2、本发明可用于科学核定新型电力系统项目工序质量链的薄弱环节，提高工序质量链的结构安全级别，降低项目成本，提高电网系统经济性。