فهرست مطالبعنوان صفحهفهرست مطالب......... هشتچکيده........... 1فصل اول:مقدمه1-1- مروري بر کاربرد سيستمهاي خبره.................... 21-2- اهميت موضوع، هدف از انجام تحقيق و روش انجام آن... 41-3- معرفي فصلهاي بعدي................................ 5فصل دوم: پياده سازي يک سيستم کنترل فرايند آماري2-1- مقدمه............................................ 62-2- کنترل کيفيت...................................... 62-3- کنترل فرايند آماري............................... 72-3-1- نقش انحرافات تصادفي و با دليل در تغيير پذيري کيفيت82-3-2- پيادهسازي يک سيستم کنترل فرايند آماري........ 102-4- پيش نيازهاي پيادهسازي............................ 112-5- طراحي سيستم اندازهگيري و جمعآوري دادهها در کنترل فرايند آماري..................................................... 122-5-1- تعيين پارامترهاي کنترلي...................... 122-5-2- تعيين پريود اندازهگيري....................... 132-5-3- تعيين حدود کنترلي براي هر يک از پارامترها.... 142-5-4- تعيين روش اندازهگيري و دستورالعملهاي مورد نياز براي ثبت دادهها و انجام اقدامات اصلاحي......................... 152-6- تعيين سياستها و استراتژي هاي ارتقاء کيفيت........ 152-7- آموزش............................................ 162-8- تعيين ساختار اجرايي.............................. 172-9- تجزيه و تحليل.................................... 192-10- مشکلات اجرايي کنترل فرايند آماري................. 192-11- جمعبندي......................................... 22فصل سوم: طراحي سيستم خبره جهت استفاده در کنترل فرايند آماري3-1- مقدمه............................................ 233-2- سيستم هاي خبره................................... 233-3- تعيين پروژه جهت طراحي سيستم خبره................. 273-3-1- انتخاب الگوي مناسب........................... 273-3-2- عوايد سيستم.................................. 283-3-3- ابزارهاي مورد نياز براي طراحي................ 293-3-4- هزينه........................................ 29 3-3-5- مراحل ايجاد يک سيستم خبره.................... 303-3-6- تحويل سيستم.................................. 313-3-7- نگهداري و تکامل سيستم........................ 313-4- طراحي سيستم خبره................................. 313-4-1- طراحي پايگاه دانش............................ 313-4-2- طراحي موتور استنتاج.......................... 353-5- ارائه مدلي براي يک سيستم خبره جهت بکارگيري در کنترل فرايند آماري................................................ 383-5-1- واحد اندازهگيري پارامترهاي کنترلي............ 403-5-2- تعيين وروديها و خروجيهاي سيستم............... 403-5-3- نحوه دستيابي به قوانين و چگونگي کسب دانش براي ايجاد پايگاه دانش................................................. 413-5-4- چگونگي نمايش دانش در سيستم خبره مورد نظر..... 423-5-5- چگونگي روش استنتاج در سيستم خبره مورد نظر.... 433-5-6- چگونگي اعتبارسنجي سيستم ايجاد شده............ 443-5-7- نحوه به روزآوري دانش سيستم خبره.............. 443-6- جمعبندي.......................................... 44فصل چهارم: پيادهسازي کنترل فرايند آماري و طراحي سيستم خبره جهت بکارگيري آن در کاشي مرجان4-1- مقدمه............................................ 454-2- فرايند توليد کاشي................................ 454-3- وضعيت کنترل کيفيت در کاشی مرجان.................. 464-4- پيادهسازي کنترل فرايند آماري در شرکت کاشي مرجان.. 474-3-1- تعيين پارامترهاي کنترلي...................... 474-3-2- تعيين پريودهاي اندازهگيري.................... 484-3-3- تعيين حدود کنترلي براي هر يک از پارامترهاي کنترلي 514-3-4- تعيين اقدامات اصلاحي و دستورالعملهاي مورد نياز514-3-5- تعيين سياستها و استراتژيهاي ارتقاء کيفيت..... 514-3-6- آموزش........................................ 524-3-7- تجزيه و تحليل................................ 524-4- طراحي سيستم خبره جهت بکارگيري در کنترل فرايند آماري در کاشي مرجان................................................ 524-4-1- تعيين وروديهاي و خروجيهاي سيستم.............. 534-4-2- طراحي پايگاه دانش............................ 624-4-3- طراحي موتور استنتاج.......................... 634-4-4- استفاده از نرمافزار جهت ايجاد سيستم خبره..... 63 4-4-5- اعتبارسنجي سيستم با استفاده از دادههاي قبلي.. 674-5- نتايج حاصل از کار با سيستم خبره طراحي شده........ 684-6- جمعبندي.......................................... 71 فصل پنجم: خلاصه، نتيجهگيري و پيشنهادات5-1- مقدمه............................................ 725-2- خلاصه و جمعبندي................................... 725-2-1- پيادهسازي سيستم کنترل فرايند آماري........... 725-2-2- طراحي سيستم خبره جهت بکارگيري در کنترل فرايند آماري725-2-3- پيادهسازي سيستم کنترل فرايند آماري و طراحي سيستم خبره مربوط به آن................................................ 745-3- پيشنهادات........................................ 74فهرست منابع.......................................... 76چکيده: چالش فرا روي اکثر مؤسسات توليدي و خدماتي هنگام مواجه شدن با کاهش کيفيت کالا و خدمات آن مؤسسات، يافتن علل کاهش کيفيت و خدمات اين سازمان‌هااست. در صورتي که تعداد کنترلها در طول فرايند توليد و يا ارائه خدمت زياد باشد و تاثير پذيري اين پارامترهاي کنترلي بر روي هم بالا باشد تشخيص عامل بروز عيب يا خطا بسيار مشکل است.در اين تحقيق، با مدلسازي و طراحي يک سيستم خبره به استقرار سيستم کنترل کيفيت آماري در واحدهاي صنعتي کمک خواهد شد و به سادگي ميتوان يک سيستم پشتيباني از تصميم براي شناسايي علل به وجود آورنده عيوب محصول، ايجاد نمود. با استفاده از علم فازي، وجود عدم قطعيت نيز مد نظر قرار گرفته است. اين سيستم براي شرکت کاشي مرجان نيز جهت استفاده در کنترل آماري فرايند خود، طراحي شده است و نتايج اجرا بررسي شده است.کلمات کليدي: کيفيت، کنترل کيفيت، فازي، سيستمهاي خبره فصل اولمقدمه 1-1- مروري بر کاربرد سيستمهاي خبرهدر سالهاي اخير تحقيقات هوش مصنوعي، براي پديدآوري نرم افزارهايي که بتوانند فکر کنند، آغاز گرديده است و در اين ميان انسان در جستجوي سيستمهايي مشابه انسانهاي کارشناس ميباشد. لذا به عنوان شاخهاي از رشته وسيع هوش مصنوعي، تصور سيستم خبره، تصور برنامه کامپيوتري بود که توانايي جايگزيني با فرد خبره در رشته علمي يا عملي خاصي، مثلاً در کنترل فرايندها در کار تصميمگيري، را داشته باشد و توضيحاتي را براي افراد خبره يا غيرخبره ارائه دهد.کاربردهاي پيچيده يا غيرکلاسيک در سيستمهاي خبره مطرح ميباشند و شامل کاربردهايي هستند که دربردارنده فعاليتها در دامنه هاي غيرکلاسيک ميباشند. دامنه هاي غيرکلاسيک، دامنههاي پويا و جديدتري هستند که دو مبحث کاملاً متمايز "کنـترل فرايند" و "امور مـالي" به اين دامنهها تعلق دارند[1]. به هرحـال از ديد فني در مقـابل دامنههاي کلاسيک، اين دامنهها آنهايي هستند که هنگام تداوم استدلال، هدف استدلال ممکن است تغيير يابد، يا امکان دارد پاسخ در محدوده زماني معيني مورد نياز باشد، و توصيف کامل اين سيستمها يا در دسترس نبوده (به ويژه در امور مالي) و ياناقص وبسيار پيچيده باشد.اولين سيستمهاي خبره در دهه 1970 توسعه يافتند. از نخستين سيستمهاي خبره ميتوان به DENDERAL اشاره کرد که در سال 1965 توسط پژوهشگران هوش مصنوعي در دانشگاه استنفورد ساخته شد[2].DENDERALميتوانست با بررسي آرايش و اطلاعات مربوط به يک ماده، ساختار مولکولي آن را شبيهسازي کند. کارکرد اين نرمافزار چنان خوب بود که ميتوانست با يک متخصص رقابت کند. از ديگر سيستمهاي خبره مشهور ميتوان به MYCIN اشاره کرد که در سال 1972 در استنفورد طراحي شد. MYCIN برنامه‌اي بود که کار آن تشخيص عفونت‌هاي خوني با بررسي اطلاعات به دست آمده از شرايط جسمي بيمار و نيز نتيجه آزمايش‌هاي او بود.PROSPECTOR يک متخصص در امر زمينشناسي است که احتمال وجود رسوبات معدني در يک ناحيه بخصوص را پيشبيني ميکند. اين سيستم در سال 1987 توسط «ريچارد دودا» و «پيتر هارد» و «رنه ربو» ساخته شد.در اوايل دهه 80 سيستمهاي متخصص به بازار عرضه شد که ميتوانستند مشورتهاي مالياتي، توصيههاي بيمهاي و يا قانوني را به استفادهکنندگان خود ارائه دهند.سيستمهاي خبرهي اندکي نيز براي استفاده در سيستمهاي کيفيتي ايجاد شدهاند. از اين ميان ميتوان به مواردي اشاره نمود. يک سيستم کنترل کيفيت مبتني بر دانش که ميتوانست روش اجرايي بازرسيها و نيز چارتهاي کنترلي مورد نياز براي متغيرهاي کمي و کيفي را مشخص کند در سال 1988 توسط حُسني [3] توسعه يافت که يکي از اولين سيستمهاي خبره در زمينه کنترل کيفيت است. البته اين سيستم تنها قادر به انتخاب چارت کنترلي مناسب و نيز تشخيص تحت کنترل بودن يا خارج از کنترل بودن فرايند بود. در سال 1989 نيز سيستم خبرهاي جهت تخصيص فرايند تضمين کيفيت در زمينه مواد اوليه توسط کراوفرد و ايادا [4] ايجاد شد که وظيفه اصلي آن کنترل مواد ورودي به صنايع توليدي بود. تعداد زيادي سيستم خبره نيز طراحي شدند که کار اصلي آنها انتخاب کنترل چارت مناسب براي هر پارامتر بود که از آن جمله ميتوان به سيستم خبره طراحي شده توسط الکساندر و جاناتان [5] اشاره کرد.البته سيستمهاي خبرهاي نيز جهت استفاده در کنترل کيفيت آماري طراحي شدهاند که از ميان آنها ميتوان به سيستم خبرهاي که توسط جيمز، اوانز و ليندسي [6] در سال 1988 طراحي شد اشاره نمود. اين سيستم نه تنها ميتوانست چارت کنترلي مناسب را انتخاب کند، بلکه قادر بود تفسيرهاي مورد نياز بر روي هر نمودار را نيز به کاربر خود ارائه کند. سيستمهاي خبرهاي نيز براي ارزيابي سطح کيفيت توليد در سال هاي 1990 به بعد توسعه يافتند که اکثر آنها با شاخص هاي کيفيتي نظير قابليت فرايند کار ميکردند که از جمله آن ها ميتوان به سيستم خبره طراحي شده توسط برينک و ماهالينگام [7] اشاره کرد. سيستم خبرهاي نيز در سال 1989 به همت دانشمندان آلماني از جمله فيفر [8] براي شناسايي عيوب در طول خط توليد طراحي شد. اين سيستم قادر بود عيوب مربوط به محصول را با استفاده از دادههاي جمع آوري شده از بازرسيها شناسايي کند.در سالهاي اخير نيز تحقيقات اندکي بر روي اين زمينه صورت گرفته است که بيشتر آنها به سمت استفاده از سيستمهاي کنترل کيفيت اتوماتيک و سريع پيش رفتهاند. از اين ميان ميتوان به ايجاد يک سيستم خبره بازرسي تصويري اتوماتيک در سال 2008 توسط ليو و چن [9] اشاره کرد که براي بازرسي تصويري اتوماتيک و استفاده از چارتهاي کنترل آماري فرايندچند متغيره مورد استفاده قرار ميگيرد. در سال 1999 نيز گوه، تانوک و اُبرايان [10] يک ابزار هوشمند براي کنترل آماري فرايند بهروز و اقتصادي ارائه کردند. در سال 1996 سايا و وان [11] يک سيستم کنترل خبره در زمان واقعي را طراحي نمودهاند که هدف آن کنترل چند سطحي و به لحظه بود.در چندين مقاله نيز به طراحي سيستم خبره جهت کنترل پارامترهاي کنترلي در خطوط توليد خاص اشاره شده است. بناستره، اُرس و پريس [12] در سال 2004 يک سيستم خبره جهت کنترل يک پارامتر کنترلي و تعيين اقدامات اصلاحي مورد نياز بر روي آن در صنايع توليد روغن زيتون، طراحي نمودند. پائولو و پوگجانر [13] در سال 1999 سيستم خبرهاي طراحي نمودند که وظيفه آن کنترل جذب سطحي ماشينهاي خنک کننده با استفاده از شبکههاي عصبي و سيستمهاي خبره بود. داويدسون [14] هم در سال 1994 در مقاله خود به استفاده از سيستم خبره در صنايع غذايي اشاره کرده است.چن، لي و زاين [15] در سال 2007 سيستم خبرهاي را بر اساس کنترل ماتريسي پوياي تطبيقي[1] براي کنترل مدارهاي بالميل در صنايع طراحي نمودند که از آن ميتوان در صنعت کاشي و سراميک نيز بهره جست. لي [16] نيز در سال 2005 در پاياننامه خود سيستم خبرهاي را طراحي نموده است که به تشخيص عيوب سطح کاشيهاي براق به صورت اتوماتيک کمک ميکند. 1-2- اهميت موضوع، هدف از انجام تحقيق و روش انجام تحقيقتحولات شتابان اخير در بازارهاي رقابتي باعث توجه بيش از پيش به مباني و نگرش مديريت کيفيت در سازمانهاي توليدي و خدماتي شده است و به تبع آن استفاده گستردهتري از ابزارهاي مديريت کيفيت در اداره اين سازمانها به عمل ميآيد.کنترل آماري فرايند يکي از بهترين ابزارهاي مديريت کيفيت جامع است که عموماً براي مينيمم کردن واريانس هر فرايند به کار گرفته ميشود. کنترل آماري فراينددو کارکرد عمده دارد که عبارتند از:1- کنترل فرايندها و تشخيص انحرافات فرايندها2- انجام اقدام اصلاحيبا توجه به پيشرفت صنايع در دهههاي اخير و ايجاد محيطهاي توليدي بزرگ با فرايندهاي طولاني، پيچيده و حساس، نياز به استفاده از يک سيستم کنترل آماري فرايندبيش از پيش لزوم پيدا کرده است. اما به علت وجود پارامترهاي کنترلي زياد و تغييرات مداوم آنها، صنايع توليدي شديداً به يک سيستم کنترل کيفيت اتوماتيک نيازمندند. تحقيقات زيادي بر روي اين زمينه صورت گرفته است اما همگي آنها تمرکز خود را بر روي کنترل فرايند گذاشتهاند و به فعاليت ديگر يعني انجام اقدام اصلاحي توجه خاصي ننمودهاند. به دليل زياد بودن تعداد پارامترهاي کنترلي، کنترل آنها به صورت يکپارچه نيز بسيار مشکل خواهد بود و لذا تعيين وضعيت محصول نهايي قبل از توليد بسيار مشکل است.يکي ديگر از مشکلات صنايع توليدي عدم اطلاع از وضعيت توليد محصولات جديد ميباشد. در اين صنايع معمولاً براي تعيين پارامترهاي کنترلي هر فرايند از روش آزمون و خطا استفاده ميکنند و به همين دليل ميزان محصولات خراب در ابتداي توليد بسيار زياد است و به مرور و با تنظيم شدن کليه پارامترهاي کنترلي کاهش مييابد.با استفاده از روشي که در اين تحقيق بيان شده است ميتوان کليه پارامترهاي کنترلي در طول خط توليد را به صورت يکپارچه کنترل نمود و در ضمن امکان تعيين پارامترهاي کنترلي محصول نهايي نيز امکان پذير خواهد بود.با استفاده از سيستمهاي خبره و تعيين حالات مختلف هر پارامتر به مرور زمان و يافتن روابط مابين پارامترها از طريق روشهاي آماري و تعيين قوانين حاکم بر آنها ميتوان يک سيستم هوشمند ايجاد نمود به طوري که وروديهاي سيستم وضعيت فعلي هر پارامتر از هر فرايند خواهد بود و خروجي اين سيستم وضعيت کنترل هر فرايند (تحت کنترل يا خارج شدن از کنترل) و نيز پارامترهاي کنترلي محصول نهايي خواهد بود.با استفاده از اين سيستم خبره ميتوان اقدامات اصلاحي پيشنهادي را ابتدا شبيهسازي نمود و پس از اثبات کارايي آن، سريعاً اقدام اصلاحي مناسب را اعلام نمود. اين شبيهسازي در تنظيم اوليه پارامترهاي کنترلي نيز ميتواند به کار گرفته شود به طوري که قبل از شروع به توليد واقعي، ميتوان وضعيت پارامترهاي محصول نهايي را با استفاده از اين سيستم بررسي نمود تا از مناسب بودن آن اطمينان حاصل کرد. در ضمن با استفاده از اين سيستم ميتوان چندين پارامتر را به طور همزمان کنترل نمود.سيستم طراحي شده در اين تحقيق تاکنون در هيچ صنعتي در ايران براي مباحث کيفيتي استفاده نشده است و در مقالات اندکي نيز به اجراي آن در بعضي از صنايع خارج از کشور اشاره شده است. در چندين مقاله تنها به کنترل يک پارامتر توسط يک سيستم خبره اشاره شده است.روش تحقيق به صورت مطالعات کتابخانهاي و اينترنتي به همراه طراحي يک سيستم خبره(با يکي از نرم افزارهاي موجود)، تجزيه وتحليل، پياده سازي در شرکت کاشي مرجان و اعلام نتايج حاصله است. 1-3- معرفي فصلهاي بعدياين رساله متشکل از پنج فصل است. مرور بر ادبيات موضوع در فصل اول بيان شد. در فصل دوم نحوه استقرار کنترل آماري فرايند مورد بحث قرار ميگيرد. در فصل سوم نحوه طراحي يک سيستم خبره براي استفاده در کنترل آماري فرايند مورد بررسي قرار خواهد گرفت. طراحي و پياده سازي سيستم خبره طراحي شده در شرکت کاشي مرجان در فصل چهارم آمده است و نهايتاً در فصل پنجم نتيجهگيري کلي از تحقيق و پيشنهادات آتي آورده ميشود. فصل دومپيادهسازي يک سيستم کنترل آماري فرايند 2-1- مقدمهدر اين فصل پيادهسازي يک سيستم کنترل آماري فرايند مورد بررسي اجمالي قرار خواهد گرفت و نکاتي که بايستي براي سهولت در طراحي سيستم خبره مورد نظر، در نظر گرفته شود عنوان خواهد شد. 2-2- کنترل کيفيتکنترل کيفيت قدمتي برابر با توليد دارد. هر آنچه انسان حتي قرنها قبل از ميلاد مسيح توليد کرده است داراي دقت و ظرافتي است که نشان از توجه سازندگان آن به کيفيت دارد. نگاهي بر دست ساختههاي انسان باستان در موزهها و يا عجايب هفتگانه جهان نظير اهرام ثلاثه مصر، مجسمه ابوالهول و ديوار چين تاييد خوبي بر اين ادعا است.کنترل کيفيت در مواقعي فقط به بازرسي نهايي و جدا کردن محصولات فاقد کيفيت محدود ميشود اما در اکثر موارد فراتر از آن عمل ميکند. به عنوان مثال به برنامهريزي کيفيت، کنترل مواد ورودي، کنترل کيفيت در حين توليد، کنترل مواد خروجي، تجزيه و تحليل و اقدام مقتضي در رابطه با مشکلات کيفي توليد و غيره، ميپردازد. در اين حالت گزارشهاي مربوط به مسايل کيفي کمک بزرگي به حساب ميآيند. در کل ميتوان گفت کنترل کيفيت سيستمي است که با اتـکا به آن ميتوان کيـفيت يک محصول يا يک فرايند توليد را به حد منـاسبي رسـاند و با برنامهريزي دقيق، استفاده از ابزارهاي کيفي، بازرسيهاي مداوم و غيره، آن را حفظ کرد و يا نسبت به بهبود مداوم آن گام برداشت.با شروع انقلاب صنعتي در اروپا در اواسط قرن هجدهم ميلادي و استفاده از ماشين آلات و ابزار دقيق در توليد، روشهاي توليد نيز مدرنتر و پيچيدهتر شدند. اين تغييرات، حجم توليد محصولات را بالا برد و روشهاي کنترل دقيق بودن و ظرافت نيز در آنها تغيير يافت. مقايسه روشهاي کنترل کيفيت توليدات در سالهاي اوليه انقلاب صنعتي با آنچه که امروزه به چشم ميخورد، نشان ميدهد که تغييرات در اين بخش فوق العاده بوده است. اين تغييرات که خواست عمده صاحبان صنايع و مصرف کنندگان بود، در سال 1920 ميلادي به ابداع کنترل کيفيت آماري منجر شد.