先进控制理论及其应用

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摘要：先进的控制理论及应用是质量管理工作的基础，现在的控制理论多种多样，不过多元质量控制一直是工作人员惯用的重点管理控制工具。文章主要探讨了先进控制理论在质量控制中的发展和应用。

关键词：多元控制理论；分析控制理论；重点剖析分析技术；质量管理工作；聚类分析法

中图分类号：F270 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）31-0046-02

多元控制理论的广泛应用给企业带来了很好的收益，比起之前的一元质量控制有很多进步。它不像一元控制理论那样指标单一，多工序多指标的质量控制是多元质量控制的最主要优点，通过多元质量控制理论的实践，很多质量问题得到明显的改善，企业也因此而走上了一条前途光明的道路。

一、多元控制理论的发展历程

多元控制理论最早是在美国发明的，多元控制图的发明预示着多元控制系统的诞生。到20世纪90年代以后，这种方法已经广泛应用于生产实践了。此方法包含多种设计技术和控制技术，针对不同的质量管理起到不同的作用。

张公绪在我国第一个提出选控图系列并提出两种质量诊断理论，这种方法突破了之前的质量控制理论，给统计质量诊断开辟了新方向。此外郑慧英，陈志强等人也对此作出了杰出的贡献。目前多元质量控制理论已经是质量管理学和数学统计的一个独立分支，是理论控制及工程应用的热点。

二、多元控制图的作用和方法

多元控制图是多元控制理论的基础，它可以对多个质量特性进行统一质量管理，是在一元控制图上的延伸和推广，对解决质量控制问题有更深一步的提高和认识。当然，要提醒的是，虽然多元控制图是一个非常好的质量控制工具，但是目前在工程项目质量管理中应用还不是很广泛，要达到项目的具体要求还需要做很多的工作，这点也需要多数工作人员的共同努力来完成。

三、控制理论中的设计技术

在控制理中，设计技术的应用是很广泛的。目前多元控制理论的质量设计是最有效的改进质量的技术，它在产品设计和工艺设计阶段的应用是非常广泛的。通过较好的设计技术可以减小质量波动，保证质量过关率。随着社会竞争力的不断增强，日益难以满足的客户需求成为商场上生出的关键，传统的质量控制特性已经没有办法满足多方位的客户需求，所以，针对不同的客户群体我们在设计中也应该遵循多元控制技术理论来展开。

总的来讲，在设计技术理论中，我们一定要注意到用户多元性的需求同设计之间的关系，要通过多远化控制理论来指导设计技术，最终目的就是让设计出来的产品或项目得到大家的认可。这样企业才能存活。

四、分析技术的应用

针对我国目前多指标切多工序的工业系统来讲，要对其进行质量控制必须采用先进的分析技术。多变量高维数据可以对独立低维空间有投影作用，从而降低分析难度。目前我国多采用哪个多元统计分析方法来进行高维数数据的控制，这样可以使得高维数数据简化而且维数降低，综合性增强，从而更好的将复杂系统的质量特性体现出来，从而改善整个质量控制系统的工作效率。具体来讲，多元控制理论的分析技术和特点有以下几种：

（一）投影寻踪法

这种方法的原理主要是将高维数据投影到低维，并寻找出能反映原高位数据结构或特征的投影，在低维空间上对数据结构进行详细分析，最终达到研究和分析高维数据的目的。

这种方法的典型优点是克服了维数祸根带来的困难，它可以有效排除与数据结构和特种无关的或关系比较小的变量干扰。与其他非参数方法一样可以用来解决非线性问题。

（二）主成分分析法

这种方法的主要原理是将相关度的多为变量转变为互不相关的主成分，将数量众多的指标转化为较少的互不相关的综合指标，且能提供原有指标的绝大部分信息。

这种方法的优点在于能将高维空间的问题转化到低维空间去处理，将问题变得相对简单而且直观，并且不易于丢失数据信息，同时还简化了系统的统计数字特征。

（三）聚类分析法

聚类分析法的主要原理指的是某种特定标准，一般为距离准则逐级归并好聚类，形成一个亲属关系谱系图，同族之间相似性尽可能大，不同族之间差异性尽可能大，这样在进行质量控制的时候就比较好入手。

这种方法的优点主要体现在数据挖掘上，可以作为独立的数据分析工具来获得数据分布情况，也可以作为其他数据分析算法的预处理步骤。

总的来讲，聚类分析是数据挖掘的重点方法之一，可以作为独立的数据分析工具来获得数据分布情况，也可以作为其他数据分析算法的预处理步骤。

（四）因子分析法

因子分析法的主要内容是指将多个变量综合为少数几个独立因子，根据先惯性把变量分组，使得同组内的变量之间相关性较高，不同组类之间的相关性较低。

这种方法的主要优点在于各综合因子的权重不是主观赋值，分局方差贡献率来确定，避免了认为确定权重的随意性，使得评价结果唯一，而且较为客观综合。

总的来讲，多元质量控制是全面质量管理的重要组成部分，是多指标、多工序复杂制造过程质量保证的重要工具。综述多元质量控制的发展历程、控制图以及设计技术的研究现状，从原理、优缺点等方面对比分析多元质量控制的常用分析技术。统计质量控制可分为一元质量控制和多元质量控制。一元质量控制主要研究单一指标的质量控制问题，但从生产实际来看，单一指标的质量控制是比较少见的，多工序、多指标的质量控制是普遍存在的多元质量控制，是以多元统计分析为基础的实用技术，随着计算机技术的进步与普及，在机械、电子、化工冶金等行业中都已崭露头角，发挥着越来越重要的作用。为了普及多元质量控制理论，提高广大工程技术人员对多元质量控制的认识，作者将多元质量控制理论与技术领域的研究成果进行简要概述。

五、结语

综合全文，多元控制技术现在已经广泛应用于质量控制管理工作中。作为先进控制理论的一部分，此控制技术有着很大的优势，它通过一系列的指标和方法使得本来复杂的质量控制管理变得井井有条，让本来繁重的工作变得非常简单，不管是对工作人员还是对质量管理人员，或者是对消费者，如果能将这些先进控制理论应用的生产实践中，无疑是一个多赢的局面。所以，作为质量管理或者相关的工作人员，要做的就是尽量掌握好这些先进的控制技术，采用多元控制理论来指导自己的工作，只有这样工作才能做好，也只有这样企业才能发展，客户或者消费者才能满意，最终质量管理控制工作的价值才能得到最完美的体现。

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