对基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的分析

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　　摘 要：基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的应用，可有效提高仿真效率，改善仿真效果。基于此，本文首先简要阐述了基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的构成，强调了系统的应用优势。其次，重点从“应用流程及要点”、“应用方式”两方面出发，对系统的应用问题进行了总结与归纳。
　　关键词：QUEST；灰色质量预测算法；仿真系统
　　中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）11-0015-02
　　0 前言
　　DENEB-QUEST（以下简称QUEST）本质为三维数字化仿真工具，可面向对象实现对离散事件的仿真，以可视化的形式，展示物体的二维图像以及三维模型，使用户可根据仿真结果，对物体的性能进行评估。以QUEST为基础，建立灰色质量预测仿真系统，可有效改善系统性能。
　　1 基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的结构
　　1.1 上层与下层结构
　　本系统中，下层含有QUEST的Unix图形工作站，上层含有Windows平台的PC机。上述设置方式，能够有效满足系统性能的发挥需求。本系统所具备的仿真、图像显示功能，均需借助底层含有QUEST的Unix图形工作站而实现。系统上层的PC机，功能主要在于对数据进行统计，并对系统的整体运行情况进行管理。系统的上层与下层之间，可通过QUESTBCL接口以及SCL接口实现通信，使数据传输的目的得以达成。
　　1.2 结构优化方式
　　为提高基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的应用水平，对其结构进行优化是关键。本系统中，下层Unix图形工作站图形仿真是否流畅，是决定系统应用效果的主要因素。对此，可采用SGI的Octan，对图形工作站进行设计，确保仿真流畅。为提高系统功能的完善性，建议将BCL、SCL以及CDLL三种功能纳入至系统中，使其功能得以拓展。各功能中，BCL可有效实现对QUEST中数据的批量处理，降低数据处理难度。SCL的功能，则在于对模型进行预处理。CDLL的功能，在于支持灰色预测模块生成。
　　2 基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的设计
　　2.1 系统构成情况的设计思路
　　基于QUEST的灰色质量预测仿真系统，由QUEST、管理控制平台两部分构成，两者可通过BCL接口以及SCL接口，对数据进行传输。就目前的情况看，QUEST尚未提供直接的质量系统仿真方法[1]。为解决上述灰问题，将色质量预测系统与QUEST结合较为重要。当前的QUEST，可支持二次开发。如将相应的用户属性添加至QUEST中，可有效增加接口功能，使系统的性能得到拓展，使仿真系统的应用价值得以体现。为确保基于QUEST的灰色质量预测仿真系统性能得以发挥，本文采用兩层结构对系统进行了设计[2]。
　　2.2 系统模块设计
　　本课题所设计的基于QUEST的灰色质量预测仿真系统，共包括“计划决策模块”、“管理控制模块”、“执行模块”三种，各模块功能的设计方法如下：（1）计划决策模块：“计划决策模块”为灰色质量预测仿真系统的主要模块之一。为确保生产过程能够顺利进行，有关人员需于生产前，对质量方针、生产流程等进行计划。“计划决策模块”的功能，便在于为上述目的的达成提供支持。本课题中，该模块可与CIMS及其他子系统之间相互联系，以便于进行数据传输。（2）管理控制模块：本系统中，“管理控制模块”的功能在于采集模型数据，并对数据的质量进行分析，为模型仿真过程的实现奠定基础。（3）执行模块：该模块的功能，在于为仿真过程的实现提供支持。
　　2.3 系统功能拓展设计
　　（1）BCL设计：所谓BCL，指批控制语言。借助该功能，系统可实现对QUEST语言的控制。发出BCL命令后，有关人员便可借助灰色质量预测仿真系统，对模型进行读取，且可实现对模型参数的调整，使模型运行，获取并查询仿真结果，使灰色质量预测仿真系统得以完善。（2）SCL设计：所谓SCL，指仿真控制语言。借助该功能，有关人员可在应用QUEST仿真的过程中，对程序化语言进行控制。此外，该功能同样可实现对建模规则的控制，从而达到调整仿真模型运行方式的目的，使仿真效果得以改善。（3）C动态链接库：C动态链接库的功能，在于为SCL语音对C语音的调取提供便利。借助该功能对灰色质量预测仿真系统进行设计，能够有效拓展QUEST功能，提高程序运行效率。
　　3 基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的实现及应用
　　3.1 基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的实现
　　3.1.1 系统执行层的实现
　　为确保系统功能得以实现，应首先将SCL程序纳入至系统程序中。确保工件达到某一工位时，SCL命令可随即执行，使生产的过程可顺利进行。例如：有关人员可将Quality LX纳入至系统中，将其设置为Numeric型，并将SCL声明部分设置为实型，使执行层的功能能够有效实现，为灰色质量预测仿真过程的完成奠定基础。值得注意的是，为提高仿真系统对数据的获取效率，有关人员同样应将C动态链接库应用到系统中，将C-EXECO语句应用到SCL中，调用相应的函数，使执行层的功能得以实现。为确保执行层与管理控制层的数据能够相互传输，可借助Socket对系统进行调整。仿真过程中，有关人员仅需自客户端打开端口，便可调用READ（）语句，对系统进行访问。
　　3.1.2 管理控制层的实现
　　基于QUEST的灰色质量预测仿真系统中，管理控制层需能够采集执行层的数据，对数据进行处理，以建立生产模型，为模型仿真的实现提供保证。本课题所设计的仿真系统中，管理控制层属于中间层。为使系统的仿真功能得以实现，有关人员应将相应仿真算法纳入至该层之中。本系统中，管理控制层需借助基于VC6.0的DLL实现。除灰色质量预测仿真系统的核心仿真算法外，该层同样含有常用的仿真函数。仿真过程中，有关人员应借助客户端，调用Socket通讯函数，开始仿真过程。本系统的管理控制层，本质为执行层的服务器。因此，有关人员可以以服务器的方式打开端口，以提高仿真执行效率，降低系统的开发难度，使仿真效果得以改善。 　　3.1.3 计划决策层的实现
　　为使系统功能得以拓展，本课题对基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的计划决策层实现方式进行了控制。本系统中，计划决策层的功能均需借助数据共享得以实现。因此，本课题将Oracle数据库应用到了该层的实现过程中，为该层数据存储、传输功能的实现提供了支持。本课题所设计的仿真系统中，计划决策层的开发工具，以VB6.0为主。该工具可有效满足系統的开发需求，有利于促进灰色质量预测仿真系统功能实现。计划决策层的开发方式，应根据灰色质量预测仿真系统的仿真目的而确定，以确保该层可准确收集仿真数据，并将数据传输至管理控制层，使其实现对数据的处理，使系统的仿真功能得以实现。
　　3.2 系统的应用流程及要点
　　3.2.1 系统的应用流程
　　为提高基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的性能，应采用以下流程，对系统进行应用，方法如下：（1）将产品的相关数据输入至系统之中，利用系统功能，对数据进行预处理，以便于进一步对数据进行统计，制作仿真模型。（2）制作中心线，根据模型的建立目的，对警戒线进行设置。设置完成后，需借助控制图展示中心线及警戒线的制作成果。（3）选择最近点，建立GM（1，N）模型，对模型进行分析。（4）对数据量进行统计，当数据量达到一定程度时，应对各项参数进行计算，并明确中心线与警戒线的位置，实现对数据的分析。在此流程中，需计算的参数，以“单组数据平均值”、“多组数据平均值”、“极差”、“极差平均值”等为主。（5）重复建立GM（1，N）模型，结合控制图，对模型进行分析。
　　3.2.2 系统的应用要点
　　对控制图的处理，为基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的应用要点。设计所用的控制图中，如存在25个连续的点处于线内，且存在35个连续的点处于线外，则表明系统可能处于正常的运行状态。此时，需对点的波动情况进行观察，如点可在控制线内随机波动，且波动的过程中，多数点均围绕于中心线附近，则可证明系统能够正常运行。当点处于线外时，如7个连续的点均处于线的一侧，且各点的走行一致，则表明点的排列呈周期性变化。当7个连续的点中，3个或以上数量的点处于控制线附近，而经过灰色预测的预测点处于控制线外，则表明系统处于非正常状态。一旦出现上述问题，需立即明确原因，并给予处理。
　　3.3 系统的应用方式
　　3.3.1 企业应用概况
　　A企业为管道阀门生产企业，2017年12月，该企业将基于QUEST的灰色质量预测仿真系统应用到了设计与生产的过程中，对阀门进行了设计。企业首先收集了阀门的孔径、直径等数据，以数据为基础，建立了5个点的GM（1，1）新陈代谢模型。模型建立后，有关人员对系统的运行情况进行了观察，结果显示，系统可正常运行，故随即对数据进行了处理。GM模型中，数据必须为正数，因此，将数据输入至系统前，需对其进行+2平移处理。例如：
　　X（0）=[0.82，1.22，1.32，1.83，1.89]T，可累加生成：
　　X（1）=[0.82，2.04，3.36，5.19，7.08]T。
　　上述数据处理完成后，应将微分方程代入至计算的过程中，得出X（0）与X（1）的预测值，为仿真模型的建立提供数据支持。
　　3.3.2 系统应用效果
　　为评估基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的应用效果，企业于系统应用后，对其性能进行了评价。评价结果显示，获取预测值，并对其进行-2平移后，系统可随即生成粗略的质量控制图，并绘制出相对误差曲线。通过对图形及曲线的观察，有关人员便可明确灰色预测是否有效。本企业的技术人员通过对图形及曲线的观察，未见明显异常，表明，预测结果具有可信度。得到粗略的控制图后，有关人员将其应用到了阀门生产质量的控制过程中。通过对生产结果的观察发现，应用该系统后，阀门的生产效率及生产质量明显提升。表明，基于QUEST的灰色质量预测仿真系统的应用，取得了良好的效果。
　　4 结语
　　综上所述，本文以QUEST为基础所设计的灰色质量预测仿真系统，具有可视化程度高、仿真效率高的优势。将其应用到生产过程中，可有效减少产品的质量问题，且可使生产效率以及产品的精密度得以提高。未来，建议有关领域将该系统投入应用，为自身经济效益的提升奠定基础。
　　参考文献
　　[1] 王静，董文杰，方志耕.基于实用弱化缓冲算子的质量成本灰色DGM预测模型[J].装备环境工程，2018，15（07）：1-4.
　　[2] 马子骥，唐涛，刘宏立.基于非等间距灰色模型和Elman神经网络的轨道质量预测[J].哈尔滨工业大学学报，2018，50（05）：137-144.
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