📐 工艺参数优化实战方法集

1

课程导论与基础 定义·挑战

工艺参数优化的定义、重要性、核心目标与常见挑战。

2

参数识别与分类 KPP

识别关键工艺参数(KPP)、可控/不可控、连续/离散及影响因子。

3

数据采集与预处理 清洗·归一化

传感器采集、缺失值/异常值处理、标准化与归一化。

4

实验设计基础 CCD

全因子、部分因子、中心复合设计(CCD)原理与适用场景。

5

响应曲面法 RSM

RSM建模步骤、二阶模型拟合与最优区域探索。

6

单目标优化方法 梯度·牛顿

梯度下降法、牛顿法在单目标工艺参数寻优中的应用。

7

多目标优化概述 帕累托

帕累托前沿、加权和法、ε-约束法基本原理与对比。

8

遗传算法实战 GA

编码、选择、交叉、变异操作及参数优化案例。

9

粒子群算法实战 PSO

粒子更新机制、惯性权重调整与参数调优。

10

模拟退火算法 SA

Metropolis准则、退火计划表及离散参数优化。

11

贝叶斯优化 高斯过程

代理模型、采集函数(EI,PI,UCB)及超参数自动调优。

12

机器学习代理模型 RF·XGBoost

随机森林、XGBoost、神经网络构建代理模型。

13

主成分分析与降维 PCA

PCA在参数相关性分析与降维中的应用。

14

敏感性分析 Sobol·Morris

全局敏感性分析识别对输出影响最大的参数。

15

约束处理技术 罚函数

罚函数法、可行方向法、约束支配原则应用。

16

稳健参数设计 田口方法

田口方法、容差设计，对噪声因素不敏感。

17

在线优化与自适应控制 MPC

模型预测控制、滚动时域优化在动态工艺中的应用。

18

强化学习优化 Q-learning

Q-learning、深度Q网络(DQN)在序贯决策中的应用。

19

多阶段工艺优化 串联协同

多工序、多工步串联工艺参数协同优化方法。

20

混合整数参数优化 连续·离散

处理连续与离散(开关、档位)混合优化问题。

21

并行计算与加速优化 GPU加速

多核、GPU加速遗传算法、粒子群等群体智能。

22

优化结果可视化 3D响应面

等高线图、3D响应面、帕累托前沿、收敛曲线。

23

案例实战1：注塑成型 翘曲变形

温度、压力、速度对翘曲变形的影响优化。

24

案例实战2：焊接工艺 焊缝强度

电流、电压、焊接速度对焊缝强度的影响。

25

案例实战3：化工反应釜 产率优化

温度、压力、催化剂浓度对产率的影响。

26

案例实战4：数控加工 表面粗糙度

主轴转速、进给量、切削深度对粗糙度的影响。

27

案例实战5：半导体蚀刻 蚀刻速率

气体流量、功率、时间对蚀刻速率与均匀性影响。

28

优化软件与工具 Python·Minitab

SciPy, Optuna, DEAP, Minitab, JMP功能对比。

29

优化项目标准化流程 SOP

从问题定义、数据收集、模型建立到验证部署。

30

课程总结与前沿趋势 数字孪生

数字孪生、AI for Manufacturing、自优化工厂。