CN106796432B - 确定用于检查复合部件的采样方案的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种使用至少一个部件的不同区域的统计分析来确定采样方案并且确定每个区域的性能等级的方法和系统。然后使用该采样方案来检查后续部件。检查的结果可用于在反馈循环中更新和/或修改采样方案。

Description

确定用于检查复合部件的采样方案的方法和系统

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C119(e)要求2014年9月2日提交的题为“确定用于检查复合部件的采样方案的方法和系统”的美国申请No.62/044,618的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及检查由自动化制造工艺制造的复合部件的领域，并且更具体地，涉及确定用于检查复合部件的采样方案的动态方法。

背景技术

检查所制造部件的尺寸要求是制造工艺的重要部分。手动检查每个部件非常耗时。因此，采样被用于降低成本并减少检查所需的总时间。验收采样包括只采样批次的一个或两个部件以接受或拒收整个批次，用于确定生产批次的材料是否符合规格。然而，在某些行业中，验收采样与部件的属性不兼容。在一些情况下，基于一个或两个样本拒收整个批次是成本高昂的。在其他情况下，基于一个或两个部件接受整个批次不符合关于安全要求的工业标准。

因此，需要改进某些部件的制造工艺的检查阶段。

发明内容

描述了用于使用至少一个部件的不同区域的统计分析来确定采样方案并且确定每个区域的性能等级的方法和系统。然后采用该采样方案检查后续部件。检查结果可用于在反馈循环中更新和/或修改采样方案。

根据第一个广泛方面，提供了用于确定用于检查复合部件的采样方案的计算机实现方法，每个复合部件包括至少一层，每个层包括多个区域，每个区域具有多个纤维。该方法包括接收用于至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据，所述偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差；将统计模型应用于所述偏差数据以获得该区域中的每一个的性能指标，并生成至少一层的性能指标的映射；以及根据所述性能指标的映射建立用于检查所述至少一个后续复合部件的至少一层的采样方案。

在该方法的一些实施例中，建立采样方案包括向每个性能指标分配采样标准，采样标准指示多少具有给定性能指标的区域将被检查。

在该方法的一些实施例中，该采样标准指示多少来自所述至少一层、该至少一个后续复合部件和多个后续复合部件中的一个的区域将被检查。

在该方法的一些实施例中，建立采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一层的第一采样方案，以及根据不同于第一采样标准的第二采样标准建立用于第二层的第二采样方案。

在该方法的一些实施例中，建立采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一后续部件的第一采样方案，以及根据不同于第一采样标准的第二采样标准建立用于第二后续部件的第二采样方案。

在该方法的一些实施例中，建立采样方案进一步包括根据性能指标和采样标准选择用于检查的区域。

在该方法的一些实施例中，应用统计模型包括使用至少三个等级的性能指标，所述至少三个等级包括最低性能等级、中间性能等级以及最高性能等级。

在该方法的一些实施例中，选择区域包括选择最低等级的所有区域以及选择中间等级的一些区域。

在该方法的一些实施例中，选择区域包括选择数量少于中间等级的所选区域的数量的最高等级区域。

在一些实施例中，该方法进一步包括从所述至少一个后续复合部件的检查接收所选区域的更新的偏差数据；将所述统计模型应用于所选区域的更新的偏差数据，以获得所选区域的更新的性能指标；以及使用更新的性能指标生成性能指标的更新的映射。

在一些实施例中，该方法进一步包括从所述至少一个后续复合部件的检查接收所选区域的更新的偏差数据；将所述统计模型应用于所选区域的更新的偏差数据，以获得所选区域的更新的性能指标；以及使用该更新的性能指标生成性能指标的更新的映射。

在一些实施例中，该方法进一步包括将所选区域的更新的性能指标与对应区域的性能指标进行比较；选择与更新的性能指标低于所述性能指标的所选区域相邻的区域以供检查；接收相邻区域的偏差数据；以及使用来自相邻区域的偏差数据来量化制造工艺的劣化。

在该方法的一些实施例中，接收偏差数据包括：针对所述至少一层的所有区域，接收区域的至少一个纤维的测量数据并根据测量数据确定偏差数据。

在一些实施例中，该方法进一步包括接收指示复合部件的制造工艺中的变化的信号，以及更新统计模型以反映该变化。

在该方法的一些实施例中，该信号指示在制造工艺中使用的设备的维护。

在该方法的一些实施例中，接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据包括接收用于多个复合部件的偏差数据，并且其中映射性能指标包括映射多个复合部件的平均性能指标。

在该方法的一些实施例中，偏差数据对应于给定区域的至少一个纤维的测量值。

根据另一个广泛方面，提供了用于确定用于检查复合部件的采样方案的系统，每个复合部件包括至少一层，每个层包括多个区域，每个区域具有多个纤维。该系统包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可由处理器执行的至少一个应用程序。该应用程序可执行用于接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据，该偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差；将统计模型应用于所述偏差数据以获得该区域中的每一个的性能指标，并生成至少一层的性能指标的映射；以及根据性能指标的映射建立用于检查至少一个后续复合部件的至少一层的采样方案。

在该系统的一些实施例中，建立采样方案包括向每个性能指标分配采样标准，采样标准指示多少具有给定性能指标的区域将被检查。

在该系统的一些实施例中，该采样标准指示多少来自该至少一层、该至少一个后续复合部件以及多个后续复合部件中的一个的区域将被检查。

在该系统的一些实施例中，建立采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一层的第一采样方案，以及根据不同于第一采样标准的第二采样标准建立用于第二层的第二采样方案。

在该系统的一些实施例中，建立采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一后续部件的第一采样方案，以及根据不同于第一采样标准的第二采样标准建立用于第二后续部件的第二采样方案。

在该系统的一些实施例中，建立采样方案进一步包括根据性能指标和采样标准选择用于检查的区域。

在该系统的一些实施例中，应用统计模型包括使用至少三个等级的性能指标，所述至少三个等级包括最低性能等级、中间性能等级以及最高性能等级。

在该系统的一些实施例中，选择区域包括选择最低等级的所有区域以及选择中间等级的一些区域。

在该系统的一些实施例中，选择区域包括选择数量少于中间等级的所选区域的数量的最高等级区域。

在该系统的一些实施例中，该应用程序进一步被配置为从所述至少一个后续复合部件的检查接收所选区域的更新的偏差数据；将所述统计模型应用于所选区域的更新的偏差数据，以获得所选区域的更新的性能指标；以及利用该更新的性能指标生成性能指标的更新的映射。

在该系统的一些实施例中，该应用程序进一步被配置为将所选区域的更新的性能指标与对应区域的性能指标进行比较；选择与更新的性能指标低于所述性能指标的所选区域相邻的区域以供检查；接收该相邻区域的偏差数据；以及使用来自相邻区域的偏差数据来量化制造工艺的劣化。

在该系统的一些实施例中，接收偏差数据包括：针对所述至少一层的所有区域，接收区域的至少一个纤维的测量数据，并由测量数据确定偏差数据。

在该系统的一些实施例中，该应用程序进一步被配置为接收指示复合部件的制造工艺中的变化的信号，以及更新统计模型以反映该变化。

在该系统的一些实施例中，该信号指示在制造工艺中使用的设备的维护。

在该系统的一些实施例中，接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据包括接收用于多个复合部件的偏差数据，并且其中映射性能指标包括映射多个复合部件的平均性能指标。

在该系统的一些实施例中，偏差数据对应于给定区域的至少一个纤维的测量。

根据另又一个广泛方面，提供了计算机可读介质，其具有储存在其上的可由处理器执行的用于确定用于检查复合部件的采样方案的程序代码，每个复合部件包括至少一层，每个层包括多个区域，每个区域具有多个纤维。该程序代码可执行用于接收用于至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据，所述偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差；将统计模型应用于所述偏差数据以获得每个区域的性能指标，并生成至少一层的性能指标的映射；以及根据性能指标的映射建立用于检查所述至少一个后续复合部件的至少一层的采样方案。

根据另一个广泛方面，提供了一种用于引导复合部件的至少一层的检查的计算机实现方法。该方法包括接收性能指标的映射和与至少一层相关联的采样标准，每个性能指标对应于至少一层的区域，每个区域包括多个纤维，采样标准指示多少具有给定性能指标的区域将被检查；根据性能指标和采样标准选择用于检查的至少一层的区域；以及在图形用户界面上显示用于检查的至少一层的所选区域的标识。

在该方法的一些实施例中，在图形用户界面上显示用于检查的所选区域包括显示用于检查的至少一层的所选区域的图形标识。

在一些实施例中，该方法进一步包括经由在图形用户界面上的用户可操作对象接收对已经检查了用于检查的至少一层的至少一个所选区域的指示。

根据又另一个广泛方面，提供了一种用于引导对具有至少第一层和第二层的复合部件的检查的图形用户界面。图形用户界面包括：信息区域，其显示来自该第一层的第一组区域的标识，该第一组区域被选择用于检查第一层；以及响应于用户输入的可操作对象，其用于接收第一组区域已被检查的确认；其中，在接收到确认时，更新信息区域以显示来自不同于所述第一组区域的所述第二层的第二组区域的标识，第二组区域被选择用于检查所述第二层。

在图形用户界面的一些实施例中，第一组区域的标识包括与第一性能等级相关联的区域的第一子集和与第二性能等级相关联的区域的第二子集的标识。

在图形用户界面的一些实施例中，显示第一组区域的标识的信息区域包括分割成多个区域的至少一层的表面的示意性表示。

在图形用户界面的一些实施例中，示意性表示包括在对应于区域的性能指标的多个区域中的每一个中的标记。

附图说明

从结合附图的以下详细描述中，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见，其中：

图1是示例性检查方法的流程图；

图2是用于确定采样方案的示例性方法的流程图；

图3a是包括两个性能等级的示例性性能图的示意图；

图3b是包括三个性能等级的示例性性能图的示意图；

图4是用于确定采样方案的另一个示例性方法的流程图，其包括用于更新采样方案的反馈机制；

图5是用于确定采样方案的另一个示例性方法的流程图，其包括劣化分析；

图6是用于确定采样方案的另一个示例性方法的流程图，其包括统计验证；

图7是用于引导复合部件的检查的示例性方法的流程图；

图8a是用于引导复合部件的检查的示例性图形用户界面；

图8b是具有复合部件的一层的示意性表示的另一示例性图形用户界面；

图9是用于确定网络中的采样方案的示例性系统的图；

图10是在图9所示的系统的处理器上运行的一组示例性应用程序的框图；

图11是示例性采样方案模块的框图；

图12是示例性劣化分析模块的框图；以及

图13是示例性统计验证模块的框图。

需要注意的是，所有附图中相似的特征由相似的附图标记表示。

具体实施方式

复合部件(或材料)由具有显著不同物理或化学性质的两种或更多种构成材料制成。当结合时，它们产生具有与个体材料不同的特性的部件，目的是利用两者的益处。自动纤维放置(AFP)机器用于制造这种复合部件，通过沿着模具多层铺设纤维条(丝束)，以产生具有模具形状的复合部件。根据输入到AFP机中的纤维铺设轨迹沿着模具放置纤维条，以根据一组设计参数产生给定的部件。

参考图1，将描述用于检查使用自动化制造工艺制造的复合部件的示例性方法。为了说明的目的，所描述的工艺是自动纤维放置(AFP)工艺。复合部件可以包括各种材料，例如但不限于水泥、混凝土、增强塑料、金属复合材料以及陶瓷复合材料。例如，复合部件可以由复合纤维增强塑料构成。复合部件可以用于各种应用，包括但不限于建筑物、桥梁、航天器、飞机、船只、包括铁路车辆的陆地车辆，以及诸如风力涡轮机叶片、游泳池板、浴缸、储罐和台面的结构。

图1示出了用于执行采样检查的动态方法。该部件包括多个层，并且每层可以单独地检查。每层包括多个纤维(或丝束)。在第一步中，使用至少一个部件的统计分析来确定采样方案102。然后使用采样方案来引导后续部件的检查104。检查结果可用于在反馈循环中更新和/或修改采样方案102。

转到图2，示出了用于确定采样方案的第一实施例102′。可以建立采样方案以用于检查一个或多个部件的单层或一个或多个部件的多层。本文的示例示出了将该方法应用于复合部件的每个层。复合部件的每个层被分割成多个区域202，每个区域包括纤维的子集。区域可以是一致的形状，例如正方形、矩形或圆形，并且可以具有相同的尺寸。或者，这些区域可以具有不同的形状和/或不同的尺寸。这些形状可以是对称的、非对称的，一致的或不一致的。可以根据复合部件的一个或多个特性使用一个或多个考虑因素来执行分割，例如部件的形状和/或设计。或者，考虑复合部件的尺寸，并且根据所需尺寸的区域的所需数量来执行分割。在一些实施例中，区域是横穿部件拉伸的带，并且每个区域被设置为包括给定数量的纤维。例如，具有42层的部件每层可以具有100个带，并且每个带16个纤维。由于纤维层间布局可以变化，因此对其上的区域进行的分割也可以变化。其他分割策略将是本领域技术人员容易理解的。

在一些实施例中，这些层已经被分割，并且当接收到至少一个复合部件的层的所有区域的偏差数据204时，该方法开始。或者，可以接收至少一个复合部件的所有层的所有区域的偏差数据。偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差。对于每个区域，测量至少一个纤维，并且测量值和标称值之间的差值对应于偏差值。偏差数据因此是层的所有区域的偏差值的集合。在一些实施例中，接收偏差数据204包括接收测量的纤维的测量数据并由测量数据确定偏差数据。在一些实施例中，仅测量每个区域的纤维的子集，以便获得偏差数据。例如，测量区域中四分之一的纤维或三分之一的纤维。在其他实施例中，测量每个区域的所有纤维。在每个区域测量更大数量的纤维将为采样方案提供更高的可靠性。还可以通过使用多于一个部件(诸如两个或三个部件)来建立采样方案，并且将结果一起平均来获得更高的可靠性。

一旦接收到偏差数据204，就将统计模型应用206到该数据。在一些实施例中，应用统计模型包括从偏差数据生成直方图并应用高斯函数以获得正态分布。正态分布可以用于统计地确定给定区域内的不可接受的数量的纤维的尺寸测量值将落在期望公差之外的概率。然后可以将该概率用作性能指标。例如，性能指标可以是概率是否高于或低于给定阈值。在该示例中，提供了两个性能等级，即具有低于阈值的概率的区域被认为是符合的，并且具有高于阈值的概率的区域被认为是不符合的。阈值可以被设置为任何期望的等级，诸如5％、1％、0.25％等。在一些实施例中，阈值被设置为0.27％。在另一示例中，诸如来自六西格玛质量方法(Six Sigma quality methodology)的P_pk的工艺性能指数被用作性能指标。可以将工艺性能指数与阈值(诸如1.00或0.8)进行比较，并且低于阈值的值被认为是不符合的，而等于或高于阈值的值被认为是符合的。可以使用其他已知的性能指标来表示由正态分布生成的统计概率。

可以使用性能指标来生成性能图208。性能图将层的每个区域跟与其相关联的性能等级关联起来。在一些实施例中，性能图可以复制层的表面形貌，该层具有根据其性能等级标识的每个区域。图3a和图3b是分别使用两个和三个性能等级的性能图302′、302″的示例。在该示例中，根据它们的性能等级对区域进行颜色编码。在图3a中，性能图302′包括符合的浅灰色区域304a和不符合的黑色区域304c。白色区域304b是没有任何纤维的层的区域。在图3b中，性能图302″还包括可通过或介于中间的深灰色区域304d。可通过区域304d是落在接近符合但不完全符合的窄质量等级内的区域。例如，使用百分比标准作为性能指标，性能图302″可以对应于以下：

区域	性能指标(PI)
		浅灰色	PI<0.27％
深灰色	0.27％<PI<1.6％
		黑色	PI>1.6％

表1

返回参考图2，一旦已经生成了性能图208，则根据性能指标的映射来建立采样方案210。在一些实施例中，建立采样计划210包括为每个性能指标分配采样标准。采样标准指示了有多少来自具有给定性能指标的一个或多个后续部件的一个或多个层的区域将被检查。在一些实施例中，采样标准对应于具有给定性能指标的区域的给定百分比。例如，使用来自表1的示例，对于后续部件的层，采样标准可以设置为黑色区域的100％、深灰色区域的50％，以及浅灰色区域的0％。在一些实施例中，可以选择浅灰色区域的小采样用于检查，诸如7％。也可以使用其他采样标准。另外，采样标准可以包括多个标准的组合，诸如后续部件的层的深色区域的50％、先前部件的相应的层中没有检查的50％中的至少10％。在另一个示例中，采样标准可以指层的深灰色区域的50％、与黑色区域相邻的50％中的至少5％。可以使用各种因素作为采样标准，诸如接近边缘、部件上的已知问题区域等。

采样标准可以指来自单个层、多个层、整个部件或多个部件的要检查的区域数量。例如，采样标准可以设置为每两个层为一组的深灰色区域的50％。这意味着如果在第一层上有10个深灰色区域并且在第二层上有8个深灰色区域，那么将检查18个深灰色区域中的50％，即9个深灰色区域。50％可以以各种方式分解，例如第一层上4个并且第二层上5个，或6个和3个等。类似地，如果采样标准适用于整个部件，那么部件的所有层的深灰色区域的50％将被检查，从而每个层的检查的区域的数量的总和对应于部件的深灰色区域的总数的50％。采样标准对于部件的所有层可以是恒定的，或者其可以根据层的不同而变化。采样标准对于多个部件可以是恒定的，或者其可以根据部件的不同而变化。因此，建立采样方案可以包括为不同的层建立不同的采样方案。

在一些实施例中，建立采样方案210还包括根据性能指标和采样标准来选择用于检查的区域。该选择可以在采样标准的参数内随机执行，或者可以非随机地执行。随机选择的示例包括选择层的18个深灰色区域中的任何一个，以便满足层的深色区域的50％的采样标准。非随机选择的示例包括从18个深灰色区域中进行目标选择，无论是自动地还是手动地执行目标选择。也可以自动地或手动地执行随机选择。可以设计各种选择算法以根据性能指标和采样标准来选择区域。可能需要保持恒定的采样标准，诸如深灰色区域的50％，同时确保在连续的层或连续部件上检查不同的深灰色区域。选择算法可以应用于不同数量的区域，诸如7％、59％、81％等，以及应用于层、部件和批次的部件中的任何一个。

一旦建立，给定层或多个层的采样方案可用于检查一个或多个后续部件的相应层。仅根据采样方案检查后续部件的所选区域。被检查并且不满足所需公差的区域可以被修复。可以再次测量修复的区域并且用于更新采样方案。该实施例102″在图4中示出，从而接收更新的偏差数据212，并且应用新的统计模型206到更新的偏差数据，以获得修复的区域的更新的性能指标。可以用更新的性能指标来生成更新的性能图208。

在一些实施例中，可以在检查过程的早期使用反馈循环以验证性能图。例如，如果来自该图的一个或多个区域被标记为符合，但是一旦测量后它们被发现是不符合的，则这可以指示出没有使用足够的部件来生成初始性能图，并且性能图可能需要使用更多部件来更新或重新生成。类似地，如果来自该图的一个或多个区域被标记为不符合，但是一旦测量后它们被发现是符合的，则可以相应地更新性能图，以便正确地反映该组部件。

在一些实施例中，反馈循环可用于确保制造工艺不劣化。当自动化制造工艺中使用的设备随着时间推移或由于对机器人的修理或修改而变得不标准时，有时会发生工艺劣化。图5示出了确定采样方案的示例性实施例102″′，该计划包括执行劣化分析300。当将新的统计模型应用于更新的偏差数据时，可以将更新的性能指标与原始性能指标进行比较302。方差分析(ANOVA)可用于使用多个统计模型进行比较。如果比较显示了给定区域的性能等级已经降低，则这可以指示出工艺劣化。与具有降低的性能等级的区域相邻的区域可以被选择用于检查304。接收相邻区域的偏差数据306，并用于量化制造工艺的劣化308。在一些实施例中，当工艺劣化达到预定阈值时，可以触发警报。

如果制造工艺由于任何原因(诸如为了设备的维护或修理)而中断，则执行统计验证以确保先前应用的统计模型仍然有效可能是有用的。图6示出了确定采样方案的示例性实施例102″″，该方案包括执行统计验证400。接收工艺修改信号以指示事件已发生，从而在工艺中导致可能的改变。确定统计模型是否受事件影响404。例如，可以通过将新的一组偏差数据的统计模型与先前一组偏差数据的统计模型进行比较来完成该确定。如果等效分析显示统计模型不够相似，则可以使用更新的统计模型406用新的性能图替换先前的性能图。在一些实施例中，一旦接收到工艺修改信号402，就使用新的一组偏差数据自动地更新统计模型而不执行比较。

尽管分别示出，但是在一些实施例中，确定采样方案102的方法包括劣化分析300和统计验证400两者。

图7是用于引导对复合部件的至少一层的检查104的示例性方法的流程图。在第一步502中，接收至少一层的性能指标的映射和相应的采样标准。从接收的数据，可以选择用于检查的区域504。更具体地，可以将算法应用于映射和采样标准，以便生成所选区域的标识。然后在图形用户界面(GUI)上显示至少一层的用于检查的所选区域。在一些实施例中，显示用于检查的所选区域包括显示所选区域的图形标识。或者，可以使用映射到层的表面上的坐标系来标识所选区域。该方法还可以包括经由GUI上的用户可操作对象接收指示，该指示指示了已检查了用于检查的所选区域。在一些实施例中，这可以使GUI更新显示器以提供进一步的信息，用于继续检查相同的层或用于检查后续层或后续部件。

参考图8a，示出了用于引导对复合部件的检查的GUI 602的示例性实施例。GUI602包括用于显示一个或多个用于检查的所选区域的标识的信息区域604。在该示例中，提供文本框608以使用某种形式的区域标识符来显示一个或多个用于检查的所选区域。还提供了可操作对象606。可操作对象606是当由用户激活时调用动作的任何图形控制元素。其可由用户选择，用于提供确认信息区域604中标识的给定层的所选区域已被检查。可操作对象606可以采用各种形式，诸如按钮、滑块、图标、列表框、旋转器、下拉列表、链接、标签、滚动条和/或它们的任何组合。在该示例中，可操作对象606包括两个元素，用于确认在文本框608中显示的区域已被检查的“下一个”按钮610，以及用于确认检查完成或已检查了层/部件/批次的所有区域的“完成”按钮612。致动“下一个”按钮610可操作用于使文本框608显示后续区域，或者在同时显示给定层的所有所选区域的情况下，显示后续层的所选区域。可操作对象606中可以使用更多或更少的元素。

在图8b中示出了GUI 602的另一实施例。在该示例中，信息区域604设置有分割成多个区域的层的表面的示意性表示600。每个区域用性能等级进行标识，在这种情况下，其为表示了区域的正方形阴影，但是可以是另一种视觉提示。另外，或替代地，标识了用于检查的所选区域的文本框608，使用图形元素618来表示当前正被检查的层的所选区域。替代地，待检查的层的所有区域可以同时用图形元素618标识，并且用文本框608同时地或顺序地显示待检查的区域。在顺序地标识区域的情况下，可以使用“下一区域”按钮613来使文本框608显示要检查的下一区域。“下一层”614按钮可用于用下一层的所选区域更新信息区域。“下一部件”616按钮可用于用后续部件的用于检查所选区域更新信息区域。

可以在GUI 602的信息区域604中提供附加信息。例如，可以以紧挨着层的示意性表示的图例格式中提供性能指标本身。还可以提供与每个等级的性能指标相关联的采样标准。可以提供正在检查的层和/或部件和/或批次的标识数据。

在一些实施例中，确定采样方案102的方法与用于与引导对复合部件的检查的方法结合使用。例如，接收至少一层的所有区域的偏差数据204，将统计模型应用于偏差数据206，并且生成性能图208。根据映射建立采样方案210。该方法可以进一步包括为每个性能指标分配采样标准。接收包括性能指标的映射和采样标准的采样方案502，并选择用于检查的区域504。在GUI上显示所选区域506。这两种方法可以由相同的实体或由单独的实体执行，如下面将更详细地解释的。

图9示出了用于确定复合部件检查的采样方案的示例性系统701。在所示的实施例中，适于通过多个装置710经由无线网络708(诸如因特网、蜂窝网络、Wi-Fi或本领域技术人员已知的其他网络)来访问系统701。装置710可以包括适于通过无线网络708进行通信的任何装置，诸如膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、智能电话等。或者，可以直接在装置710上部分提供或全部提供系统701，作为本地应用或web应用。应当理解，也可以使用云计算，使得在云上部分地或全部地提供系统701。在一些实施例中，应用程序706a可以直接下载到装置710上，并且应用程序706n经由网络708与应用程序706a通信。

系统701可存在于一个或多个服务器700上。例如，可以使用与web服务器、应用服务器和数据库服务器相对应的一系列服务器。这些服务器都由图9中的服务器700表示。除了其他方面，系统701可以包括处理器704，其与存储器702进行数据通信，并且具有在其上运行的多个应用程序706a、...、706n。处理器704可以访问存储器702以检索数据。处理器704可以是可以对数据执行操作的任何装置。示例是中央处理单元(CPU)、微处理器和前端处理器。应用程序706a、...、706n耦合到处理器704并且配置为执行如下面更详细解释的各种任务。应当理解，虽然本文表示的应用程序706a、...、706n被示出和描述为单独的实体，但是它们可以以各种方式组合或分离。应当理解，操作系统(未示出)可以用作处理器704和应用程序706a、...、706n之间的中介。

处理器704可访问的存储器702可以接收和存储数据，诸如偏差数据、偏差值、测量值、统计模型、性能指标、性能图等。存储器702可以是主存储器，诸如高速随机存取存储器(RAM)，或辅助存储单元，诸如硬盘或闪存。存储器702可以是任何其他类型的存储器，诸如只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或光学存储介质(诸如视频光盘和光盘)。

一个或多个数据库712可以直接集成到存储器702中，或者可以与其分离地并远程地由服务器700提供(如图所示)。在远程访问数据库712的情况下，访问可以经由任何类型的网络708发生，如上所述。还可以通过替代的无线网络或通过有线连接来访问数据库712。本文描述的数据库712可以设置为组织起来的数据或信息的集合，该集合用于由计算机进行快速搜索和检索。数据库712可以构造为便于进行与各种数据处理操作结合的数据的存储、检索、修改，以及删除。数据库712可以由可以被分解成记录的一个文件或文件集组成，每个记录由一个或多个字段组成。可以通过使用关键字和排序命令的查询来检索数据库信息，以便快速搜索、重新排列、分组，以及选择字段。数据库712可以是数据存储介质上的任何数据组织，诸如一个或多个服务器。

在一个实施例中，数据库712是能够支持传输层安全性(TLS)的安全网络服务器和超文本传输协议安全(HTTPS)，TLS是用于数据访问的协议。可以使用安全套接层(SSL)来保护面向和来自安全网络服务器的通信。或者，可以使用使计算机网络内的装置能够进行信息交换的任何已知的通信协议。通信协议的示例如下：IP(互联网协议)、UDP(用户数据报协议)、TCP(传输控制协议)、DHCP(动态主机配置协议)、HTTP(超文本传输协议)、Telnet(Telnet远程协议)、SSH(安全外壳远程协议)。

现在参考图10，示出了应用程序706a的示例性框图，用于确定复合部件检查用的采样方案。采样方案模块804接收偏差数据并输出用于检查的所选区域。采样方案模块804还可以与统计验证模块802和/或劣化分析模块806进行数据交换，统计验证模块802和/或劣化分析模块806可以形成系统701的一部分，但与应用程序706a分离，如图所示。或者，统计验证模块802和/或劣化分析模块806可以形成应用程序706a的一部分。还或者，统计验证模块802和/或劣化分析模块806可以远离系统701，并且可以经由网络708进行数据交换。

图11示出了采样方案模块804的示例性实施例。分割模块902被配置为将这些层的每一个分割成多个区域，每个区域包括层的纤维的子集。统计建模模块904被配置为接收偏差数据并将统计模型应用到偏差数据，以获得层的每个区域的性能指标。性能映射模块906生成层的所有区域的性能指标的映射。区域选择模块908根据按照采样标准的性能指标选择用于检查的每个层的区域。所选区域可以由采样方案模块804输出。或者，可以向GUI模块910提供所选区域，GUI模块910被配置为在图形用户界面上显示用于检查的所选区域。GUI模块910还可以与采样方案模块804分开提供，作为在处理器704上或远程运行的独立应用程序706b。

在一些实施例中，统计建模模块904接收测量数据并且被配置为通过将测量数据与标称数据进行比较来由测量数据确定偏差数据。标称数据可以存储在存储器702中或在远程数据库712中。

在一些实施例中，采样方案模块804被配置为从多个部件接收偏差数据，并生成由平均性能指标产生的性能图。

在一些实施例中，统计建模模块904接收来自所选区域检查的更新的偏差数据，并将统计模型应用到更新的偏差数据以获得所选区域的更新的性能指标。性能映射模块906被配置为用更新的性能指标生成性能指标的更新的映射。

图12是劣化分析模块806的示例性实施例，用于监测和量化制造工艺的劣化。比较模块1002被配置为接收所选区域的更新的性能指标，并将它们与先前的性能指标进行比较。如果比较显示给定区域的性能下降，则命令区域选择模块908选择与性能降低的区域相邻的检查区域。相邻区域的偏差数据由劣化量化模块1006接收并用于对劣化分析模块806输出的劣化进行量化。在一些实施例中，劣化量化模块1006可以被配置为如果工艺劣化超过预定阈值则触发警报。

图13是统计验证模块802的示例性实施例，用于在制造工艺中发生事件的情况下对应用到偏差数据的统计模型进行验证。统计验证模块802可以包括修改分析模块1102，修改分析模块1102被配置为接收指示事件(诸如制造工艺中所用设备的维修或维护)发生的信号。在一些实施例中，修改分析模块1102对基于更新的偏差数据的新的统计模型与先前的统计模型进行比较。在两个模型之间存在差异的情况下，向统计建模模块904发送信号，以便重置采样方案模块804。修改分析模块1102还可以被配置为当接收到指示事件发生的信号时，自动地向统计建模模块904发送信号。

虽然框图中示出的是通过不同的数据信号连接彼此通信的分立部件的组，但是本领域技术人员将理解的是，通过硬件和软件部件的组合来提供本发明实施例，其中一些部件由硬件或软件系统的给定功能或操作来实现，并且所示的许多数据路径由计算机应用程序或操作系统内的数据通信来实现。统计验证模块802、采样方案模块804以及劣化分析模块806可以共享硬件和/或软件资源。因此，所图示的结构用于有效启示本发明实施例。

应当注意的是，本发明可以作为方法来执行，可以在系统中实现，或者可以提供在其上存储有可由处理器执行的程序代码的计算机可读介质上。上述本发明的实施例仅旨在作为示例性的。因此，本发明的范围旨在仅由所附权利要求书的范围限定。

Claims (40)

1.一种用于确定用于检查复合部件的采样方案的计算机实现方法，所述复合部件各自包括至少一层，所述至少一层包括多个区域，每个所述区域具有多个纤维，所述方法包括：

接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据，所述偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差；

将统计模型应用到所述偏差数据以获得所述区域的每个区域的性能指标，并生成所述至少一层的性能指标的映射；以及

根据所述性能指标的映射建立用于检查至少一个后续复合部件的至少一层的采样方案。

2.如权利要求1所述的方法，其中建立所述采样方案包括向每个所述性能指标分配采样标准，所述采样标准指示有多少具有给定性能指标的区域将被检查。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述采样标准指示有多少来自所述至少一层、所述至少一个后续复合部件以及多个后续复合部件中之一的区域将被检查。

4.如权利要求2所述的方法，其中建立所述采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一层的第一采样方案，以及根据不同于所述第一采样标准的第二采样标准建立用于第二层的第二采样方案。

5.如权利要求2所述的方法，其中建立所述采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一后续部件的第一采样方案，以及根据不同于所述第一采样标准的第二采样标准建立用于第二后续部件的第二采样方案。

6.如权利要求2至5中任一项所述的方法，其中建立所述采样方案进一步包括根据所述性能指标和所述采样标准选择用于检查的区域。

7.如权利要求6所述的方法，其中应用统计模型包括使用至少三个等级的性能指标，所述至少三个等级包括最低性能等级、中间性能等级以及最高性能等级。

8.如权利要求7所述的方法，其中选择区域包括选择所述最低等级的所有区域并且选择所述中间等级的一些区域。

9.如权利要求8所述的方法，其中选择区域包括选择数量少于所述中间等级的所选区域的数量的所述最高等级的区域。

10.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：

接收来自所述至少一个后续复合部件检查的所述所选区域的更新的偏差数据；

将所述统计模型应用到所述所选区域的所述更新的偏差数据，以获得所述所选区域的更新的性能指标；以及

用所述更新的性能指标生成性能指标的更新的映射。

11.如权利要求10所述的方法，其进一步包括：

将所述所选区域的所述更新的性能指标与对应区域的所述性能指标进行比较；

选择与所述更新的性能指标低于所述性能指标的所选区域相邻的区域以供检查；

接收相邻区域的偏差数据；以及

使用来自所述相邻区域的所述偏差数据来量化制造工艺的劣化。

12.如权利要求1所述的方法，其中接收偏差数据包括：针对所述至少一层的所有区域，接收区域的所述纤维中的至少一个纤维的测量数据，并根据所述测量数据确定所述偏差数据。

13.如权利要求1所述的方法，其进一步包括接收指示所述复合部件制造工艺中的变化的信号，并且更新所述统计模型以反映所述变化。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述信号指示所述制造工艺中所使用的设备的维护。

15.如权利要求1所述的方法，其中接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据包括：接收多个复合部件的偏差数据，并且其中映射所述性能指标包括映射所述多个复合部件的平均性能指标。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述偏差数据对应于给定区域的所述纤维中的至少一个纤维的测量值。

17.一种用于确定用于检查复合部件的采样方案的系统，所述复合部件各自包括至少一层，所述至少一层包括多个区域，每个所述区域具有多个纤维，所述系统包括：

存储器，

处理器，以及

至少一个应用程序，其存储在所述存储器中并且可由所述处理器执行，用于：

接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据，所述偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差；

将统计模型应用到所述偏差数据以获得所述区域中的每个区域的性能指标，并生成所述至少一层的性能指标的映射；以及

根据所述性能指标的映射建立用于检查至少一个后续复合部件的至少一层的采样方案。

18.如权利要求17所述的系统，其中建立所述采样方案包括向每个所述性能指标分配采样标准，所述采样标准指示有多少具有给定性能指标的区域将被检查。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述采样标准指示有多少来自所述至少一层、所述至少一个后续复合部件以及多个后续复合部件中的一个的区域将被检查。

20.如权利要求18所述的系统，其中建立所述采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一层的第一采样方案，以及根据不同于所述第一采样标准的第二采样标准建立用于第二层的第二采样方案。

21.如权利要求18所述的系统，其中建立所述采样方案包括根据第一采样标准建立用于第一后续部件的第一采样方案，以及根据不同于所述第一采样标准的第二采样标准建立用于第二后续部件的第二采样方案。

22.如权利要求18至21中任一项所述的系统，其中建立所述采样方案进一步包括根据所述性能指标和所述采样标准选择用于检查的区域。

23.如权利要求22所述的系统，其中应用统计模型包括使用至少三个等级的性能指标，所述至少三个等级包括最低性能等级、中间性能等级以及最高性能等级。

24.如权利要求23所述的系统，其中选择区域包括选择最低等级的所有区域以及选择中间等级的一些区域。

25.如权利要求24所述的系统，其中选择区域包括选择数量少于所述中间等级的所选区域的数量的所述最高等级的区域。

26.如权利要求25所述的系统，其中所述至少一个应用程序进一步被配置为：

接收来自所述至少一个后续复合部件的检查的所选区域的更新的偏差数据；

将所述统计模型应用到所述所选区域的所述更新的偏差数据，以获得所述所选区域的更新的性能指标；以及

用所述更新的性能指标生成性能指标的更新的映射。

27.如权利要求26所述的系统，其中所述至少一个应用程序进一步被配置为：

将所述所选区域的所述更新的性能指标与对应区域的所述性能指标进行比较；

选择与所述更新的性能指标低于所述性能指标的所选区域相邻的区域以供检查；

接收所述相邻区域的偏差数据；以及

使用来自所述相邻区域的所述偏差数据来量化制造工艺的劣化。

28.如权利要求17所述的系统，其中接收偏差数据包括：针对所述至少一层的所有区域，接收区域的所述纤维中的至少一个纤维的测量数据，并由所述测量数据确定所述偏差数据。

29.如权利要求17所述的系统，其中所述至少一个应用程序进一步被配置为接收指示所述复合部件的制造工艺中的变化的信号，并且更新所述统计模型以反映所述变化。

30.如权利要求29所述的系统，其中所述信号指示所述制造工艺中所使用的设备的维护。

31.如权利要求17所述的系统，其中接收至少第一复合部件的所述至少一层的所有区域的偏差数据包括：接收多个复合部件的偏差数据，并且其中映射所述性能指标包括映射所述多个复合部件的平均性能指标。

32.如权利要求17所述的系统，其中所述偏差数据对应于给定区域的所述纤维中的至少一个纤维的测量值。

33.一种计算机可读介质，其上存储有可由处理器执行的用于确定用于检查复合部件的采样方案的程序代码，所述复合部件各自包括至少一层，所述至少一层包括多个区域，每个所述区域具有多个纤维，可执行所述程序代码用于：

接收至少第一复合部件的至少一层的所有区域的偏差数据，所述偏差数据对应于给定纤维的测量值与标称值的偏差；

将统计模型应用到所述偏差数据以获得所述区域的每个区域的性能指标，并生成所述至少一层的性能指标的映射；以及

根据所述性能指标的映射建立用于检查至少一个后续复合部件的至少一层的采样方案。

34.一种用于引导对复合部件的至少一层进行检查的计算机实现方法，所述方法包括：

接收与所述至少一层相关联的性能指标的映射以及采样标准，所述每个性能指标对应于所述至少一层的区域，每个区域包括多个纤维，所述采样标准指示有多少具有给定性能指标的区域将被检查；

根据所述性能指标和所述采样标准选择用于检查的所述至少一层的区域；以及

在图形用户界面上显示用于检查的所述至少一层的所选区域的标识。

35.如权利要求34所述的方法，其中在图形用户界面上显示用于检查的所选区域包括：显示用于检查的所述至少一层的所述所选区域的图形标识。

36.如权利要求34所述的方法，其进一步包括经由所述图形用户界面上的用户可操作对象，接收表明已经检查了用于检查的所述至少一层的至少一个所选区域的指示。

37.一种用于引导对具有至少第一层和第二层的复合部件进行检查的图形用户界面，所述图形用户界面包括：

信息区域，其显示来自所述第一层的第一组区域的标识，所述第一组区域被选择用于检查所述第一层；以及

可操作对象，其响应于用户输入，用于接收所述第一组区域已被检查的确认；

其中，在接收所述确认时，更新所述信息区域以显示来自不同于所述第一组区域的所述第二层的第二组区域的标识，所述第二组区域被选择用于检查所述第二层。

38.如权利要求37所述的图形用户界面，其中所述第一组区域的标识包括与第一性能等级相关联的第一区域子集和与第二性能等级相关联的第二区域子集的标识。

39.如权利要求37或38所述的图形用户界面，其中显示所述第一组区域的标识的信息区域包括分割成多个区域的所述至少一层的表面的示意性表示。

40.如权利要求39所述的图形用户界面，其中所述示意性表示包括在所述多个区域的每一个区域中对应于所述区域的性能指标的标记。