機(jī)械畢業(yè)論文范文大全(2)
機(jī)械畢業(yè)論文范文篇2
試談?dòng)?jì)算智能及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用
1 計(jì)算智能概述
計(jì)算智能(Computational Intelligenee,簡(jiǎn)稱CI),又稱軟計(jì)算,該詞于1992年被美國(guó)學(xué)者J.C.Bezdekek首次提出,1994年全計(jì)算智能大會(huì)明確提出了計(jì)算智能的概念,標(biāo)志著計(jì)算智能作為一門獨(dú)立學(xué)科的誕生。傳統(tǒng)的人工智能問(wèn)題的處理、結(jié)論的得出都需要在建立精確的數(shù)字模型的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn),但現(xiàn)實(shí)中有很多的數(shù)據(jù)都是模糊的,無(wú)法建立精確的模型,使得人工智能的應(yīng)用范圍相對(duì)狹窄,而計(jì)算智能則突破了人工智能的瓶頸,以模型為基礎(chǔ),模擬人的理論與方法,只需要直接輸入數(shù)據(jù),系統(tǒng)就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,應(yīng)用范圍更加的廣泛。
計(jì)算智能的本質(zhì)是一類準(zhǔn)元算法,主要包括進(jìn)化計(jì)算,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊計(jì)算、混沌計(jì)算、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)等,其中以進(jìn)化計(jì)算、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊系統(tǒng)為典型代表。
1.1 進(jìn)化計(jì)算
進(jìn)化計(jì)算是采用簡(jiǎn)單的編碼技術(shù)來(lái)表示各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu),并通過(guò)遺傳操作和優(yōu)勝劣汰的自然選擇來(lái)指導(dǎo)學(xué)習(xí)和確定搜索的方向,具有操作簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、效率高的優(yōu)點(diǎn),其工作原理是通過(guò)種群的方式進(jìn)行計(jì)算,借助生物進(jìn)化的思想來(lái)解決問(wèn)題,分為遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃及進(jìn)化策略三大類。
1.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)高度復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),具有模糊推理、并行處理、自訓(xùn)練學(xué)習(xí)等優(yōu)勢(shì),其工作原理是仿照生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理信息方式,通過(guò)不同的算法和結(jié)構(gòu),將簡(jiǎn)單的人工神經(jīng)細(xì)胞相互連接,通過(guò)大量的人工神經(jīng)單元來(lái)同時(shí)進(jìn)行信息的傳播,并將信息儲(chǔ)存在改革細(xì)胞單元的連接結(jié)構(gòu)中,快速地得到期望的計(jì)算結(jié)構(gòu)。生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的細(xì)胞是在不斷的生成和更新著的,即部分細(xì)胞壞死,整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仍能維持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)秩序而不會(huì)驟然崩潰,同樣人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也有著這樣的特性,即使部分神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生問(wèn)題,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也能夠正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)按照連接方式的不同分為前饋式網(wǎng)絡(luò)與反饋式網(wǎng)絡(luò),前饋式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)元是單層排列的,分為輸入層、隱藏層及輸出層三層,信息的傳播是單向的,每個(gè)神經(jīng)元只與前一層的神經(jīng)元相連,即信息只能由輸出層傳向隱藏層再傳向輸入層,而不能由輸出層直接傳向輸入層;反饋式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中每個(gè)人工神經(jīng)細(xì)胞都是一個(gè)計(jì)算單元,在接受信息輸入的同時(shí)還在向外界輸出著信息。不同的行業(yè)和領(lǐng)域可以根據(jù)自身的需要將不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)方法相結(jié)合,建立不同的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,實(shí)現(xiàn)不同的研究目的。
1.3 模糊系統(tǒng)
客觀世界中的事物都具有不同程度的不確定性,如生活中的“窮與富”、美與丑”、“相關(guān)與不相關(guān)”無(wú)法用一個(gè)界線劃分清楚,對(duì)于事物不確定研究的過(guò)程中產(chǎn)生了模糊數(shù)學(xué),所謂模糊性是指客觀事物差異的中間過(guò)渡中的“不分明性”。美國(guó)專家L.A. Zdahe教授首次運(yùn)用了數(shù)學(xué)方法描述模糊概念,自此之后模糊數(shù)學(xué)形成了一個(gè)新的學(xué)科,并在世界范圍內(nèi)發(fā)展起來(lái),在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等方面得到了應(yīng)用。
2 計(jì)算智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用
機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展對(duì)于促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的發(fā)展,保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng),滿足人們?nèi)粘I畹男枨?,提高人們的生活質(zhì)量有著重要意義。一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)水平的高低是衡量該國(guó)工業(yè)化程度的重要指標(biāo)。由于研究角度的不同,機(jī)械制造業(yè)有著不同的分類,如國(guó)家統(tǒng)計(jì)局將機(jī)械制造行業(yè)分為通用設(shè)備、專用設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、電氣設(shè)備、儀器儀表及辦公設(shè)備五大類,證券市場(chǎng)將機(jī)械制造行業(yè)分為機(jī)械、汽車及配件、電氣設(shè)備三大子行業(yè)。根據(jù)調(diào)查顯示,2013年我國(guó)制造業(yè)產(chǎn)值規(guī)模突破20萬(wàn)億元,同比增長(zhǎng)17.5%,產(chǎn)值占世界比重的19.8%,經(jīng)濟(jì)總量位居世界首位,利潤(rùn)4312.6億元,增長(zhǎng)0.33%,增加值累計(jì)同比增長(zhǎng)10.4%。
隨著計(jì)算智能研究的深入,計(jì)算智能在機(jī)械制造中得到了應(yīng)用。伴隨著機(jī)械行業(yè)的飛速發(fā)展,各類生產(chǎn)安全事故也時(shí)有發(fā)生。造成安全事故的原因是多方面的,首先是操作人員安全意識(shí)淡薄;其次是企業(yè)的安全管理和監(jiān)督缺失,我國(guó)相當(dāng)多的機(jī)械制造企業(yè)不重視勞動(dòng)安全衛(wèi)生方面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和資料積累,為了追求最大利潤(rùn)在安全生產(chǎn)方面投入的資金過(guò)少,缺乏對(duì)員工開(kāi)展安全教育的培訓(xùn)。建立科學(xué)的安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)方式對(duì)于防止各類安全事故,提高安全效益有著積極意義。人工智能的安全評(píng)價(jià)方法以線性函數(shù)為基礎(chǔ),而安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)體系是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng),涉及的內(nèi)容繁雜,需要考慮的因素很多,存在很大的不確定性,導(dǎo)致得到的結(jié)論與實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)常常不能一致,計(jì)算智能以選擇非線性函數(shù)建立安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)模型,實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性函數(shù)關(guān)系的擬合,解決了這一難題。
在機(jī)械制造中存在著大量的模糊信息,如機(jī)械設(shè)備的損耗、零件設(shè)計(jì)目標(biāo)等信息都是用比較模糊的術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá),傳統(tǒng)的人工智能進(jìn)行新的零件生產(chǎn)制造時(shí),設(shè)計(jì)人員對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì),確定零件的尺寸,然后試生產(chǎn)零件應(yīng)用在設(shè)備中,如不符合要求,再進(jìn)行調(diào)整,這就要求設(shè)計(jì)人員有著豐富的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),能夠根據(jù)需要設(shè)計(jì)出適合的零件,而計(jì)算智能以系統(tǒng)論作為基礎(chǔ)的,對(duì)選擇的自變量進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化和控制,只需要設(shè)計(jì)人員將零件的形狀、大小、作用等輸入計(jì)算機(jī),并對(duì)零件制造的程序編排,利用計(jì)算機(jī)確定零件的制造技術(shù),同時(shí)控制零件的質(zhì)量,使零件設(shè)計(jì)、制造的過(guò)程更加便捷。
3 結(jié)語(yǔ)
機(jī)械制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),是其他經(jīng)濟(jì)部門發(fā)展的基礎(chǔ)。相對(duì)于國(guó)際來(lái)說(shuō),我國(guó)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展緩慢,技術(shù)落后,因此建立智能化的機(jī)械體系,將計(jì)算智能運(yùn)用于機(jī)械制造中,制造出高質(zhì)量、高性能、高標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械,建立起國(guó)際市場(chǎng)上的運(yùn)作體系,才能進(jìn)一步,發(fā)揮我國(guó)機(jī)械制造的優(yōu)勢(shì),提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。