人工神经网络在智能机械设计中的应用.pdf

维普资讯 lO设计理论与方法 专题论文 《机械设计}20o0年 11月№l1 婶特州“川…讪加 o一＼ 人工神经网络在智能机械设计中的应用 (南理j；。；鑫写毛五誓．rr510640)丁丁f2 … 删 83 摘耍：介绍了智能CAD的概惫和发展，分析 了人工神经网络(ANN)的特点．针对 目前机械设计专家系统存在的问 题 ，提 出将 ANN应用到专末乐统的谩计 中，是进行智能CAD 的一紊有效速径 。介绍 了ANN在概惫设计 、设计过程 中彤 船关羹：词：神经网络警；!彗；主茎墨堡婶A2乱’{嗽龟 4f＼、·、isI 中圈分类号 ：．rH122 文献标识码 ：A I 1 智能 CAD的概念及发展 方面的困难 ，使得机械设计专家系统在发展过程 中遇 到了一些难以解决的问题 。而人工神经 网络以及模糊 智能计算机辅助设计 (IcAD)是 70年代中后期提 技术等的发展 ，为解决这些难题提供了新 的途径。 出的一种新的技术l2j，是人工智能和CAD技术相结合 的产物 ，即把人工智能的思想 、方法和技术引人传统的 2 人工神经网络(ANN) CAD系统中，分析归纳设计知识 、模拟人脑推理分析、 提出设计方案 ，从而提高设计水平。1CAD 除保 持 人工神经网络 (ANN)是由大量的、简单的处理单 CAD原有的优势外，还能代替设计人员完成必要的智 元 (神经元)互联组成的大规模分布式并行信息处理系 力工作 ，使计算机像人一样可以进行创造性的思维活 统，它通过模拟人脑的神经系统组织结构 ，能对复杂问 动．从而减少 CAD过程中对人 的依赖 。 题进行有效求解 与专家系统相 比较 ，它有 自己独特 专家系统技术是 1CAD发展初期的一个非常活跃 的特点。首先，在处理方法上 ，由于其广泛互联的非线 的分支。设计型专家系统是一个能对一些重要 问题提 性动力学特性 ．人工神经 网络更长于处理联想记忆 ．也 供具有专家水平的解答和设计的计算机应用系统 ，在 更适合于作表象的、浅层 的经验推理及模糊推理；其 CAD中得到了广泛 的应用 ，并取得了显著的成绩。但 次，网络 的特性决定于各 网络节 点的连接权值及互连 是，设计型专家系统也有一定的局限性 ，主要是它仅模 模式上 ，其计算处理过程是输人到网络 内传播、调整至 拟了大脑 的某些功能如逻辑推理 、抽象思维等 ，而人类 平衡的过程 ，这表明其总特性是分布记忆和并行计算 ， 的设计思维过程还包括联想、直觉、形象思维 ，这些思 且有利于知识存储 的简化和运行效率 的提高 第三， 维是智能和创造 的关键。另外 ，早期的专家系统还存 神经 网络具有 自组织和 自学习的能力 ，通过有导师和 在知识获取的 “瓶颈”，推理能力弱和学习能力差 。最 无导师学习，可以方便地记忆有关的知识，这有利于机 简单的智能设计系统是严格意义上的设计型专家系 械设计 中的知识获取和表达 。第 四，人工神经网络表 统 ，它只能处理单一设计领域知识范 围的符号推理问 现出比较 良好的容错性 ，即使 问题描述有部分错误时， 题 。而最完善的智能设计系统是人机高度和谐、知识 网络往往也能得到较好 的结果。 高度集成的人机智能化设计系统 ，具有 自组织能力 、开 传统的人工智能是从人的思维活动和智能行为的 放体系结构和大规模知识集成化处理环境 的能力 ，