计算机辅助工艺设计中人工智能研究范文

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摘要：

随着科学技术的迅速发展，在计算机辅助工艺设计中人工智能得到广泛应用。文章主要从人工智能和计算机辅助工艺的概述出发，分析了人工智能在计算机辅助工艺设计中的应用，希望能为应用人工智能提供参考。

关键词：

人工智能；计算机辅助；工艺设计；应用

人工智能技术发展应用，为计算机辅助工艺设计注入新的活力，让计算机辅助工艺设计的水平、效率得到前所未有的提高。本文主要从人工智能入手，研究了人工智能在计算机辅助工艺设计中的应用。

1人工智能和计算机辅助工艺的概述

1.1人工智能

人工智能在计算机设备中的应用，让计算机设备具有人性化，满足计算机高级运用需求。目前，在推理能力基础上对人工智能进行研究已经获得明显成就，逐渐向并行化处理功能与模糊处理功能方向发展。

1.2计算机辅助工艺设计

计算机辅助工艺设计最初出现于上世纪70年代，计算机辅助工艺设计的出现引起了人们的重视，从目前发展来看，计算机辅助工艺设计的发展过程中经历了5个阶段：交互式、智能化、派生式、综合式与创成式等，而计算机辅助工艺发展的关键是智能化，也是未来计算机辅助工艺设计发展的方向。计算机辅助工艺设计的应用能够改变传统工作中人工重复性操作的情况，解放大批手工劳动，实现信息化技术，让人们将更多精力放在研发新技术和工艺上。同时，达到资源的优化配置，提升生产效率，节约生产升本，为生产提供技术支撑。

2人工智能在计算机辅助工艺设计中的应用

2.1人工智能技术

在计算机辅助工艺设计过程中应用人工智能技术，带来最明显的优点就是智能化，对于计算机辅助工艺设计来说，计算机辅助设计技术本身无法脱离辅助工具的范畴，但是，由于人工智能的运用，改变了计算机作为辅助工具的状态，使计算机辅助工艺设计系统具备相应的智能分析能力。目前，在计算机辅助工艺设计中人工智能技术的有效运用，具体体现在推理能力上，主要包括模糊推理功能与混沌理论推理功能。在实际运用人工智能技术过程中这些推理功能都是相互渗透综合使用的，而不是单独使用的，它们在使用过程中发挥各自优势，弥补双方缺陷。例如人工神经网络技术的特性具有自觉形象思维，而模糊图例特性具有逻辑思维，人工智能技术可在计算机辅助工艺设计过程中将这两种技术进行互补，以此提升计算机辅助工艺设计系统的智能化水平。在计算机辅助工艺设计研究的领域中，大部分研究主要集中在研究机械产品设计理论、方法上，而研究辅助工艺设计的技术相对较少。由于设计活动中辅助工艺设计和机械产品设计存在趋同性，所以，可以推断出计算机辅助工艺技术智能化设计理论和方法主要有三部分构成：基础科学层、智能化设计方法层级信息技术层。

2.2遗传算法

遗传算法作为计算机辅助工艺设计系统中人工智能的重要系统，是指模仿达尔文遗传选择与自然淘汰生物进化论过程的一种计算模型，能够通过模仿自然进化论搜索出最优解的方法。遗传算法是开始于代表问题中可能存在的解集种群，而这些种群的组成主要是基因编码个体联合形成的，每一个基因编码个体实际上就是染色体特性的实体。所以，在工艺设计初期，需要将表现型到基因型的编码工作全部完成。例如二进制编码，在初代种群全部完成后，根据优胜劣汰以及适者生存的原理，对产生的近似值进行演化，按照问题当中的实体适应度在每一代中选出合理的实体，并通过自然遗传学的算子让种群组合变异再组合，从而形成新的解集种群。这些种群的变化过程就相当于进化过程，后代会比前代更加适应环境，而最后一代种群中的最有实体经过解码之后，可以将其作为问题最优解的近似值。

2.3人工神经网络技术

计算机辅助辅助工艺设计的产品相对比较复杂，影响因素具有不确定性早期只能依靠成组技术的CAPP系统和以往操作经验来解决这些产品工艺设计的问题，整个生产设计工艺的效率低。随着人工神经系统技术的产生、应用，有效解决了这些问题，提高了计算机辅助工艺设计的技能。人工神经网络技术是根据生物神经系统的基本原理对真实世界客观事物进行处理，主要由单一的非线性处理单元合并形成的，可以分布、联合存储信息，同时自动组织、学习记忆。在计算机辅助工艺设计过程中人工网络神经技术的运用，可以自我适应、调节。例如计算机辅助工艺设计过程中，人工神经网络技术的运用，最初是核对基本数值与系统内部的具体情况，检测自身适应性，以此推演、修改神经网络中每个节点，从而调整网络运用的适应性。

2.4粗糙集技术

该项技术作为现代人工智能领域中计算机辅助工艺设计系统的模糊控制技术，粗糙集技术应用目的是为了有效解决计算机辅助工艺设计系统中模糊不清的问题。例如计算机辅助工艺设计系统一旦出现模糊不清的问题，人工智能技术即可通过迷糊对比分析方式，根据问题影响作用的大小对问题影响因素进行排列，同时，进行加权赋值，然后借助预设判断算法剥离冗余的条件属性与因素，最后剩下的条件因素即是模糊现象的正解。

3结束语

综上所述，人工智能是现代生产生活过程中效率的倍增器，在计算机辅助工艺设计中应用人工智能，可以提高计算机辅助设计系统的能力，提升工作质量与效率，节约成本，方便操作，为计算机辅助工艺的发展指明了新的方向。

参考文献：

[1]王一平.人工智能在计算机辅助工艺设计中的应用[J].自动化与仪器仪表,2012(04):90-92.

[2]吴爽.人工智能在计算机辅助工艺设计中的应用[J].电子制作,2015(06):45-45,46.

[3]王敏.关于人工智能技术在计算机辅助工艺设计中应用的探讨西华大学数学与计算机学院[J].计算机光盘软件与应用,2013(14):266-267.

作者:李晓旭 单位:天津艺术职业学院