機械畢業論文文件

　　機械製造技術是我國國民生產經濟中的重要基礎產業之一，主要致力於機械產品的設計、加工製造、生產、維修等一系列流程的工程學科。下文是小編為大家蒐集整理的的內容，歡迎大家閱讀參考!

　　篇1

　　淺談機械優化設計的應用發展

　　科學技術的發展使得大量的機械製造要求要很高的技術水平，機械產品的設計工作變得越來越複雜，要求考慮的內容也越來越多，精確性和科學性都與傳統機械設計有巨大差別。面對這種情況，機械優化設計理論應運而生，逐漸發展成為一種現代化的機械設計方法。

　　1 傳統優化方法的應用與發展分析

　　1.1 傳統機械優化設計方法的應用

　　傳統機械優化設計方法大多應用於機械結構和零件功能的優化設計，針對機械結構的效能和形態進行優化。在機械結構上，內點罰函式優化法，能夠對剛度和壓彎組合強度結構進行良好的優化，既能夠滿足尺寸要求又能良好的控制結構自重。在形態方面，典型的是軸對稱鍛造部件的毛坯形狀的優化。在效能方面，採用座標轉換法和黃金分割法對部分兩岸結構進行優化設計，使得機械結構更加準確保持運動平衡性，提高了傳力效能。這樣看來，傳統機械優化設計方法依然能夠取得良好的效果，所以在機械設計發展中不能忽略傳統優化方法的作用。

　　1.2 傳統優化設計方法的一些改進

　　在新的設計方法出現後，傳統機械優化設計進行了一些改進：設計中普遍採用最優設計方案和設計策略，幫助達到最優組合效能;建立能夠反映設計問題的數學模型，提高機械設計的準確性;利用計算機選擇最優方案，通過計算機程式解決更加複雜的計算;計算機輔助設計，降低人工設計的誤差。

　　2 現代機械優化設計方法的應用和發展

　　隨著機械設計要求不斷提高，設計工作需要考慮的問題也越來越多，整體需要解決的問題規模和複雜度都有所增強，傳統優化方法的問題暴露出來，區域性優化和最優解不再適用於大規模問題的設計，這使得機械設計工作者廣泛吸取其他學科的理論知識，產生全新的機械設計思路，通過演算法來解決一些複雜的設計問題。

　　2.1 反饋神經網路在機械優化設計中的使用

　　反饋神經網路模型的基本內容是一些雙向相連的神經元系統，每個神經元之間的連線都具有特別的權值，這個神經網路對於輸出和反饋能夠統一應用，這樣將整個網路的能量函式和機械設計的目標函式對映起來，神經網路的進化過程則與機械優化設計的最優過程對應起來，在實際應用中，尋找神經網路模型與問題的解的過程十分關鍵。

　　2.2 多層向前神經網路在機械優化設計中的使用

　　多層向前神經網路也是目前神經網路模型中應用較廣的一種，通過輸入層、隱層和輸出層，將模型輸入資訊進行單項的傳播輸出，整個模型中不論是層內還是層間，均不存在反饋連結。多層向前神經網路具有很高的運算速度，非線性的對映能力也更突出，在機械優化設計中，能夠利用這種模型的特點，對機械結構的多目標優化進行對映。

　　除了神經網路模型的應用外，很多專業的數學軟體也應用於機械設計工作中，比如MATLAB，作為功能強大的工程資料計算軟體，能夠很好的將計算問題與實際問題結合起來，其中配置了大量的工程函式，在解決大部分工程問題時能夠節約大量的時間，而且計算結構也非常精確，所以在自動化控制和機械設計領域都有很好的應用。

　　3 遺傳演算法的應用與發展

　　遺傳演算法簡稱GA，是一種全新的概率優化演算法。遺傳演算法作為一種非確定性的擬合自然演算法，模仿了自然界生物進化的特點和規律，對於隨機物件進行自然選擇，按照自然界的適者生存法則來迴圈處理資料，最終產生的隨機群體會收斂於整體的最優解。遺傳演算法有很強的自適應性，藉助自然界遺產的規律，能夠對全域性都進行優化處理，同時遺傳演算法是潛在的平行計算演算法，所以擁有很高的計算效率。遺傳演算法以其全域性優化的優越性，主要應用於機器學習和控制領域，最近幾年也得到發展被應用於機械優化設計中。

　　3.1 遺傳演算法與機械結構優化設計

　　簡單的遺傳演算法線性適應度非常理想，通過非線性適度與自適應的變異概率來優化一般的遺傳演算法，以此來解決機械結構的優化問題，多峰值函式極值等都具有實際的參考意義。

　　3.2 遺傳性演算法與可靠性分析

　　框架結構系統結合遺傳演算法，能夠對系統結構的可靠性進行優化分析。

　　3.3 遺傳演算法與故障診斷

　　遺傳演算法網路模型中，各個神經元之間的權值可以作為染色體向量，模擬基因多點交叉變異能夠對隨機物件進行優化選擇，這種遺傳演算法能夠應用於變壓器故障的診斷。

　　4 機械優化設計軟體的應用與發展

　　4.1 專用軟體的應用與發展

　　目前國內機械優化設計專用軟體開發和使用的都比較少，機械優化設計軟體的開發還需要積累足夠的經驗，根據工作經驗轉換成計算機功能組成專用軟體。計算機輔助設計軟體的使用，能夠幫助解決很多機械設計中的工程問題，結合人工神經網路和遺傳演算法，開發計算與圖形化功能，專業軟體的發展速度也是越來越快。

　　4.2 網路線上機械優化設計軟體

　　優化演算法的研究已經有所成績，利用網路平臺逐漸開發一些工業化線上優化軟體，便於工業設計使用。對於線上機械優化設計軟體來說，亟待解決的問題就是模型問題，對於非常複雜的系統來說，結構、流程、物料和系統引數等，都非常複雜，如果計算物件比較模糊，運算效率會受到嚴重的影響，這就給線上優化軟體帶來了巨大的困難。為了解決這種情況，通過合適的演算法解決辨別模型，結合神經網路和學習特點進行資料的識別，讓線上優化軟體也能夠良好的應用於各種模型，比如國內比較成熟的NEUMAX軟體包，基於神經遺傳演算法的線上優化軟體包，都能夠良好的實現各種模型的遺傳演算法，這些軟體已經成功應用於甲醇合成機械設計的優化工作中。

　　5 總結

　　機械優化設計在傳統機械設計的基礎上，結合了大量的先進科學得到了高效的設計方法，大大提高了機械設計的質量和速度，隨著數學理論和計算理論的發展，機械優化設計方法也在不斷更新，思維更加開闊，各種設計方法也都得到了不同程度的完善。所以機械優化設計不但要深化工程設計理論，更要結合多種學科開啟更加廣闊的發展未來。

　　篇2

　　淺析機械製造與自動化技術

　　1 概述

　　機械製造技術是我國國民生產經濟中的重要基礎產業之一，主要致力於機械產品的設計、加工製造、生產、維修等一系列流程的工程學科。隨著經濟的不斷髮展，社會各行業對機械製造技術的需求量不斷增加，其規模及速度得到前所未有的發展，同時也給環境帶來了極大的危害。為保障機械製造業的可持續發展，利用先進的自動化技術提高機械製造的生產效率，降低成本，減少排放成為各企業競相追求的目標。

　　2 自動化技術

　　自動化技術是人類為解放勞動力而採用機械或者其他工具代替人類勞動的一項發明，通過機械或者工具能自主完成既定的工作任務，以達到減輕人類勞動負擔的目的。隨著科學技術的不斷髮展，尤其是計算機與網際網路技術的大力發展及廣泛普及，現代自動化的概念已經擴充套件至利用任何機械或者工具來取代人類勞動的範疇。

　　現代自動化技術的涵義相對於傳統自動化技術而言，已經有了更多的內容。從自動化技術的功能方面來看，自動化技術代替人類工作只是功能的一小部分，其最終目的是構建一個有機的體系，通過該體系的建立可以協調和優化人類與機器的關係，實現人類生活與工作智慧化的目標;從表現形式上看，現代自動化技術可代替人類勞動，代替或者輔助人類的各項工作，協調或者管理生產系統中的部分工作或整個工作系統;從應用範圍來看，現代自動化技術不僅應用於具體的生產行業，還可廣泛應用於眾多的中間產業，甚至是人類的生活。

　　3 機械製造與自動化技術的結合

　　3.1 機械製造業的發展需要自動化技術

　　①機械製造企業管理落後。

　　計算機及網際網路技術的發展，使得發達國家的機械製造企業在管理方面也優於我國。發達國家企業將計算機運用到企業管理當中，改變了企業的生產模式和組織管理方式，為實現精益生產、準時生產、高效生產的全新的管理思想的實現提供了有力的制度保障;我國進入資訊化時代較晚，計算機普及速度雖然較快，但利用計算機管理企業生產的應用情況並不理想。

　　②機械製造技術落後。

　　發達國家經歷了蒸汽時代和電氣時代的兩次改革浪潮後，傳統的機械製造工藝已經發展至較為成熟的階段，且機械製造業的高速發展期也高於我國;目前，發達國家已經將奈米技術、複合型加工技術和微鐳射加工技術普及到機械製造技術當中，大大提高了機械製造的效率。相對於西方發達國家的機械製造技術，我國的製造工藝處於落後階段，大部分製造企業仍採用農間作坊的生產模式;現代化水平低且應用範圍十分有限，尖端技術尚處於不成熟的研發當中。

　　③機械製造自動化程度低。

　　發達國家機械製造企業已經將計算機整合技術、自動化數控技術和柔性製造系統廣泛應用於機械製造業當中，實現了機械製造生產的自動化、整合化和智慧化;而我國大部分私有企業的機械製造的自動化技術剛處於初步使用階段，生產過程中仍以人工管理為主;柔性製造系統僅在少數大型企業中採用。

　　3.2 機械製造自動化技術未來發展趨勢

　　①機械製造的虛擬化。

　　網路製造技術是利用計算機模擬模擬軟體，在模擬的操作環境中對虛擬物件進行各項技術操作，通過對虛擬產品設計、製造過程的模擬，預測該產品的效能及生產成本，以實現企業生產系統中設定的高質量、高效能、低成本的目標。首先，網路技術為企業發展提供了強大的技術支援。企業可通過虛擬的網路軟體對各種工程或者產品進行虛擬製造，減少不同部門人員之間交流限制，大大方便了後續的交流與合作。其次，網路虛擬軟體能模擬銷售過程，利用該功能和檢驗產品的銷售狀況。若模擬結果不理想，企業可通過修改實驗引數資料來改變實驗條件，重新對產品進行模擬銷售，以完善實驗結果。利用網路虛擬軟體，不僅可以節約設計時間，還能有效降低實驗成本，減少企業的成本支出。

　　②機械製造智慧化。

　　人工智慧是由人和機械組成的複雜性系統，通過人與機器裝置的合作實現機械製造過程。人工勞動在一定程度上存在某種缺陷性或侷限性，這就限制了機械製造業的發展。而隨著科技的進步，機械製造與自動化技術的結合將使製造工作向人工智慧方向轉變。智慧化製造系統在製造過程中，可以通過分析、判斷、構思等一系列智慧化活動，提高機械製造的適應性和友好性。該系統具有良好的柔性，減少了機械製造過程中對資源的消耗和浪費。隨著社會各行業對機械製造需求的提升，僅靠人力勞動已經無法滿足社會的需求，而人工勞動與機器製造的組合方式可大力提高生產效率，滿足社會對機械製造的需求。人工智慧的出現可降低人工的工作強度，從而為拓展人力在機械製造中的應用提供了可能;另外，人工智慧的廣泛應用有助於人類智慧的延伸，使人將更多的精力用於創造性的活動當中，從而產生更多具有價值的成果;最後，人工智慧能完成人工無法完成的部分危險性工作，改善了人工的工作環境。

　　③機械製造環保化。

　　機械製造業大力發展的同時，由於製造工藝的落後，不僅造成了極大的資源浪費，還給環境帶來極為嚴重的危害，引起了社會的各界關注。機械製造與自動化技術的結合，將有效減少資源的浪費及汙染物的排放，從而提高行業的環保程度，為製造業的健康發展提供必要保障。自動化技術在機械製造中的應用，能有效提高生產效率，減少資源浪費，提高企業的經濟效益和社會效益。

　　4 總結

　　機械製造與自動化技術的結合是必然的發展趨勢，利用自動化技術，機械製造企業可實現生產過程的虛擬化、智慧化、環保化，從而降低企業的生產成本，提高企業經濟效益，推動整個機械製造行業向更加健康的方向發展。