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关于人工智能技术在计算机辅助工艺设计中应用的探讨3000字
关于人工智能技术在计算机辅助工艺设计中应用的探讨 3000字 关于人工智能技术在辅助工艺设计中应用的探讨 1 人工智能概述 人工智能是是一门主要研究计算机对人的一些智能行为（如推理、学习、规 划、思考等）与思维过程进行模拟的学科，主要内容有计算机智能原理、研制与 人脑智能相似的计算机，使得计算机能够达到更高标准、更高层次的应用。从计 算机的应用系统这一角度来看，人工智能技术主要是研究制造智能机器或者是智 能系统，进行对人类智能行为与活动能力的模拟。2 计算机辅助工艺设计概述 2.1 基本概念及特点。计算机辅助工艺设计，简称CAPP，是把计算机技术作 为手段，用来辅助工艺设计人员用系统化的方法来实施工艺设计，实现工艺设计 的信息化，进而达到工艺设计数据能够共享。CAPP的主要特点有：能够帮助工艺 设计人员减少繁琐大量的重复劳动，把主要精力投向新产品、新技术和新工艺的 研发上面；
能够增强工艺产品的继承性，可以实现现有资源利用的最大化，进而 减少生产成本；
能够让并没有很多经验的设计师完成出高质量的工艺作品，实现 缓解制造业设计任务繁重的目的。
2.2 分类。CAPP系统按照工作原理的不同可以分为五大类，分别是派生式、 交互式、综合式、创成式与专家系统：（1）派生式。基于成组技术而建立的， 基本原理主要是利用零件所具有的相似性，也就是相似的零件有着相似的工艺规 程。（2）交互式。主要是采取人机对话的形式，在典型工序、标准工步的基础 上，进行工艺设计，这种类型工艺规程的质量受人的影响比较大。（3）创成式。
依据工艺决策的算法与逻辑而进行工艺设计的，是由无到有自动产生具体的工艺 规程。（4）综合式。是把派生式、交互式与创成式系统的优点合为一体的CAPP 系统。目前来说，大多数的计算机方面的辅助工艺设计都是采用这种模式。（5） 专家系统。是基于人工智能的CAPP系统，创成式系统与专家系统都能够以自动生 成的方式产生工艺规程，创成式是以逻辑决策与算法加为主要特征的，同时，专家系统是以知识库与推理机为主要特点的。
2.4 重要性。随着目前制造技术的快速发展，尤其是对工艺产品生命周期信 息的共享需求更为强烈，CAPP在整个工艺产品的生命周期中所具有的功能协调与 信息集成的重要作用已经被人们深刻认识到。
对工艺设计技术而言，在长期发展过程当中，需要某种技术来解决现有的技 术难题，增强工艺设计方面的技术水平。同时，对计算机技术而言，在工艺设计 技术这个领域的应用能够提升它的生命力，而且，计算机技术能够有效地解决工 艺设计中所遇到的瓶颈。而CAPP技术完美地结合了这两者，实现了计算机技术与 工艺设计的统一。
3 人工智能在计算机辅助工艺的设计开发中的应用 3.1 智能化。将人工智能运用到CAPP系统的研究与开发中，使得CAPP系统在 知识推理、知识获取等方面能够模拟人的智能活动与思维方式，实现复杂工艺设 计问题的解决，使得CAPP能够具有人类的智能特性，也就是智能化CAPP，这是人 工智能技术在CAPP系统中的一种应用。
3.2 人工神经网络。近几年，人工智能在CAPP系统的开发过程中的充分应用， 使得CAPP系统取得了很大的发展，同时，人工神经网络就是人工智能技术在CAPP 系统中的一大应用。人工神经网络主要是依据生物体的神经系统原理进行现实世 界客观事物的处理，由大量非线性的处理单元并联而成，具有信息的并行处理、 分布式存储等特点。
3.3 遗传算法。遗传算法是起始于代表问题有可能潜在的解集种群，种群是 由一定数目的基因编码的个体所组成的，每个个体实质上都是有染色体特性的实 体。所以，在开始阶段，需要完成由表现型到基因型的编码工作，比如说二进制 编码。在产生初代种群之后，进而依照优胜劣汰及适者生存的原理，逐步演化产 生越来越优化的近似解，同时，依据问题当中实体的适应度对实体进行选择，并 且借助自然遗传学的算子实现组合的变异及组合，进而产生代表新解集的种群。
这一过程将会使得种群一代比一代更加适应环境，其中末代种群的最优实体经过 解码之后，可以作为问题的最优解。3.4 粗糙集技术。在CAPP技术中，可以利用粗糙集的技术与理论进行专家系 统的构建，获取知识并进行优化，主要思路是：把各种零部件的加工特性和加工 方法表达为决策属性和条件属性的方式，一行就是代表一种零部件，多种零部件 就组成了一个二维表，进而量化属性、组织决策表，接着再利用约简算法对属性 值及属性集进行约简，除去冗余的决策规则和条件属性，进而得到最小化的决策 规则集，因而，当输入需要加工的零部件的加工特性时，就能够得到优化后的加 工工艺了。
4 未来的发展趋势 智能化CAPP技术的发展仍然会是基于充分发挥人类的智能优势这一基础之 上，对各种先进的人工智能技术进行综合应用，进而实现CAPP系统的智能化。
然而，从目前人工智能的水平而言，还无法使CAPP技术在智能化的水平上能 够实现实质性的突破。这主要是因为当前的人工智能主要还是用来模拟人类的逻 辑思维、推理等方面的优势能力，却无法高效地对人类的形象思维、和创造性思 维、抽象思维能力进行模拟，然而，CAPP系统不但需要有推理的能力，还需要有 “联想”的能力，CAPP系统的开发需要解决很多人的逻辑思维活动方面的问题。
所以，如果要是想要增强CAPP系统的人工智能化水准，一定要在人工智能的技术 方面有新的突破，处理好人工智能方面的技术问题。同时，还要强化人工智能在 产品工艺的设计环节中的运用，尤其是把人工神经网络和专家系统技术进行有机 地结合，进一步实现CAPP系统智能化水平的提高。
5 结语 对市场经济下的企业工艺设计特点进行充分分析，进而对工艺设计的信息化 以及计算机辅助系统技术的应用进行研究，把先进的标准化技术、现代工艺设计 技术与计算机的应用技术完美结合于一体，发挥出信息及计算机技术在企业工艺 设计过程中的最大作用，进而引导我国计算机辅助工艺设计技术的开发与应用。
