机械优化设计范文

机械优化设计篇1

关键词：优化设计；机械设计；效率；最佳方案

我国在工程运用中都取得了非常大的进步与很好的成效,然而和国外的先进优化技术相比还是有非常大的差异,在现实工程中能够起到作用的优化设计方案或者是设计结果所占据的比例并不是非常的大。计算机等辅助装备性能的不断增强、加之市场与科技的双重推进，使优化技术能够在机械设计与制造中的运用得到了迅猛的发展,遗传算法、粒子群法以及神经网络等其它一些智能的优化方法在优化设计中也得到了非常广泛的引用。现代机械正向着大型化、复杂化的方向发展,传统优化设计方法在实际工程的运用中逐渐显表现的有些单调与乏力，已经不能满足产品不断创新的需求,机械优化设计急需创新和发展。

1机械优化设计中的相关定义

优化设计能够展示出人们对于设计规律这个客观世界认知的深化。设计上的优化值具体是指在特定条件的影响下能够取得的最佳设计值。最优值是一个比较相对的概念,其和数学上的极值相比还是有很多不同的。

2机械优化设计研究内容

机械优化设计是一种比较科学、现代化的设计方式,而且是“最优”的。此处的“最优”也是相对而言的,伴随科技的不断发展以及设计条件不断变化,最优的标准也随之改变。优化设计体现了人们对于客观世界认知的深化,需要人们按照事物发展的客观规律,在特定的物质基础与技术情况下完全发挥人的主观能动性,获得最好的设计方案。

2.1优化设计与传统设计的区别

优化设计的最终目的就是最优设计，运用数学手段创建能够达到设计目的的优化模型；在大量能够实施的设计方案里面选择出最好的设计方案；其所运用的手段就是计算机，计算机具有非常快的运算速度，可以从数量较多的方案中挑选出“最优方案”。即使在建模的时候需要进行合适的适简化,或许会导致所得到的结果不是完全可行或者是实际最优的，然而它是以客观规律与数据为基础的，不需要太多费用，所以其具备了经验类比或者是试验手段所没有的特征。传统设计同样也追寻着最优的结果，经常是以调查分析为基石，根据设计需要与实践经验，参照相似的工程设计,经过估算、经验对比、试验以及构思、评价、再构思、再评价的寻优步骤来选择设计方案，接下来需要刚度、强度以及稳定性等其它方面进行计算。经有关实践可以看出，传统的设计还要大量不足之处需要改善，并且最后的结果基本上离不开初始设计的试验范围。

2.2优化设计所研究的内容

优化设计首先需要选择设计变量、制定目标函数、列出约束条件以及构建优化模型,其次是选用比较合适的优化方法进行优化求解,其主要包含了建模与求解。建模的要求:了解与把握优化设计方法的基本理论知识、设计问题抽象与数学模型处理的基本技能；具备此领域丰富的专业知识与设计经验。

2.3机械优化设计特点

机械优化设计其实就是将计算方法与数学规划理论运用到机械设计中去，按照所设定好的目标，凭借电子计算机的运算寻找最佳设计方案的相关参数，进而能够获得更大的技术经济的成效，其具备了普通的机械设计所没有的特征。主要体现在以下几个方面：能够减少机械产品的成本，增强它的性能。

2.4机械优化设计基本思路

在保证基本机械性能的基础上，依托计算机,运用部分具有较高精度的力学与数学规划方法来进行计算。机械优化设计的步骤：对设计变量进行分析，提出目标函数，确定约束条件，建立优化设计的数学模型；选用合适的优化方式，编写优化程序；准备所需要使用的初始数据并且上机进行计算，对计算所得到的结果进行必要的验证。

3机械优化设计方法

优化准则法针对不同类型的约束、变量以及目标函数等需要导出完全不一样的优化准则,通用性非常差,并且基本上都是近似最优解；规划法需要经过大量的迭代、不断进行分析，需要花费大量的资金，这在很大程度上限制了它在实际工程优化设计中的宣传运用。现代化的机械设计复杂程度越来越高,传统的优化算法已经不能跟上时代的潮流。

3.1遗传算法

遗传算法最是早由美国密歇根大学的Holland教授所提出的，是模拟生物进化的过程、高度并行、随机以及自适应的全局优化概率搜索算法。其根据获得最大收益的原则进行随机搜索,不需要使用任何梯度信息,就能够获得全局最优解,具备非常强的灵活性、通用性与全面性；其缺点就是不能够确保下一代比上一代要好。在1980年的时候，被大量的运用到函数优化与人工搜索等其它方面，在最近的几年里更多的是被运用到工程优化设计中，其主要适合设计变量比较少的情况使用。

3.2粒子群算法

Kennedy和Ebehart在1995年的时候提出了模拟鸟群觅食环节的粒子群法，从一个优化解集进行搜索，经过个体之间的相互竞争与合作，实现复杂空间中最优解的全局搜群法与遗传算法相比，容易实现、原理简单以及有记忆性，不需要进行变异与交叉操作，需要调节的参数并不是非常的多，收敛的速度很快，算法所独有的并行搜索不仅能够降低陷入局部极小的可能性，进一步提高了算法的性能与计算的效率。目前，其已经被应用到了对目标函数进行、对优化动态环境进行优化与神经网络训练等其它方面，然而运用在机械优化设计中的研究还是非常少的。

4案例分析

内燃机连杆结构的最优化设计。运用传统的设计是很难使得连杆达到不但要轻而且又非常可靠的目标，而选用最优化方法并结合采用有限元法数值计算技术对连杆结构进行分析，则可圆满完成这一任务，并得出连杆最优化设计后的结构形状。在连杆结构的最优化设计计算中，每向最优方案前进一步，都需要对连杆结构进行有限元研究，其主要目标就是为最优化的设计提供变形、应力以及疲劳安全系数等相关信息。运用有限元的方式对连杆结构在全部720°循环的过程中做动态分析，会获得非常好的效果，然而这就会导致会有一个非常繁琐的计算过程，需呀花费大量的时间。所以，在最优化过程中可配合使用计算比较方便、结果也比较准确以及花费时间比较少的最大拉、压工况下的有限元静力分析，而后对连杆上应力、变形最大及疲劳安全系数最小的特征部位的计算结果进行动态修正。修正值可通过对连杆最优化设计初始方案的动态分析或对已有连杆的动应力电测得到。

5结语

机械优化设计为机械工程界创造了巨大的经济财富，伴随科技手段的不断更新，优化设计的发展具有非常广阔的前景。目前的优化正逐渐的发展成为多学科的优化设计，完全运用最先进的计算机技术。虚拟设计技术是未来发展的重点，仿真技术也逐步向着协同化与系统化的方向不断发展。目前依然处在理论探究阶段的结构拓扑优化、结构动态性能优化设计、智能算法优化设计、可靠性稳健设计、柔性机械优化以及绿色优化等都是未来机械优化设计的重点发展方向。然而我们依然需要注意的是，在逐渐增强优化技术水平的同时，国内的机械加工的工艺水平、制造技术以及加工手段也需要同步增强，否则机械的整体水平依然会停在原地。这不但要引入先进的加工技术，更为重要的是不断增强加工设备自身的性能，特别是数控机床的加工水平。增强与国际技术发达国家之间的沟通与合作，软、硬件技术共同提升，以期达到机械设计——加工一体化的目的。

作者:张鑫 单位:西京学院

参考文献:

[1]董立立,赵益萍,梁林泉,等.机械优化设计理论方法研究综述[J].机床与液压.2010(15):114-119.

机械优化设计篇2

关键词：机械优化设计；理论；方法

随着现代社会科学技术的发展，机械设计领域的概念和思维方式也在不断发生变化，机械设计能够在一定程度上反映出社会群体对客观世界的认知，并且遵循客观事物的发展规律来开展优化设计。因此加大力度探讨机械优化设计理论方法，能够为机械优化设计的未来发展指明方向。

1 机械传统设计与优化设计的对比

机械优化设计是基于最优化设计的，主要以数学模型作为优化设计的基本途径。优化设计的方法及思维属于优化方法的范畴之内，这种设计思想会使得各种参数顺着理想的方向能够自我调节，在这种模型精确计算的条件下，从各种可行性相对较强的设计方案中择优选取最佳的设计方案。由于设计方案较多，那么就需要使用电子计算机加以筛选，这主要得益于电子计算机的运行速度非常快，从而从诸多设计方案中筛选出最优方案。虽然在实际的数学建模过程中需要进行一定地简化处理，可能会导致计算所得的结果与实际值存在一定的差距，但是其基于客观规律以及数据，又无需花费太高的费用，所以说，这种建模计算的方法具有经验类比或者试验途径不可比拟方面的优势之处，再加上一定的经验依据，就能够获得一个非常理想的设计结果。虽然传统设计也追求最优化的设计结果，一般是基于调查、分析，按照实际需求以及实践经验，参照类似于工程设计，经估算、类比以及试验等过程，对寻优过程进行构思、评估、再构思以及再评估等，从而最终确定设计方案，最后开展刚度、强度以及稳定性等方面的计算。然而在传统设计过程中，存在主观方面、时间以及工作量过多等方面的影响，由于这些影响因素的存在，使得设计结果的最优化选择无法正常进行，这些设计结果的计算也仅仅具有校对、核验以及补充等方面的作用，只能对原有方案的可行性加以证实。传统设计往往需要花费高额的资金以及人力，而且最终结果也与初始设计试验范围差不离。所以说，传统设计主要受到主观因素的影响，得到的仅仅属于满足最初设计要求的设计结果，并非最优化设计结果。

2 优化设计方法的评判指标

效率要高、可靠性要高、采用成熟的计算程序、稳定性要好。另外选择适当的优化方法时要进行深入的分析优化模型的约束条件、约束函数及目标函数，根据复杂性、准确性等条件结合个人的经验进行选择。优化设计的选择取决于数学模型的特点，通常认为，对于目标函数和约束函数均为显函数且设计变量个数不太多的问题，采用惩罚函数法较好；对于只含线性约束的非线性规划问题，最适应采用梯度投影法；对于求导非常困难的问题应选用直接解法，例如复合形法；对于高度非线性的函数，则应选用计算稳定性较好的方法，例如BFGS变尺度法和内点惩罚函数相结合的方法。

3 机械优化设计理论方法

3.1 准则优化法

在机械优化设计理论方法中，所谓准则优化法，就是指以物理学和力学等原则来构造并优化机械设计的方案，以促进机械优化设计的顺利进行。准则优化法在实际应用中具有良好的优势，其概念直观性较强，并且计算过程简便，即便是在约束条件相对较少的条件下，准则优化法的实际优化效率相对较高，因此在工程中具有良好的应用效果。但就机械优化设计的实际情况来看，准则优化法也不可避免的存在一些不足，尤其是在实际应用中，其所考虑的范围具有一定局限性，一旦实际约束条件较多，会严重影响机械优化设计的效率，因此在机械优化设计中，应当对此项因素进行深入衡量和分析，以全面提高机械优化设计的质量和效果。

3.2 线性规划法

在机械优化设计理论方法中，线性规划法是基于数学极值的基本原理上所提出的，以目标函数、约束条件以及设计变形的线性优化为主要因素进行分析，以此作为主要的求解方式。线性规划法中常用的两种方式是单纯形法与序列线性规划法。

其中单纯形法是美国学者所提出的一种具有直观性的线性问题求解方法。单纯形法在机械优化设计中也存在一定不足，极易受到收敛条件、压缩因子以及扩展因子等多种因素的影响导致难以准确计算出机械优化设计的最优解。因此为保障机械优化设计的实际效果，应当全面衡量各项因素，包括初始单纯形的各顶点线性独立情况以及新单纯形构成后对实际收敛情况进行准确的验算，并严格检查计算结果是否满足相关精度要求，从而全面提高机械优化设计的质量和效果。

序列线性规划法则相对简单，主要是在初始位置将目标函数集约条件进行展开，促使非线性规划向近似线性规划逐渐转化，并对最优结果进行求解，并采取科学合理的计算方式进行反复求解，直至满足机械优化设计的精度标准，从而提高机械优化设计的质量和效果。

3.3 非线性规划法

就机械工程的实际情况来看，大部分机械工程的性质都属于非线性规划，随着非线性程度的不断加大，难以将其完全简化为线性问题。非线性规划正是基于数学极值的原理所开展的机械优化设计，通过无约束直接法、无约束间接法和约束直接法、约束间接法等对优化问题进行不断求解，以保证机械优化设计的质量和效果。

3.4 现代优化设计理论方法

在机械优化设计中，往往存在不同种类的约束、变量及目标函数，为保证机械优化设计的质量和效果，机械优化准则法能够结合机械优化设计的实际情况，积极推导出不同的优化准则，但其实际通用性并不理想。规划法在实际应用中需要进行多次重复验算，此种情况下往往需投入大量的人力物力资源，并且实际优化设计的效率并不理想，甚至在一定程度上限制了规划法在现代机械工程项目优化设计中的应用深度和广度。随着现代社会科学技术的发展，机械工程中优化设计的难度也不断加大，有必要积极选取合理的优化设计方法来提高机械优化设计的总体质量和效果。

结束语

总而言之，机械设计优化是基于传统机械设计理论基础上所提出的，通过与现代设计方法的协调配合，促进一种科学化的优化设计方法的形成，在机械工程中，有助于改善机械优化设计的质量和效果，促进机械产品达到高质量和高水平。随着现代社会科学技术的发展，机械优化设计方法也不断进步，每一种机械优化设计方法都具有各自的特点和应用领域，能够针对机械产品的性能及其他因素选取核实的设计变量和最优的设计方法，从而促进机械优化设计目标的实现，为机械优化设计的发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]吴亚明.机械优化设计的应用发展分析[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2015（6）.

[2]陈波.机械优化设计理论方法研究综述[J].科技风，2014（9）.

机械优化设计篇3

1 传统优化方法的应用与发展分析

1.1 传统机械优化设计方法的应用

传统机械优化设计方法大多应用于机械结构和零件功能的优化设计，针对机械结构的性能和形态进行优化。在机械结构上，内点罚函数优化法，能够对刚度和压弯组合强度结构进行良好的优化，既能够满足尺寸要求又能良好的控制结构自重。在形态方面，典型的是轴对称锻造部件的毛坯形状的优化。在性能方面，采用坐标转换法和黄金分割法对部分两岸结构进行优化设计，使得机械结构更加准确保持运动平衡性，提高了传力性能。这样看来，传统机械优化设计方法依然能够取得良好的效果，所以在机械设计发展中不能忽略传统优化方法的作用。

1.2 传统优化设计方法的一些改进

在新的设计方法出现后，传统机械优化设计进行了一些改进：设计中普遍采用最优设计方案和设计策略，帮助达到最优组合性能;建立能够反映设计问题的数学模型，提高机械设计的准确性;利用计算机选择最优方案，通过计算机程序解决更加复杂的计算;计算机辅助设计，降低人工设计的误差。

2 现代机械优化设计方法的应用和发展

随着机械设计要求不断提高，设计工作需要考虑的问题也越来越多，整体需要解决的问题规模和复杂度都有所增强，传统优化方法的问题暴露出来，局部优化和最优解不再适用于大规模问题的设计，这使得机械设计工作者广泛吸取其他学科的理论知识，产生全新的机械设计思路，通过算法来解决一些复杂的设计问题。

2.1 反馈神经网络在机械优化设计中的使用

反馈神经网络模型的基本内容是一些双向相连的神经元系统，每个神经元之间的连接都具有特别的权值，这个神经网络对于输出和反馈能够统一应用，这样将整个网络的能量函数和机械设计的目标函数映射起来，神经网络的进化过程则与机械优化设计的最优过程对应起来，在实际应用中，寻找神经网络模型与问题的解的过程十分关键。

2.2 多层向前神经网络在机械优化设计中的使用

多层向前神经网络也是目前神经网络模型中应用较广的一种，通过输入层、隐层和输出层，将模型输入信息进行单项的传播输出，整个模型中不论是层内还是层间，均不存在反馈链接。多层向前神经网络具有很高的运算速度，非线性的映射能力也更突出，在机械优化设计中，能够利用这种模型的特点，对机械结构的多目标优化进行映射。

除了神经网络模型的应用外，很多专业的数学软件也应用于机械设计工作中，比如MATLAB，作为功能强大的工程数据计算软件，能够很好的将计算问题与实际问题结合起来，其中配置了大量的工程函数，在解决大部分工程问题时能够节约大量的时间，而且计算结构也非常精确，所以在自动化控制和机械设计领域都有很好的应用。

3 遗传算法的应用与发展

遗传算法简称GA，是一种全新的概率优化算法。遗传算法作为一种非确定性的拟合自然算法，模仿了自然界生物进化的特点和规律，对于随机对象进行自然选择，按照自然界的适者生存法则来循环处理数据，最终产生的随机群体会收敛于整体的最优解。遗传算法有很强的自适应性，借助自然界遗产的规律，能够对全局都进行优化处理，同时遗传算法是潜在的并行计算算法，所以拥有很高的计算效率。遗传算法以其全局优化的优越性，主要应用于机器学习和控制领域，最近几年也得到发展被应用于机械优化设计中。

3.1 遗传算法与机械结构优化设计

简单的遗传算法线性适应度非常理想，通过非线性适度与自适应的变异概率来优化一般的遗传算法，以此来解决机械结构的优化问题，多峰值函数极值等都具有实际的参考意义。

3.2 遗传性算法与可靠性分析

框架结构系统结合遗传算法，能够对系统结构的可靠性进行优化分析。

3.3 遗传算法与故障诊断

遗传算法网络模型中，各个神经元之间的权值可以作为染色体向量，模拟基因多点交叉变异能够对随机对象进行优化选择，这种遗传算法能够应用于变压器故障的诊断。

4 机械优化设计软件的应用与发展

4.1 专用软件的应用与发展

目前国内机械优化设计专用软件开发和使用的都比较少，机械优化设计软件的开发还需要积累足够的经验，根据工作经验转换成计算机功能组成专用软件。计算机辅助设计软件的使用，能够帮助解决很多机械设计中的工程问题，结合人工神经网络和遗传算法，开发计算与图形化功能，专业软件的发展速度也是越来越快。

4.2 网络在线机械优化设计软件

优化算法的研究已经有所成绩，利用网络平台逐渐开发一些工业化在线优化软件，便于工业设计使用。对于在线机械优化设计软件来说，亟待解决的问题就是模型问题，对于非常复杂的系统来说，结构、流程、物料和系统参数等，都非常复杂，如果计算对象比较模糊，运算效率会受到严重的影响，这就给在线优化软件带来了巨大的困难。为了解决这种情况，通过合适的算法解决辨别模型，结合神经网络和学习特点进行数据的识别，让在线优化软件也能够良好的应用于各种模型，比如国内比较成熟的NEUMAX软件包，基于神经遗传算法的在线优化软件包，都能够良好的实现各种模型的遗传算法，这些软件已经成功应用于甲醇合成机械设计的优化工作中。

5 总结

机械优化设计篇4

【关键词】VB；机械优化设计；软件；实现

VB机械优化设计软件是20世纪60年代初发展起来的一门新学科，随着数学规划论和计算机技术的发展，它与机械设计理论相结合，解决了在机械设计领域中最优化设计问题。通过这种新的设计方法，可以从众多的设计方案中寻找最佳的设计方案，从而大大减轻了设计人员的劳动强度并提高了设计效率。

一、VB机械优化设计

1.含义。VB程序设计语言是一门面向对象的可视化编程语言。机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用，其基本思想是根据机械设计的理论、方法和标准规范等建立反映工程设计问题和符合数学规划要求的数学模型，然后采用数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。

2.现状。随着现代科学技术的发展与机械设计水平的不断提高，人们对机械工程结构性能要求也越来越高。传统的设计方法很难适应这些要求，因此在工程设计中出现了多种现代设计方法。优化设计方法就是其中之一。到目前为止，优化设计方面的研究工作很大程度上仍然局限于拓宽和加深优化方法领域。以数学方法为主并配以应用程序，如多目标优化，混合离散变量优化或将人工智能、人工神经网络及基因遗传等算法应用于优化。经过多年的努力，优化理论得到进一步完善。现行的各种优化方法及其程序几乎完全能使大多数设计问题得到解决。

从70年代起，优化方法开始应用于工程设计中，并利用计算机求解实际工程设计问题。随之各专业的优化研究工作有了不同程度的发展，出现了许多与各专业相联系的工程优化设计软件。在机械行业中有许多用于工程设计的优化软件。目前最常见的优化设计软件有华中科技大学的《优化方法程序库OPB-2》和《优化方法程序库OPB-1》等。这类优化软件着重于优化方法的研究和实现，提供了一批可处理混合离散设计变量优化问题的方法和程序。其中《优化方法程序库OPB-2》包含了许多现代设计方法，如人工智能等方法，另外还有与机械专业联系十分紧密的优化设计软件，如常见的减速器的优化设计软件等，基本为各应用单位自己研制，有很强的针对性，这些应用软件丰富多样，大大推动了优化方法在机械工程结构设计中的应用。

二、VB机械优化设计软件的研究与实现

1.设计步骤。VB机械优化设计软件设计步骤为：①将设计问题的物理模型转变为数学模型。建立数学模型时要选取设计变量、确定目标函数、给出约束条件；②采用适当的最优化方法求解数学模型；③编制优化设计程序；④求解优化结果；⑤分析优化结果。

2.特点。VB是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、数据结构、函数输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序后再一起运行。版本的VB新语言是基于最为流行的C++语言基础上的，因此语法特征与C++语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式，更利于非计算机专业的科技人员使用。且这种语言可植性好、拓展性极强，这也是VB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因，VB由一系列工具组成，这些工具方便用户使用VB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面，包括VB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误及进行出错原因分析。

3.基于VB优化设计教学软件的程序编写。本程序采用模块化设计思想，设置一个主窗口程序和若干子窗口程序，各种优化方法在子窗口程序中具体实现，使程序结构变得清晰，简化了程序设计结构，运行中通过主程序调用各优化方法的子窗口程序。程序以主窗口程序为核心，窗口中给出了本校机械专业大纲要求掌握的主要优化算法，算法按照教材章节由易到难的顺序依此给出了三类优化问题的具体求解方法。选择需要学习和训练的优化方法，点击“下一步”按钮，进入子窗口程序。

三、结语

随着网络技术和信息技术的不断发展，传统的优化设计方法已不能满足现代设计的需要。所以，实现优化设计资源的广泛共享，研究基于Internet的机械优化设计系统具有重要的现实意义。利用VB脚本语言和语言实现了优化设计方法数据库、优化设计算法模块、机械零件优化设计模块、设计软件模块和客户留言模块。系统界面优美简洁，易操作，具有很强的交互性，是集在线优化设计计算、资料查询和技术交流等功能为一体的机械优化设计资源服务系统。

参考文献：

[1]任晓丹.基于VB机械优化设计软件的研究与实现.

[2]董立立，赵益萍.机械优化设计软件包中的关键技术研究.

[3]程耿东，顾元宪，王健.我国机械优化研究与应用的综述和展望.1995.

机械优化设计篇5

1 人才培养目标

通过对国内众多开设机械工程专业的高校进行调查研究后发现,我国当前和未来相当长的一段时期内,机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线,从事机械产品设计、制造、生产组织管理等工作。因此,地方高校机械工程专业的人才培养目标是培养具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础,较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识,具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力,能从事机械产品研发、设计、制造,以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。

2 课程体系建设

2.1 课程体系

2.2 课程群建设

14个模块对应着不同的课程群,通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。

人文管法社会知识模块是培养学生的法律意识和人文修养,通过这个课程群的学习,使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养,具有较强的社会责任感和良好的职业道德,较好的表达能力和交流能力。

质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准,具有环境保护和可持续发展意识。

基本技能模块是通过大学英语、专业英语、双语教学课程的设置,培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力,尤其是口头和书面表达能力;通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践,使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力,为今后应用计算机进行辅助设计、分析、模拟和计算夯实基础;通过信息检索课程的学习,掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法,使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。

自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习,培养学生建模求解、设计计算、系统分析与预测能力,为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础,这是工科学生应具备的基本功底。

专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习,使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。

专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习,掌握机械工程设计、制造、性能检测、质量管理的原理与方法,通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等,使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。

工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上,通过工程机械、起重与运输机械、电梯控制技术等课程的学习,加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践,使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。

创新知识模块、创新训练模块是通过TRIZ理论与方法、专利写作与申请等课程的学习,培养学生

的创新意识,使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力,能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。

工程认知实践模块、工程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、企业家讲坛、前沿知识讲座、企业管理讲座,使学生积累一定的机械工程企业和经济社会环境下的综合工程实践经验,初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。

3 结束语

根据学校自身学科特色和优势,以及人才培养目标,结合地方经济社会发展状况,在产学研合作教育背景下进行教学改革,提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系,建立与产学研合作教育相匹配的课程群,推进人才培养与企业相结合的模式,利用企业高技能人才和专家参与实践教学,从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。

在当今社会中,人们不仅需要功能齐全的产品来应对工作、生活中遇到的问题,还需要产品具有较强的可靠性,能够实现其所具有的功能。因此,在产品设计方面,以确保并提高产品可靠性为目的的优化设计得到了迅速的发展和应用。对于机械工程来说,也不例外。

1 关于可靠性设计 的一些问题

要想弄清楚什么是可靠性优化设计,我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说,产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象,又指各个参与实验的系统、元件或者设备等,在特殊情况之下,我们还可以将人的作用也包含进去。

在进行可靠性优化设计的过程中,我们必须要以已知的技术和理论为基础,根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求,通俗一点的讲,就是要在满足产品费用、性能以及时间等条件之下,确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说,其是一个多技术、多学科融合的新型技术,既包含价值工程、系统工程的知识,又具有工程心理学、计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计,但是其并非只是存在于产品的设计阶段,在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况,其在机械工程中有着十分广泛的应用。

在多种历史原因的综合影响之下,我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家,而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。虽然上世纪80年代末期由于国家和企业的重视,可靠性优化设计得到了一定发展,个别企业还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构,培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准,但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展,这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。因此,对于我国的可靠性优化设计来说,其具有一定的基础和实力,但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。

2 机械工程中的可靠性优化设计

(一)存在于设计环节之中的可靠性优化设计

机械工程的设计工作与一般的产品设计的工作有着本质上的区别,其可以被分成两个方面:一方面是整体装配设计;一方面是组装零件设计。在进行机械工程整体装备可靠性优化设计时,我们可以将其看成是一个整体,而其设计工作则可以被分成两大方面:首先,工作人员必须要对整个系统有一个全面细致的了解,要全面分析并掌握各个零部件可靠性的程度,并要以此为基础推断整体的可靠性程度。这一工作就是我们常说的整体设计可靠性预测工作,在进行这项工作时,必须要确保所获得预测结果满足设计的指标。其次,要将整体对可靠性的要求划分到各个零配件之上,只要确保每一个零件都能够满足可靠性的要求,既能够确保机械工程的整体能够满足可靠性要求。目前,常用的可靠性分配法有以下几种:再分配法、比例分配法、等分配法以及综合评分分配法。

在进行单个零件的可靠性优化设计时,必须要确保所挑选的零件符合国家的相关规定并且已经在实际生产中有了大量的应用,零件的重要性不同其所选择的设计方法也不相同,对于处于重要部位的零件来说,其必须要进行可靠性试验且要通过可靠性试验。除此之外,还必要反复的修改和验证产品的可靠性,直至所获得可靠性的检测结果符合可靠性优化设计的要求为止。

在完成整体设计和零件设计之后,需要进行人机系统的设计工作,在这方面所考察的重点是操作的适应性设计与舒适性设计。

(二)存在于机械工程制造过程中的可靠性优化设计

要想确保机械工程的质量符合相关的标准,那么我们就必须要加强对制造过程的掌控,因此,在机械工程的可靠性优化设计中,制造过程的可靠性设计就变得十分重要了,除了要确保所使用的加工设备具有极强的可靠性之外,还必须要妥善的选择加工的工艺以及工艺的流程。从某一角度上来说,我们可以将制造机械工程所使用的工艺看成为一个系统,这样在这一工艺所涉及到的工序以及工艺方案都能够被看成是一个个的子系统。在这样的情况之下,我们在进行各个子系统的可靠性优化设计时,就必须要对各个方面的因素进行充分的考虑和研究,诸如:加工材料、所使用的加工设备以及参与工作的人员的素质等,这样才能够更加准确的确定出各个子系统的可靠性指标。在确定了各个子系统的可靠性指标之后,我们就可以通过合理的工作方法确定出整个系统的可靠性指标。

(三)存在于使用和维修过程中的可靠性优化设计

维修工作时影响产品寿命周期的重要工作,良好的维修工作能够有效的延长产品的寿命周期,反之则会降低产品的寿命周期。因此,在面对存在于维修过程中的可靠性优化设计时,我们应该使用逻辑分析决断法,以实际情况为基础确定维修的内容和维修方式并按照机械工程和以确定的维修内容、方式来确定产品的合理使用寿命。

如果将机械工程的可靠性与其可维修性进行对比,我们就会发现这两者之间存在着巨大的相似性,正是因为这一特点,我们将机械工程的可维修纳入了评定其可靠性的评定指标当中。机械工程维修性能必须要在对其进行设计的过程中就给予充分的考虑,这样才能够更好的发现产品的故障并确保故障零件能够更加便捷、快速的更换。此外,在进行机械工程维修可靠性优化设计工作时,我们还必须要对维修费用的问题进行充分的考虑,再设计的过程中,设计者必须要遵循“费用最低、性能最高”的原则,确保能够用最低的费用换取最高的可靠性水平,要尽可能的缩短故障发生到发现故障的时间。由此可见,以可靠性优化设计理论为基础的机械工程的维修性是极其重要的,合理且经济的维修规则能够有效的提高机械工程设计的科学化和现代化程度。

结束语:

机械优化设计篇6

【关键词】机械设计；精密度；性价比；切削

随着科技水平的提高和科技转化为生产力水平的提高，企业的生产越来越趋向于机械化，机械化程度的高低直接反映了我国工业现代化的水平。在经济全球化的背景下，如何提高机械化，将我国由工业大国转化为工业强国，促进我国工业现代化发展的进程，是当前亟待解决的难题。

1机械设计的类型

常见的机械设计类型有三种，一是继承设计，在当前的机械设计模式的基础上，增加有价值的因素，改进和优化过去机械设计中存在的落后的设计内容;二是变型设计，为适应当前的生产条件对机械零部件局部进行改进设计，使机械设计能有效适应当前先进的生产条件，更好的适应生产条件的变化;三是新型设计，新型设计即创新机械设计，通过一些先进技术和先进工艺的应用，加强机械设计的控制，使得机械设计水平得到有效提高。

2机械设计加工过程中可能遇到的问题

随着当前生产水平的提高和生产工艺的改进，在机械设计加工的过程中，往往受到各种因素的制约，导致在设计加工过程中出现这样会那样的问题，而这些问题与产品质量、性能及使用寿命息息相关。在机械设计加工的过程中，常出现的问题主要有以下几点。(1)机械加工精密度问题。机械设计加工的精密度问题是影响产品质量和使用寿命的关键性因素，若在加工过程中对精密度的控制不合格，往往会对机械未来的使用带来严重的后果。随着科学技术的进步和企业先进技术的引进，对机械设计加工的精密度要求也随之升高，加工操作、机床磨损、几何误差等均是影响机械精密度的因素。在实际的机械设计加工中，部分加工人员对机床、工装夹具、刀具等加工工具的使用操作不规范，导致机械零部件受到较严重的磨损，从而是加工过程中产生较大的误差。此外，由于零部件的教工往往需要在高温中进行，原材料在此过程中易受热发生扭曲变形，从而导致机械设计加工的精密度受到影响［1］。(2)原材料质量问题。对于机械设备来说，好的零件是延长机械设备使用寿命、提高机械设备生产效率的关键性因素。若机械零件达不到要求，很容易导致机械设备出现故障，影响机械的生产效率;甚至可能造成机械设备严重的损坏，影响机械的使用寿命，增加企业的成本开支。而零件的好坏则与机械原材料的质量息息相关，在一定程度上来说，原材料材质的好坏，直接影响机械的使用寿命和性能。在实际机械加工中，机器的切削用料和材料对零件质量的影响较大，因此在零件原材料的选材上，设计师应更加严格、慎重。(3)性价比问题。在企业生产中，机器的有效运行是企业生产效益的重要条件。但事实上部分企业为了节约成本，采取一些开源节流的办法。例如为了贪图便宜购买价格低廉、但质量不高的设备，或在机械原材料的选择上不严格。这样的设备在生产过程中很容易出现故障，一旦发生故障，将会导致生产线的中断，造成生产时间和生产资源的同时增加了企业运营的成本。且机器的维修又将产生部分费用，如此反复，方而增加了机械产品的成本，大大降低了机器设备的性价比，最终影响企业的生产效益。在竞争极为激烈的市场竞争中，要想从根本上提高企业经济效益，必须提高购买机械设备的性价比。

3优化机械设备加工的措施

针对机械设计加工过程中可能出现的问题进行分析，并采取相应的措施，一定能提高机械加工设计的工艺，提高产品的质量，从而提升企业的效益和综合实力。(1)优化设计加工工艺。在当前竞争非常激烈的环境，企业必须积极优化设计加工工艺，实现批量化、规范化、标准化的设计加工，在保证机械设计加工质量的基础上，尽量降低生产成本。要求设计师在进行机械设计时，通过精确地计算之后，确定机械零件的尺寸，并根据机械工程的实际需要选择加工原材料。在材料的选择上必须选择性价比最高、最耐用的材料，确保机械设备的性能和使用寿命。同时可有效减少维修费用，降低机械在长时间运转的情况下出现故障的次数。此外，设备的生产流程也是影响机械设计加工的重要因素，设计师首先要解决的问题是尽最大可能减少零件使用的周期。由于零件的加工时间较长，可能导致零件的加工标准受周围温度、机械设备磨损的影响，从而影响质量。因此，设计师在设计时要根据实际情况，推算出最佳的生产流程，使零件能在最短的时间内一次完成，确保机械零件的质量［2］。(2)选择合适的加工原材料。零件质量的好坏则与机械原材料的质量息息相关，若企业只顾眼前利益，因为贪图便宜而选择价格较低，但质量不高的机械设备，将很可能存在安全隐患。廉价的设备在运作过程中可能导致产品质量不达标，或导致机械设备出现故障，最终给企业带来很大的损失。因此在原材料的选择上必须遵循质量保证原则，企业应从长远利益考虑，选取质量较好的原材料，保证产品质量的同时，确保机械地性能和使用寿命。(3)加工切削控制。设计师在进行机械设计时，要结合机械原材料的质量、硬度及表面粗糙程度选择适合的切削工具，并设置合理的切削参数，严格控制切削的速度和深度，避免在加工时形成机械瘤，从而保证机械零件表面质量。此外应注意正确使用切削液，避免改变机械零件金属表面的特性。(4)合理使用剂。在机械加工过程中，由于零件之剑的不断摩擦，而产生高温，持续的高温对零件或加工设备的具有一定的破坏性。在进行加工时，适当使用剂，可有效冷却高温部位，使零件之间的摩擦更顺畅，同时可有效防止零件生锈腐蚀。在实际使用中，对剂的选择也有讲究，高速率的机械运行应选用水溶性剂，低速率的机械选择纯油性剂，适当的使用剂既可提高机械加工的精密度和效率，又有效延长了设备的使用寿命。

4结语

为了进一步提高机械设计加工水平，在实际工作中应认真分析加工过程中存在的问题，并根据企业自身发展情况，优化设计加工工艺，运用先进的设备和技术，不断提高机械设计加工的水平。

参考文献:

［1］杨菁．关于机械设计加工中的问题探析［J］．科技视界，2015(24)．

［2］韩基伟．浅谈机械设计加工中应注意的几个问题［J］．科技展望，2015(13)．

机械优化设计篇7

【关键词】机械工程；设计；可靠性；新技术

随着现代社会科学技术的飞速发展，人们不仅需要多功能的产品，而且还需要产品能够可靠地实现其所具有的功能。因此，以产品可靠性为目的的可靠性设计应运而生，并得到迅速发展和广泛应用。

1 可靠性设计及其发展

为了了解可靠性设计技术，我们必须首先了解什么是产品的可靠性。可靠性的经典定义是：“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。”定义中的“产品”是作为单位研究和分别试验对象的任何元件、器件、设备或系统，甚至可以把人的作用也包括进去。

在产品设计中，应用可靠性的理论和技术、根据需要和可能、优先考虑可靠性要求。在满足性能、费用、时间等条件下，使设计的产品具有满意的可靠性要求，这就是产品的可靠性设计。可靠性设计不仅涉及传统设计技术，而且还与系统工程、价值工程、环境工程、工程心理学、质量控制技术和计算机技术等密切相关。因此，它是一个多学科、多技术相融合的新兴技术。它不但应用于产品的设计过程，而且还广泛应用于产品的制造生产、试验、使用、维护、管理等各个环节。因此，这项新兴技术在军工、航空、航天、电子、机械等工业领域得到广泛的应用。

1.1 可靠性的发展史

人类从开始研究可靠性技术至今，大约经历了60余年的历史。研究其发展过程，可归纳为初期研究、形成发展和进一步国际化三个阶段。

（1）初期研究阶段（20 世纪30～40 年代）：二次世界大战爆发后，美国参战的飞机、军舰等重要军事装备常因故障贻误战机，为此军事装备的可靠性问题逐渐引起了人们的关注，开始着手研究如何避免和减少这些“意外”事故的发生并最早提出了产品的定量可靠性问题。接着美国、德国的专家针对飞机、V-Ⅱ火箭诱导装置的可靠性又提出了相应的指标。1942 年美国麻省理工学院的一个研究室对真空管的可靠性进行了相当深入的研究。所有这些都表明可靠性研究已进入了定量研究的初期阶段。

（2）形成发展阶段（20 世纪50～60 年代）：在这一时期，世界上一些工业发达的国家，如美国、前苏联、原西德、日本等对可靠性开始了有组织的研究工作，并取得了许多重要成果，基本上确定了可靠性研究的理论基础和研究方向，使可靠性研究进入了一个新的发展阶段。这一时期，研究范围不断扩大，从电子产品扩展到机械产品，从军工产品扩展到民用产品，可靠性技术进一步完善，理论研究不断深入，为可靠性设计技术的进一步国际化奠定了基础。

（3）国际化阶段（20 世纪70 年代后）：随着可靠性技术的不断发展和广泛应用，其优越性越来越受到世界各国的高度重视，并相继投入了大量的人力物力开展这项研究工作。各种国际学术会议的召开、国际可靠性和可维护性技术委员会的成立，标志着可靠性设计技术已经进入了国际化时代。

1.2 我国可靠性研究现状

我国对可靠性的研究起步较晚，直到20 世纪80年代才得到了较快发展，个别行业还成立了可靠性学术组织，开展了对可靠性技术人才的培养，制定了一系列的可靠性标准。但从总体来看，理论研究较多，实际应用较少，与工业发达国家相比还有较大差距。

2 可靠性设计在机械中的应用

产品的可靠性贯穿于其整个寿命周期，目前机械工程设计中的可靠性设计主要应用在产品的设计、制造、使用和维修等方面。

2.1 机械产品的设计

机械产品设计包括整机产品设计及其零部件设计。对整机产品可将其作为一个系统进行设计，设计的方式主要有以下两种：第一种方式是根据零部件的可靠性预测结果，计算产品系统的可靠性指标，这就是系统的可靠性预测，其结果只要满足指标要求即可，如果不能满足要求就要按第二种方式进行设计；第二种方式是对零部件进行可靠性分配，即把系统指标分配到各个零部件上，可靠性分配方法主要有等分配法、再分配法、比例分配法和综合评分分配法四种。零部件设计时，应尽量采用标准件或质量成熟的零件，一般零部件可按类比法设计，重要的零件按概率法设计，对一些关键零部件还应进行可靠性试验。对产品的可靠性应进行评审、修改、再评审、再修改，直到满足指标要求为止。另外，还要进行人机系统的设计，这方面主要包括操作性和适应性设计。

2.2 制造过程可靠性设计

制造过程的可靠性设计是保证产品质量的关键，除了要选用可靠性好的先进加工设备和工艺装备外，重点是对工艺方案和工艺流程的设计。产品的工艺流程相当于一个系统，每一个工艺方案或工序相当于一个子系统。每一个子系统的可靠度设计都要综合考虑设备、工艺装备、工艺材料及操作人员的素质等因素，确定出合理的子系统可靠度指标，然后按子系统之间的关系（串联、并联或混联）得出系统的预测可靠度（如自动线、流水线等的设计）。

2.3 使用维修的可靠性设计

产品以可靠性为中心维修应采用逻辑分析决断法，科学地制定维修内容和优选维修方式，合理确定使用期，以控制机械设备使用的可靠性。

机械产品的可维修性与可靠性一样，其是机械设备本身的一个可靠性指标。在对产品进行可靠性设计时就要考虑其维修性，使设计的产品在使用过程中做到故障易发现、易检查、易修复，力求防患于未然。

对产品进行维修性设计时要以最低的费用来维护和提高设备的可靠性水平，尽量减少排除故障所用的维修时间。因此，要在可靠性理论的基础上制定合理、经济的维修规则，采用先进的故障诊断技术和合理的维修方式（如视情维修方法、监控事后维修方法），使用标准的维修工具及设备，提高维修人员的技术水平，使机械维修工作进一步走向科学化和现代化。

3 结束语

常规优化设计方法在设计中没有考虑可靠性指标，因此不能反映产品运行的真实情况；而可靠性设计方法在设计中不考虑成本、重量、体积等指标。对某些设计问题，仅采用优化设计方法或仅采用可靠性设计方法，都很难得到理想的设计结果，而可靠性优化设计方法将优化技术与可靠性设计理论有机地结合在一起，弥补了各自的不足。

随着机械产品的日益大型化、复杂化，可靠性优化设计方法在机械工程产品设计中的应用将会越来越广泛。

参考文献：

[1]天津工程机械研究所.国外机械工业基本情况［M］.北京：机械工业出版社，1990.

[2]万耀青，等.机电工程现代设计方法［M］.北京：北京理工大学出版社，1994.

[3]幅尔G，拜茨W.工程设计学［M］.北京：机械工业出版社，1992.

[4]章二平.工程机械的绿化设计［J］.工程机械与维修，2002.

[5]崔健.锚固工程设计与应用［J］.铁道建筑，2006.

[6]宋庆德.工程机械产品可靠性统计模式设计［J］.工程机械，2002.

[7]宋琳，周小锋.机械设计中的人机工程［J］.机械，2003.

机械优化设计篇8

设计质量的高低直接关系机械产品的性能、成本及经济效益，机械设计应满足以下几个方面的基本要求:(1)功能要求设计的机械能实现预定的功能，并在规定的工作条件下、规定的工作期限内能正常运行。(2)可靠性要求可靠性是机器在使用中性能的稳定性，是机器的一个重要质量指标.机器是由若干个零件及部件组成，其可靠度取决于零部件的可靠度。机械系统的零部件越多，可靠度也就越低，因此在设计机器时要尽量减少零部件的数目。(3)经济性要求机器的经济性指标是一项综合性指标，在产品的设计、制造、使用、维护、管理等各个环节均有所体现。经济性要求在满足功能要求的前提下使机器的总费用最低。(4)工作安全、操作方便安全是指使用机器的人的安全及机器工作时本身的安全。因此要采取各种防护措施，如暴露运动构件配防护罩、过载保护装置等。操作系统简便有利于减轻操作人员的劳动强度。(5)造型美观、减少污染结合工业艺术造型设计方法对机械产品进行工业造型设计，使其外形美观，富有时代特点。使产品具有市场竞争力。噪声也是反映机械产品质量的一个综合指标，所以要尽量降低噪声，减轻对环境的污染。

机械设计的程序

机械设计是一个反复的构思、决策与修改的复杂过程。对于新产品的开发设计，一般要经过以下阶段:计划阶段即预备阶段.首先要根据用户要求了解所设计的机械产品在功能、造价、设计期限上的要求，然后进行调查研究、收集资料，对设计任务进行分析，与用户进行协商，使设计任务既合理又先进，最后写成任务书。设计任务书应明确规定机械产品的名称、功用、生产效率、主要性能指标、可靠性和使用维护要求、工作条件、生产批量、预定成本、设计和制造完成日期以及其他特殊要求。方案设计阶段根据多方面的调查研究，广泛收集国内外有关的设计资料后，设计者对机械产品的工作原理进行创新构思，提出多种设计方案对满足设计任务书规定的条件和技术限定的少数几个可行方案进行技术经济分析，综合比较技术性能及经济指标，淘汰较差方案。对保留下来的方案同时展开下一阶段的设计，待进行到可以较精确地确定技术性能及经济指标时，再确定方案的取舍。这一阶段设计内容包括必要的运动学计算、机构原理试验等，最后绘制出机构工作原理图、机构运动简图。技术设计阶段在机械产品工作原理图和机构运动简图的基础上设计整机及其零、部件的形状、尺寸，选择零件所用的材料及热处理、加工装配和制定试验的技术条件等。这一阶段成果是机器整机及部件的装配图、零件工作图以及计算说明书和其他技术文件(标准件明细表、外购件明细表、协作件明细表、试验和验收条件、检验合格单、使用说明书等)等。在整个技术设计阶段，不可避免地要反复修改，与用户反复协商。样机试制和鉴定阶段根据技术设计所提供的图样等技术文件进行样机试制，并对试制提供的样机进行性能测试，组织鉴定，进行全面的技术经济评价，主要包括动力特性审查、标准化审查、工艺审查、成本预测等。同时可对设计进行适当修改，以完善设计方案。产品投产阶段在样机试制与鉴定通过的墓础上，将机械的全套设计图样(总装图、部装图、零件图、电气原理图、安装地基图、备件图等)和全套技术文件(设计任务书、设计计算说明书、试验鉴定报告、零件明细表、产品质盆标准、产品检验规范、包装运输技术条件等)提交产品定型鉴定会评审。评审通过后，进行批量生产并投放市场，交付用户使用。

优化设计方法的分类及其特点

有约束优化设计法机械优化问题大多数都是有约束的优化问题,根据处理约束条件的方法的不同可以分为间接法和直接法。间接法常见的方法有增广拉式乘子法、罚函数法。它是将有约束优化问题转化为无约束优化问题,再通过无约束优化方法来求解。或者将非线性约束优化问题转化为线性规划问题来处理。直接法常用的方法有复合形法、约束坐标轮换法、网络法等。其内涵是构造一个迭代过程,使每次的迭代点都在可行域中,同时逐步降低目标函数值,直到求得最优解。无约束优化设计法无约束化优化设计就是没有约束函数的优化设计。无约束优化设计法很多,包括牛顿法、坐标轮换法、共扼方向法、单纯形法、变尺度法、梯度法等。在寻优过程中是否利用到目标函数的性态(如可微性)是区别无约束优化设计法中直接法和间接法的标准。此法具有计算效率高、稳定性好等优点。模糊优化设计方法模糊优化设计法是将模糊信息和因素量化,建立由模糊约束条件、模糊变量以及模糊目标函数组成的模糊数学模型,再通过从模糊到非模糊的变化来实现模糊数学模型的转化,最终利用优化算法进行求解。

结束语