數(shù)據(jù)挖掘與融合技術(shù)在機(jī)械裝備輕量化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的挑戰(zhàn)，輕量化已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)界追求的重要目標(biāo)之一?，F(xiàn)有的輕量化技術(shù)大多面臨著新型材料的高成本和新生產(chǎn)技術(shù)的高難度等問題，然而，這些問題的可以通過設(shè)計(jì)技術(shù)中的輕量化設(shè)計(jì)來解決。因此，通過運(yùn)用新穎的設(shè)計(jì)方法來提高傳統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)的效率和實(shí)用度，就變得很有意義。
　　設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的過程中，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來查找相關(guān)的技術(shù)資料，通過對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的推理、分析以及專家咨詢，靠個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行決策

2、設(shè)計(jì)。顯然傳統(tǒng)的輕量化設(shè)計(jì)方法由于缺少適用的知識(shí)供應(yīng)與決策支持工具，致使設(shè)計(jì)過程智能化程度偏低，設(shè)計(jì)也不夠準(zhǔn)確，已經(jīng)不能滿足市場的需求。
　　本文是在研究和分析目前已有的機(jī)械裝備輕量化設(shè)計(jì)理論方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合信息處理技術(shù)的特性，提出應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合信息處理方法支持機(jī)械裝備的輕量化設(shè)計(jì)，并根據(jù)該方法建立系統(tǒng)模型。該方法通過分析處理海量成熟的輕量化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、提取有用的輕量化設(shè)計(jì)知識(shí)為設(shè)計(jì)人員提供決策支持。

3、主要的研究內(nèi)容有:
　　(1)對(duì)國內(nèi)外輕量化設(shè)計(jì)方法研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，研究了數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)融合技術(shù)在現(xiàn)代機(jī)械裝備輕量化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用前景，論述了研究目標(biāo)和意義。
　　(2)輕量化設(shè)計(jì)信息建模研究。根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)融合技術(shù)的各自特點(diǎn)，提出了服務(wù)于機(jī)械裝備輕量化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)挖掘與融合技術(shù)算法的總體框架。將它們結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)了機(jī)械裝備輕量化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理以及輕量化設(shè)計(jì)的知識(shí)提取，服務(wù)于傳統(tǒng)的輕量化設(shè)計(jì)。
　　(3)面向機(jī)械產(chǎn)品

4、輕量化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)研究。根據(jù)輕量化設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，提出了基于最小二乘數(shù)據(jù)融合的輕量化數(shù)據(jù)預(yù)處理法。利用數(shù)據(jù)融合中的融合分析確定各個(gè)參數(shù)的靈敏度，剔除靈敏度較低的參數(shù)，分別建立兩種數(shù)學(xué)模型，并利用相關(guān)系數(shù)和殘差圖兩特征，驗(yàn)證兩者的預(yù)測能力幾近相同，可有效地對(duì)特征空間數(shù)據(jù)降維。
　　(4)面向機(jī)械產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)研究。針對(duì)數(shù)據(jù)挖掘在海量數(shù)據(jù)信息處理方面的獨(dú)特優(yōu)勢，提出基于數(shù)據(jù)挖掘的輕量化設(shè)計(jì)知識(shí)獲取方法，。通過引

5、入粗糙集，將每次設(shè)計(jì)的結(jié)果以決策表的形式表現(xiàn)出來，通過一系列數(shù)據(jù)挖掘操作，發(fā)現(xiàn)其中隱含的輕量化設(shè)計(jì)知識(shí)，完成知識(shí)發(fā)現(xiàn)和積累。
　　(5)工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過采用Matlab編程以及Rosetta對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)分析，結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)，提取設(shè)計(jì)參數(shù)和性能指標(biāo)之間的設(shè)計(jì)規(guī)則，用戶可以通過操作界面，根據(jù)提示操作獲得設(shè)計(jì)參數(shù)和性能指標(biāo)之間的設(shè)計(jì)知識(shí)并更好地指導(dǎo)機(jī)械裝備的輕量化設(shè)計(jì)過程。
　　本文創(chuàng)新地將數(shù)據(jù)挖掘和融合技術(shù)與傳統(tǒng)的輕量化技術(shù)相