許佳妮

摘要：優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用效率是非常明顯的，機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計在本質(zhì)上來說就是一種多學(xué)科的結(jié)合體，也就是說，作為一種綜合性質(zhì)的學(xué)科，其能夠解決不少在實際設(shè)計工作中的難題。具體的措施方法就是在不同的方案策略之中找到最為適合當(dāng)前設(shè)計理念的設(shè)計措施加以應(yīng)用，通過這種方式將會大大的提升所設(shè)計出來的機(jī)械質(zhì)量，保證其工作效率。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；優(yōu)化設(shè)計；應(yīng)用實踐

從目前的機(jī)械設(shè)計狀況來看，我國的機(jī)械設(shè)計是處于一個蓬勃發(fā)展的階段，不論是在生產(chǎn)質(zhì)量還是生產(chǎn)的效率上，都是取得了一定的成效的。但是機(jī)械設(shè)計的優(yōu)化卻并不是那么的先進(jìn)與完善，這一點尤其在與國外先進(jìn)水平相比之下，顯現(xiàn)的尤為突出。而且我國所取得的機(jī)械工程設(shè)計成果中，優(yōu)化設(shè)計所占的比列并不是很大，沒有起到絕對的支撐作用，這對于我國的機(jī)械設(shè)計的發(fā)展而言是非常不利的。

1 機(jī)械設(shè)計中的優(yōu)化設(shè)計所展現(xiàn)的定義及內(nèi)容

要使機(jī)械優(yōu)化設(shè)計中所體現(xiàn)出來的重要定義得到展現(xiàn)，就要深入了解并掌握機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的概念，就應(yīng)當(dāng)清楚的認(rèn)識到機(jī)械優(yōu)化設(shè)計是一種全新的科學(xué)方式，以及較為完善的設(shè)計方式。而且它所設(shè)計出來的產(chǎn)品，其質(zhì)量和效率都是有所保障的。從而，其所體現(xiàn)出來的定義，無非就是人們在實際的生產(chǎn)過程中對于客觀存在事物的高度認(rèn)可性，所提出的要求就是要在充分保障、尊重事物的客觀規(guī)律的同時，積極調(diào)動人們自身的思考意識，形成對新事物的正確判斷，使得機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計能夠更加的符合實際情況，從而在眾多的方案之中尋找到最佳方案。

2 具體的操作實踐之中，機(jī)械優(yōu)化設(shè)計應(yīng)當(dāng)如何去運(yùn)作

2.1 采用遺傳算法將有效的提升機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的質(zhì)量

不同的機(jī)械設(shè)計是需要使用不同的優(yōu)化設(shè)計方案的，這是因為機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計方案存在一個非常明顯的短板所在，那就是其設(shè)計方案之間的通用性不佳，就算是可以使用的方案，也只是近類似的方案，難以真正的做到兼容。所以，在這種基礎(chǔ)情況上看來，在進(jìn)行設(shè)計方案確定的時候就應(yīng)當(dāng)根據(jù)情況的實際性來進(jìn)行具體優(yōu)化設(shè)計。遺傳算法就是這樣的一個典型代表，遺傳算法最初是由美國的一位大學(xué)教授所設(shè)立的，它是隨機(jī)模仿生物進(jìn)化過程中的概率形成的算法。這種算法的最優(yōu)體現(xiàn)就是，不需要任何相關(guān)的信息。在保障最大收益的情況之下，直接就能獲得全面性最佳的設(shè)計方案，在全面性、最優(yōu)性方面都能有所保障。在這樣的情況之下，也需要留意的是這種算法在應(yīng)用時也是具有缺點的，那就是并不能完全的保障下一代的設(shè)計方案會比之前的設(shè)計方案好，在實際的運(yùn)用設(shè)計中需要去細(xì)致辨別，雖然遺傳算法并不能達(dá)到一種十全十美的境地，但是觀察目前我國的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計方案時，其還是具備著不可替代性，相比較與傳統(tǒng)的方案，遺傳算法所起到的作用對于現(xiàn)在的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計還是很有幫助的。所以伴隨著時代的進(jìn)步發(fā)展，機(jī)械工程也變得越來越具有復(fù)雜性，如何高效的應(yīng)對機(jī)械工程的復(fù)雜性所帶來的相關(guān)問題，那就是使用更加先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計理念進(jìn)行解決，這是目前最為重要的一個研究課題。

2.2 樹立機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的基本思路，實施粒子群算法

在進(jìn)行機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的時候，應(yīng)當(dāng)充分了解機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的核心理念是什么，也就是說要樹立機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的基本思路。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計其實就是運(yùn)用計算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，按照所設(shè)定的預(yù)期目標(biāo)將其實施到具體的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計中去。機(jī)械優(yōu)化設(shè)計正常索引采取的步驟就是分析設(shè)計的變量，確定目標(biāo)約束條件以及函數(shù)目標(biāo)，從而建立相關(guān)的優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)模型，使得整個過程的操作都是在計算機(jī)與數(shù)學(xué)所建立的模型下進(jìn)行，比如說現(xiàn)目前先進(jìn)的粒子群算法，就是一個機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的典型代表。這項技術(shù)的發(fā)明時間是在1995年所提出的，其主要是通過相關(guān)的模擬自然界飛鳥群捕食環(huán)節(jié)所設(shè)想出來的，它的主要運(yùn)算方式體現(xiàn)在首先經(jīng)過一個優(yōu)勢設(shè)計進(jìn)行搜索，然后在與其他優(yōu)質(zhì)的機(jī)械化設(shè)計方案進(jìn)行對比、篩選，從而實現(xiàn)在復(fù)雜空間里的最優(yōu)質(zhì)機(jī)械設(shè)計方案挑選，其與之前所說的遺傳算法相比較而言，原理更加簡單，也更加易于吸收消化，在實際的操作過程中需要調(diào)節(jié)的參數(shù)也并不是很多，大大的降低了難度。而且粒子群算法所獨有的并行搜索技術(shù)不僅降低了陷入局部極小誤差的難點，同時還進(jìn)一步的優(yōu)化了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的計算準(zhǔn)確度效率以及計算性能。優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械設(shè)計中就應(yīng)當(dāng)使用這種具有高度準(zhǔn)確性的優(yōu)勢計算方法。在進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械優(yōu)化設(shè)計計算之后，需要對模擬計算出來的效果進(jìn)行有效的驗證，以達(dá)到該方案設(shè)計在理論方面具備最優(yōu)性。值得提醒的一點就是，采用粒子群算法的時候，可以與遺傳算法相結(jié)合的使用，兩者都是起著篩選最優(yōu)方案的作用，對兩次計算的結(jié)果進(jìn)行對比分析，從而也可以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.3 采用先進(jìn)的軟件技術(shù)協(xié)助優(yōu)化設(shè)計

現(xiàn)目前世界范圍內(nèi)，被廣泛采用的軟件技術(shù)就是MATLAB軟件，它是由美國

所推出的一款功能強(qiáng)大的工程計算軟件。其主要的作用，就是通過建立數(shù)學(xué)函數(shù)模型，提供大量的內(nèi)置函數(shù)。在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的過程中，就可以直接采用這些函數(shù)，獲得相應(yīng)的數(shù)字解，從而達(dá)到篩選作用。另外一方面來講，這種先進(jìn)的軟件將會根據(jù)優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械設(shè)計中的實際選擇問題，進(jìn)行科學(xué)有效的判斷，然后再根據(jù)判斷出來的類型，選擇所需優(yōu)化的函數(shù)目標(biāo)，形成相應(yīng)的模板。在目標(biāo)模板形成之后，輸出之前所得出的計算值，查看其優(yōu)化性能是否最佳，并在內(nèi)部做好相應(yīng)的記錄，如此反復(fù)工作，最后把機(jī)械設(shè)計的優(yōu)化設(shè)計方案，統(tǒng)統(tǒng)的結(jié)合在一起進(jìn)行計算，使用圖表或者數(shù)學(xué)曲線模型直觀的展示在工作者面前，讓其清晰的掌握到每種計算方案的優(yōu)缺點，最后從中甄選出最優(yōu)的那一個。可見MATLAB軟件是十分強(qiáng)大的，在具體的機(jī)械設(shè)計當(dāng)中，就應(yīng)當(dāng)充分的結(jié)合這種軟件所計算的數(shù)值，達(dá)到方案的最優(yōu)化。

3 結(jié)語

優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械優(yōu)化設(shè)計中所起到的作用是巨大的，不僅提高了工程效率，同時也帶動經(jīng)濟(jì)價值的發(fā)展，在未來的機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中，優(yōu)化設(shè)計技術(shù)將會得到更加充分的發(fā)展，從而實現(xiàn)機(jī)械優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)，最大程度促進(jìn)工程一體化生產(chǎn)的實現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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