摘要: 随着社会经济的不断发展，机械设计在新时期扮演的角色越来越重要，其中，复杂机械创新设计已经得到人们的广泛关注。现阶段，可以说复杂机械创新设计及其可视化的探索问题成为了一个炙手可热的课题。因此，为了推动企业更加可靠、快速发展，有必要依据机械设计的实际情况，再借助合理的方法，从根本上提高机械设计的管理水平，规范施工，科学管理。本文主要分析了优化设计数学模型建立的方法，并深入研究了复杂系统优化设计可视化方法，最后相应的提出了复杂机械系统优化设计研究展望，从而达到为实际工作提供参考的目的。
关键词: 复杂机械系统; 优化设计; 可视化
现阶段，在整个机械设计的过程中，必须高度重视复杂机械创新设计，与此同时，有必要进一步建立健全和完善相关的技术管理，从而在根本上提高设计人员的专业技术水平，并要善于思考，进而针对设计出现的具体问题，相应的制定出一系列的措施以及解决方案。由此一来，可以在很大程度上帮助到当前的复杂机械创新设计及其可视化中出现的亟待解决的问题，从而推动机械行业的快速发展。 由此可知,当前我国机械设计的主要研究方向就是复杂机械创新设计及其可视化,然而在机械的实际设计过程中,对复杂机械的创新设计很容易出现破坏现象,这就在一定程度上让机械设计变得困难,严重制约了机械事业的发展进程,且降低机械的使用周期,从而引起了巨大的经济损失。因此，针对复杂机械创新设计及其可视化进行研究与探讨显得至关重要。除了在机械设计中得到广泛应用之外，在相关领域中也逐渐得到推广。本文的研究目的是让人们更加直观地了解到复杂机械创新设计及其可视化的本质，以至于更好地开展一系列相关的整治工作，进而为广大人民群众舒适与健康的生活保驾护航。
1优化设计数学模型建立的方法
1.1 人工神经网络法
人工神经网络是理论化的人脑神经网络的数学模型，是一种人类模仿大脑神经网络功能与结构而建立的信息处理系统。人工神经网络能够处理非线性问题,从事例中学习, 尤其擅长处理需要人直观判断的信息匮乏的问题,像高度复杂，模糊信息以及不完全数据集合等问题。与此同时，人工神经网络法具有极强的自学习、自适应功能以及良好的联想记忆和容错性功能,高度的非线性与并行性全局作用,以至于在工程中得到广泛应用。
1.2 代理法
一种基于代理思想的代理模型管理框架是一种有意义的尝试。一个基本的想法是借助近似模型来代替计算量巨大的高逼近度模型, 然而会在一定程度上制约优化问题的求解精度。复杂机械系统的优化过程存在巨大的模拟计算量会妨碍问题的求解,需要反复调用模拟计算子程序, 模型的逼近度越高,计算量越大, 不能只依赖高速计算机。
1.3 模糊优化
模糊优化方法与理论的分析开始于模糊环境下的决策模型以及模糊决策的概念, 同时相关学者陆继做了诸多的研究。在机械系统与机械零部件设计中, 某些载荷的分布和性质、材料的强度和适用范围以及设计的优劣标准等, 特别是注重于效益与经济方面的优化指标, 必须用模糊数学理论建立优化模型，都具有模糊性。
2 复杂系统优化设计可视化方法
现有的优化设计及其过程是封闭式的, 无法在迭代过程中及时控制和驾驭优化过程，导致设计人员一直处于被动地位。可视化优化设计显示了现代优化设计技术发展的一个重要方向。对过程中可能发生的可行域非凸、死循环或收敛于局部极小点、不相交等问题都不得而知。可视化优化设计技术能够借助设计者的经验驾驭与控制优化过程, 能够缩短计算时间, 使设计者随时掌握与了解迭代过程, 提高优化设计的可信度与直观性,为解决复杂机械系统优化设计提供了一个有效方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当迭代结束后知道迭代过程有问题时,必须要重新从头开始, 以至于造成了极大的浪费。复杂机械系统优化问题是约束条件与目标函数难以显式表达的多目标、多约束、多参数的复杂题，子系统间耦合关系复杂, 目标函数彼此矛盾。
可视化技术体现在优化设计全过程,用于复杂机械系统优化问题,也就是求解过程可视化。设计者能够随时恢复优化进程，调整优化参数、中断优化进程。 能够有效解决如下几个问题: 当设计空间变得太狭窄时, 调整设计点以使其还可以进行有效的迭代；防止发生目标函数的振荡发散或死循环; 当设计点跑出可行域时将其及时拉回; 防止优化过程过早收敛于局部极小点。可直观表达优化模型，揭示各个子系统间的耦合关系, 使优化设计模型得以显化。可以节省计算时间，剔除冗余约束。可视化描述优化设计数学模型及约束条件,以降低寻优过程中的迭代次数，找到合理的迭代初始点,帮助设计者选择优化问题的求解方法。
3复杂机械系统优化设计研究展望
3.1 重视人工智能在优化设计中的应用
在求解复杂机械系统优化问题时，复杂机械创新设计及其可视化分析利用精确数学描述的优化设计方法具有如下的局限性: 难以处理不完备的和不精确的数据和信息。不能定性描述优化问题, 难以发挥人在优化问题数学建模和求解中的作用。可行域的狭小使得寻优困难, 常规的优化方法失效, 有的甚至找到可行解也很困难。求解计算量随问题的规模呈指数级增长, 仅仅靠高速计算机往往不能解决问题。所以,优化目标是寻求一系列合理而可行的解，不是为了求某一目标的极值。复杂机械设计基于知识、人工智能技术的广义优化方法, 一定会成为解决复杂系统优化问题的主要方法。
3.2 加强复杂机械系统优化建模的研究
优化极值理论的发展相对成熟, 但其工程应用则相对滞后。复杂机械系统优化的跨学科性, 决定了其建模问题包含众多相关学科。对于优化理论应用于工程实际有重要意义,加强复杂机械系统优化建模方法的分析, 应成为今后研究的一个重要内容。对于一个复杂机械系统优化问题的数学建模, 还需要对具体问题具体分析, 依赖于对待求解问题的理解、相关学科的知识以及设计者的经验。
4结语
总之，通过研究复杂机械创新设计及其可视化，能够使系统的养护成本极大的减少，系统维护程序便捷，系统的灵活性和智能化水平提升，系统的工作效率提高。与此同时，随着复杂机械创新设计扮演了越来越重要的角色，可以预见的是其应用也将越来越广泛。我们应该清楚的认识到，现阶段我国针对复杂机械创新设计及其可视化的研究仍处于起步阶段，其发展进程任重道远，以至于要求相关学者要本着严谨的态度，虚心的学习国际上先进的方案。综上所述，复杂机械创新设计及其可视化分析在现阶段已经逐渐成为机械行业发展领域的一项至关重要的课题。与此同时，必须不断加强其在相关领域中的应用，以至于发挥其应有的巨大效能，从而在很大程度上推动工业更加稳定快速的发展。复杂机械创新设计及其可视化已经得到了人们的广泛关注，也取得了一定的研究成果。本文通过深入分析复杂机械创新设计及其可视化，旨在让人们更加直观地认识到机械创新设计的本质，从而更好地开展相关的整治工作，进而为人们健康和舒适的生活服务。
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论文作者:鲍永岩
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/17
标签：机械论文; 优化设计论文; 系统优化论文; 方法论文; 神经网络论文; 机械设计论文; 模型论文; 《基层建设》2016年31期论文;