1996年,對(duì)于灰鐵鑄件和球墨鑄件,國(guó)外發(fā)展了一種基于熱分析并結(jié)合人工智能的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以根據(jù)穩(wěn)定系統(tǒng)來分析試樣的凝固過程并預(yù)測(cè)各種鑄造缺陷的可能性,同時(shí)也可以估計(jì)出物理性能。該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)輔助熱分析技術(shù),編制了軟件程序來評(píng)測(cè)鐵水的微觀結(jié)構(gòu)和孕育效果。研究人員從熱分析曲線的特征值中選擇了10個(gè)作為控制參數(shù),并且給每一個(gè)參數(shù)都定義了閾值。如果10個(gè)點(diǎn)都滿足閾值要求,則認(rèn)為鐵水質(zhì)量合格。該方法簡(jiǎn)單方便,一目了然。
然而,即使隨著熱分析的發(fā)展,選取的特征值數(shù)目由少到多,通過選取特征值進(jìn)行鐵水質(zhì)量評(píng)估仍然在一定程度上受到主觀因素的影響。這是因?yàn)?,熱分析技術(shù)的應(yīng)用只限于更清楚、更直觀地顯示冷卻曲線上的特征值,并在這些特征值與鐵水的預(yù)測(cè)參量之間建立一定的回歸關(guān)系。而熱分析特征值的尋取準(zhǔn)確性和數(shù)學(xué)模型的回歸精度是受到限制的。即使增加一階微分和二階微分,考慮對(duì)結(jié)晶潛熱的分析,其特征值的選取仍是基于現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)及主觀因素之上的。而且對(duì)微分曲線和冷卻曲線進(jìn)行分析需要非常專業(yè)的知識(shí),更加增加了分析帶來的難度和主觀因素的作用。
目前,國(guó)內(nèi)已有人運(yùn)用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測(cè)灰鐵鑄件的性能。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是模擬生物神經(jīng)傳遞信息的方法而建立的一種人工智能模式識(shí)別方法,具有并行、適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。神經(jīng)元作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本要素,由于計(jì)算速度快而得到廣泛應(yīng)用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型良好的自學(xué)習(xí)功能,隨著模式對(duì)樣本的不斷增加與更新,系統(tǒng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性,為此,可以設(shè)計(jì)建立動(dòng)態(tài)綜合數(shù)據(jù)庫,其中存有大量模式對(duì),并隨著系統(tǒng)的在線運(yùn)行而不斷存入新的事實(shí)樣本,以此作為新增模式對(duì)而使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)習(xí),從而不斷提高神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的適應(yīng)性和預(yù)報(bào)命中率??梢詫⒛J阶R(shí)別方法用于多因素影響的灰鐵鑄件的生產(chǎn)過程;運(yùn)用自組織人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)受到多因素控制的生產(chǎn)過程進(jìn)行模式識(shí)別與分類,根據(jù)生產(chǎn)狀態(tài)代表點(diǎn)在空間的分布結(jié)構(gòu),尋找與控制目標(biāo)之間的聯(lián)系,將輸入與輸出間難以描述的函數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為對(duì)模式識(shí)別的分類與判別,可以建立對(duì)灰鐵質(zhì)量合格與不合格兩類狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別的計(jì)算機(jī)智能專家系統(tǒng),從而預(yù)測(cè)樣品性能所屬牌號(hào)。