計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)

1、計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用葉衛(wèi)平第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)本 章 要 點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)材料科學(xué)專家系統(tǒng)典型材料學(xué)科專家系統(tǒng)滲碳過(guò)程系統(tǒng)控制 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述180s后涉及到各種工程和科技領(lǐng)域70-80s 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論60s 層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型如：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)、模糊數(shù)據(jù)庫(kù)、并行數(shù)據(jù)庫(kù)以及多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)等。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系

2、統(tǒng) :/ 5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)80s后涉及到各種工程和科技領(lǐng)域70-80s 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論關(guān)系型DBMS和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型 主要有dBASE，F(xiàn)oxBASE，UNIFY,INFORMIX，INGRES，ORACLE和DB2。它們都是關(guān)系型的(Data Base Management System, DBMS)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)2 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu) (1)數(shù)據(jù)庫(kù)；(2)物理存儲(chǔ)器； (3)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3三級(jí)結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)

3、與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3三級(jí)結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)主要特征45.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)一致性和可維護(hù)性數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化減少數(shù)據(jù)冗余 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 工程數(shù)據(jù)庫(kù)55.1 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)Eg. 一個(gè)CAD系統(tǒng)主要包括DBMS、圖形

4、系統(tǒng)、方法庫(kù)及應(yīng)用程序四大軟件模塊 。工程數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用環(huán)境 應(yīng)用程序方法庫(kù)圖像系統(tǒng)DBMS數(shù)據(jù)庫(kù) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)展15.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)FactSage Databases :/ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Database :/ The Powder Diffraction File (PDF) The International Centre for Diffraction Data CSD(Cambrid

5、ge Structural Database System) :/ 國(guó)外MDI Jade 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)展15.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)材料熱處理數(shù)據(jù)庫(kù)北京機(jī)電研究所機(jī)械工程材料數(shù)據(jù)庫(kù)上海材料研究所航空材料數(shù)據(jù)庫(kù)航空航天工業(yè)部材料數(shù)據(jù)中心國(guó)內(nèi)腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)和摩擦數(shù)據(jù)庫(kù)武漢材料保護(hù)研究所90s清華大學(xué)材料研究所等單位聯(lián)合建成新材料數(shù)據(jù)庫(kù),包括新型金屬和合金、精細(xì)陶瓷、新型高分子材料、先進(jìn)復(fù)合材料和非晶態(tài)材料5個(gè)子庫(kù)。80s以來(lái) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專

6、家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)( :/)FactSage Databases 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)()PDF DatabasesPDF2-2004年版PDF2-2021年版 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章

7、材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)沉積工藝預(yù)抽真空20min；預(yù)轟擊清洗15min離子鍍沉積30min后冷卻出爐負(fù)偏壓(100-300V)靶電流(35-80A)氮分壓(0.5-1.5Pa) 根據(jù)Fe-Ti相圖，Ti在Fe中溶解度小，穩(wěn)定化合物只有TiFe和TiFe2兩種，分析得出優(yōu)先形成TiFe。根據(jù)Ti-N相圖，在PVD的溫度下可能形成的穩(wěn)定相有a-Ti、Ti2N,及TiN。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與

8、工程數(shù)據(jù)庫(kù)Ti2N PDF 17-386 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù) 結(jié)合PVD工藝，PDF卡片，得出TiN涂層外表主要有TiN、Ti2N、TiN0.26、FeTi相。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)()機(jī)械工程材料數(shù)據(jù)庫(kù) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)

9、:/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)()MDI Jade物相檢索 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)二元相圖數(shù)據(jù)庫(kù)美國(guó)金屬學(xué)會(huì)(ASM)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)4700余幅二元合金相圖Eg,輸入Ti、N 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用舉例25.2 材料科學(xué)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)陶瓷相圖數(shù)據(jù)庫(kù)美國(guó)陶瓷學(xué)會(huì)，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(ACerS

10、-NIST)Eg,輸入ZrO2-Y2O3 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 專家系統(tǒng)的歷史和開(kāi)展15.3 材料科學(xué)專家系統(tǒng) 人工智能(Artificial Intelligence, AI)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，是20世紀(jì)中期產(chǎn)生的并正在迅速開(kāi)展的新興邊緣學(xué)科。ES是人工智能研究領(lǐng)域中最活潑、最具實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域。 什么是專家系統(tǒng)(Expert System, ES)？ 專家系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，其內(nèi)部含有大量的某個(gè)領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R(shí)與經(jīng)驗(yàn)，能夠利用人類專家的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題。

11、 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 專家系統(tǒng)的工作原理25.3 材料科學(xué)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)工作原理圖知識(shí)庫(kù)推理機(jī)專家知識(shí)輸入或提問(wèn)答案 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 專家系統(tǒng)的工作原理25.3 材料科學(xué)專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)工作原理圖專業(yè)知識(shí)Why How 信息Knowledge baseGlobal databaseReasoning machineExplicatorInterface 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章

12、 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 專家系統(tǒng)的類型35.3 材料科學(xué)專家系統(tǒng)解釋專家系統(tǒng)interpretation ES 預(yù)測(cè)專家系統(tǒng)prediction ES) 診斷專家系統(tǒng)diagnosis ES 設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)design ES 規(guī)劃專家系統(tǒng)planning ES 監(jiān)視專家系統(tǒng)monitoring ES控制專家系統(tǒng)control 調(diào)試專家系統(tǒng)debugging教學(xué)專家系統(tǒng)instruction 修理專家系統(tǒng)repair 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 超精

13、淬透性控制專家系統(tǒng)15.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng) :/The SKF Steel Extra Hardenabi1ity Control System瑞典奧瓦科鋼公司 將用戶的淬透性要求同煉鋼工藝過(guò)程的淬透性控制聯(lián)系起來(lái)。鋼廠能夠按用戶的要求提供具有指定淬透性的鋼材。淬透性帶寬控制(與成分、晶粒尺寸和夾雜物等有關(guān) 通過(guò)爐外精煉時(shí)的快速化學(xué)分析和借助電子計(jì)算機(jī)作淬透性計(jì)算預(yù)報(bào)(在線聯(lián)機(jī))進(jìn)行鋼液成分微調(diào)，以及將模鑄改為連鑄等措施，可使淬透性帶寬控制在要求的范圍之內(nèi)。“斯凱孚 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 超

14、精淬透性控制專家系統(tǒng)15.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng) :/瑞典奧瓦科鋼公司模型中Mo和Mn對(duì)鋼淬透性影響示意圖 模型考慮了合金元素對(duì)不同端淬距離處的淬透性奉獻(xiàn)的差異, 對(duì)每個(gè)端淬距離建立了兩個(gè)回歸方程。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 超精淬透性控制專家系統(tǒng)15.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng) :/瑞典奧瓦科鋼公司SKF系統(tǒng)聯(lián)合作業(yè)框圖 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 超精淬透性控制專家系統(tǒng)15.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng) :/瑞

15、典奧瓦科鋼公司SKF152鋼的淬透性帶和用戶要求 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 水泥廠化驗(yàn)室專家系統(tǒng)25.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng) :/武漢億勝科技 林宗壽 總結(jié)了幾百家水泥廠化驗(yàn)室的工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)當(dāng)前水泥廠普遍存在的一些技術(shù)問(wèn)題，并經(jīng)國(guó)家水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心認(rèn)可，中國(guó)水泥協(xié)會(huì)推薦的適用于所有水泥廠的微機(jī)產(chǎn)質(zhì)量分析、決策的管理系統(tǒng)。 有報(bào)表自動(dòng)匯總、產(chǎn)質(zhì)量分析、最正確配料方案、最正確磨機(jī)級(jí)配、最正確石膏摻量、最正確粉磨細(xì)度、最正確混合材摻量、窯況判斷和自動(dòng)預(yù)報(bào)結(jié)窯和生燒情況、智能化配料計(jì)算和智能化配球計(jì)算

16、、設(shè)備故障原因分析和排除、遠(yuǎn)程通訊、技術(shù)咨詢等。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 汽車沖壓件選材專家系統(tǒng)35.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖南京航空航天大學(xué) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 汽車沖壓件選材專家系統(tǒng)35.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)汽車左車門(mén)內(nèi)板選材實(shí)例 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 汽車沖壓件選

17、材專家系統(tǒng)35.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)汽車左車門(mén)內(nèi)板選材實(shí)例 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 汽車沖壓件選材專家系統(tǒng)35.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)汽車左車門(mén)內(nèi)板選材實(shí)例 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 汽車沖壓件選材專家系統(tǒng)35.4 典型材料學(xué)科專家系統(tǒng)南京航空航天大學(xué)汽車左車門(mén)內(nèi)板選材實(shí)例 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng)

18、:/ 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) (Artificial Neural Network)15.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用 ANN模擬人類處理方式去理解和利用信息。材料科學(xué)所研究的許多問(wèn)題無(wú)法建立確切的數(shù)學(xué)模型。 ANN具有自學(xué)習(xí)功能，能從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中自動(dòng)獲取數(shù)學(xué)模型。 ANN在材料設(shè)計(jì)與成分優(yōu)化，材料的智能加工與控制,材料加工工藝的優(yōu)化，材料性能預(yù)測(cè)等方面得到了廣泛應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ ANN材料設(shè)計(jì)與優(yōu)化25.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用ANN的材料設(shè)計(jì)專家系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工

19、程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 材料設(shè)計(jì)(Materials Design)35.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用材料設(shè)計(jì)的范圍 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 計(jì)算機(jī)輔助合金設(shè)計(jì)45.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用 日本三島良績(jī)和等建立的計(jì)算機(jī)輔助合金設(shè)計(jì)(Computer Aid Alloy Design，簡(jiǎn)稱CAAD)系統(tǒng)。以元素的含量(百分?jǐn)?shù))為坐標(biāo)，構(gòu)筑以70多種元素的含量為坐標(biāo)的多維空間，將上述各種信息記錄在該多維空間中，然后按以下圖

20、實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助合金設(shè)計(jì)。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 計(jì)算機(jī)輔助合金設(shè)計(jì)45.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用集合并 集合交 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用例1： 一個(gè)典型的用來(lái)進(jìn)行函數(shù)逼近的兩層結(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它具有一個(gè)雙曲正切型的激活函數(shù)隱含層，其輸出層采用線性函數(shù)。 有21組單輸入矢量和相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)矢量，試設(shè)計(jì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)這對(duì)數(shù)組的函數(shù)關(guān)系。P=-1:0.

21、1:1;P2=-1:0.1:1;T=-0.96 -0.577 -0.0729 0.377 0.641 0.66 0.461 0.1336 . -0.201 -0.434 -0.5 -0.393 -0.1647 0.0988 0.3072 . 0.396 0.3449 0.1816 -0.0312 -0.2183 -0.3201; 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用% 網(wǎng)絡(luò)初始化R,Q=size(P);S2,Q=size(T);S1=5;W1,B1=ran

22、ds(S1,R);W2,B2=rands(S2,S1);b1=;b2=;b1=B1*ones(1,21);b2=B2*ones(1,21); 選擇隱含層神經(jīng)元為5；較復(fù)雜的函數(shù)需要較多的隱含層神經(jīng)元：這可以根據(jù)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用下載網(wǎng)站： 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用例2：

23、以鋁青銅的化學(xué)成分作為輸入?yún)?shù)，以抗拉強(qiáng)度b、屈服強(qiáng)度0.2、和延伸率作為輸出，建立了高強(qiáng)度船用螺旋槳鋁青銅的力學(xué)性能預(yù)測(cè)模型。采用數(shù)據(jù)5項(xiàng)輸入:p指合金元素Cu、Mn、Al、Fe、Ni，t指三力學(xué)性能b， 0.2， 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)鋁青銅力學(xué)性能, 熱加工工藝，2004 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)5

24、5.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)鋁青銅力學(xué)性能, 熱加工工藝，2004 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用抗拉強(qiáng)度b延伸率 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ 函數(shù)逼近BP網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)55.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用注：BP1.m，BP2.m，BP3.m,BP4.m，BP5.m，BP6.m 結(jié)果：預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)接近，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的相對(duì)誤差在1

25、%范圍，延伸率的最大絕對(duì)誤差為2.3，明顯優(yōu)于多元線性回歸模型515%的誤差。 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ Neural network(A set of four case studies)65.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile ironsNeural network model of creep strength of austenitic stainless ste

26、elsNeural-network analysis of irradiation hardening in low-activation steelsApplication of Bayesian Neural Network for modeling and prediction of ferrite number in austenitic stainless steel weldsUniversity of Cambridge, Stphane Forsik 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ Esti

27、mation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用來(lái)源：University of Cambridge, Stphane ForsikRetained austenite helps to optimize the mechanical properties of austempered ductile irons.The maximization of the amount of retained austenite gives the best mechanical

28、 properties.Many variables are involved in this calculation and no models can give quantitative accurate predictions. 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用University of Cambridge, Stpha

29、ne ForsikInput parameters 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用University of Cambridge, Stphane ForsikInputs/outputsxixjxkh2h1hwt% C, wt% Si, wt% Mn, wt% Ni, wt% Cu Austenising time (mi

30、n) and temperature (K) Austempering time (min) and temperature (K) Volume fraction of retained austenite (%) HIDDEN UNITS 計(jì)算機(jī)在材料科學(xué)與工程中的應(yīng)用 第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/第五章 材料數(shù)據(jù)庫(kù)和專家系統(tǒng) :/ Estimation of the amount of retained austenite in austempered ductile irons65.5 ANN在材料科學(xué)中的應(yīng)用University of Cambridge, Stphane ForsikTraining and testing of the model