技术特征：
1.一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立铝合金成形的有限元仿真模型，确定成形过程中的工艺参数变量及取值范围；步骤2、利用拉丁超立方抽取工艺参数样本点，并将所述样本点输入到所述的有限元仿真模型中，确定样本点仿真结果；步骤3、利用所述样本点及仿真结果构建kriging代理模型替代有限元模型；步骤4、利用ei加点准则增加样本点更新kriging代理模型，直至kriging代理模型精度达到要求；步骤5、利用改进的遗传算法寻找kriging代理模型最优解，从而得到最优的工艺参数。2.根据权利要求1所述的一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，所述建立铝合金成形的有限元仿真模型，包括：步骤1.1、用三维软件画出模型的压边圈、凸模、凹模保存为iges格式文件；步骤1.2、将所述文件导入到有限元软件autoform中，在所述有限元软件中设置好网格曲面、成形工艺、工艺参数，从而得到铝合金成形的有限元仿真模型。3.根据权利要求1所述的一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，步骤2包括以下步骤：步骤2.1、根据工艺参数个数n和样本点个数m，将n个工艺参数范围分别均分成m个子区间，在每个子区间随机抽取一个数值，直到n个参数的样本点数值都抽取完为止；步骤2.2、将抽取的所述样本点输入到有限元仿真模型中，得到样本点仿真结果集合。4.根据权利要求1所述的一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，步骤3中，利用所述样本点及其仿真结果构建kriging代理模型替代有限元模型，包括以下步骤：步骤3.1、确定kriging代理模型中θ的初始值和上下限，其中θ表示相关函数的参数；步骤3.2、选择kriging代理模型中的相关函数；步骤3.3、选择kriging代理模型中的回归基函数；步骤3.4、将工艺参数样本点及其相对应的有限元模型仿真结果输入kriging代理模型中训练，最终得到可替代有限元模型的kriging代理模型。5.根据权利要求4所述的一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，kriging代理模型的基本形式：y(x)＝a1f1(x)+a2f2+
…
+a
p
f
p
+z(x)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中y(x)表示目标函数在kriging代理模型中的预测值；f
p
表示回归基函数；z(x)表示随机过程；a
p
表示回归系数；随机过程z(x)的均值e(z(x))、方差var(z(x))和协方差cov[z(x
i
),z(x
j
)]表示为：e(z(x))＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)var(z(x))＝σ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)cov[z(x
i
),z(x
j
)]＝σ2r(θ,x
i
,x
j
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中θ表示相关函数的参数，r表示相关函数，z(x
i
)、z(x
j
)表示不同样本点的随机过程σ2，x
i
,x
j
表示不同样本点，σ2表示z(x)的方差值。6.根据权利要求4所述的一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征
在于，所述相关函数为gauss、exp、expg函数。7.根据权利要求1所述一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，步骤4中，利用ei加点准则增加样本点更新kriging代理模型，直至kriging代理模型精度达到要求，包括：步骤4.1、构建ei加点准则标准形式：式中表示当前试验样本点最优的响应值，表示kriging代理模型预测点，表示预测点的标准差；φ和φ分别是标准正态分布的分布函数和密度函数；步骤4.2、将ei(x)函数当成目标函数，再利用全局算法寻找ei(x)的最大值及相对应的输入参数x；步骤4.3、步骤4.2寻找的输入参数x为kriging代理模型需要加的工艺参数样本点，将所述输入参数x点及对应的仿真结果加入到kriging代理模型中从而提高kriging代理模型的精度；步骤4.4、通过随机生成的测试集检验kriging代理模型的r2和rmse，r2表示代理模型的拟合优度，rmse表示代理模型的均方根误差；循环步骤4.1到步骤4.3，直至r2和rmse的精度达到规定要求再输出最优的kriging代理模型。8.根据权利要求1所述一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，步骤5中利用改进的遗传算法寻找代理模型最优解，其中遗传算法包括：种群初始化，选择，交叉，变异四个过程；如以下步骤：步骤5.1、将随机生成的l个个体进行种群初始化，将优化后的kriging代理模型作为适应度函数，再将每个个体的数值代入kriging代理模型中计算每个个体的适应度值；步骤5.2、在选择过程中采取精英策略和轮盘法选择：将前三个适应度值最好的个体先选中，剩余l-3个个体根据概率用轮盘法选择；步骤5.3、在交叉过程中将固定的交叉概率p
c
改成自适应的数值；步骤5.4、同时在交叉过程中增加母代和子代的竞争关系：若子代比母代好，则子代代替母代，否则母代代替子代进行下一轮操作；步骤5.5、在变异过程中将固定的变异概率p
m
改成自适应的数值；步骤5.6、同时在变异过程中增加母代和子代的竞争关系：若子代比母代好，则子代代替母代，否则母代代替子代进行下一轮操作；步骤5.7、重复步骤5.2到步骤5.6直至循环次数达到最大迭代次数停止并输出最优值。9.根据权利要求8所述一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于,交叉概率p
c
改成的自适应函数如下：其中，其中，
式中，p
cmax
和p
cmin
分别是交叉概率的最小和最大值，n为不同类的个数，n
i
(t)为第i个类中相同个体的数量，n为种群的总数量，t为进化代数，u(t)表示随t变化的中间函数、s(t)表示种群的熵。10.根据权利要求8所述一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，其特征在于，变异概率p
m
改成的自适应函数如下：其中，其中，式中，p
mmax
和p
mmin
分别是交叉概率的最小和最大值，n为不同类的个数，n
i
(t)为第i个类中相同个体的数量，n为种群的总数量，t为进化代数，u(t)表示随t变化的中间函数、s(t)表示种群的熵。
技术总结
本发明公开了一种基于代理模型的铝合金成形工艺参数优化方法，包括步骤1：建立铝合金成形的有限元仿真模型，确定成形过程中的工艺参数变量及取值范围；步骤2:利用拉丁超立方抽取工艺参数样本点，并将所述样本点输入到所述的有限元仿真模型中，确定样本点仿真结果；步骤3：利用所述样本点及其仿真结果构建Kriging代理模型替代有限元模型；步骤4：利用EI加点准则增加样本点更新代理模型，直至代理模型精度达到要求；步骤5：利用改进的遗传算法寻找代理模型最优解。本发明能减少开发成本，缩短开发周期，精确找到全局最优工艺参数提高产品质量。量。量。
技术研发人员：孙建芳 余晖跃 袁熙 苏峰华
受保护的技术使用者：佛山市南海蕾特汽车配件有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/7/21