铸造是人类掌握的比较早的一种金属热加工工艺，已有数千年的历史。在现代，铸造依然是现代机械制造工业的基础工艺之一，铸造业的发展也标志着一个国家的生产实力。

铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程，是金属成形方法之一^[1]。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了制作时间，因此铸造是现代装置制造工业的基础工艺之一。时代不停在发展，社会在不断进步，人类的需求也变得更加多样，对产品的要求也越来越高，铸造工艺也必须随之不断进步。而在铸造工艺中，铸造工艺的设计对铸造产品的质量影响很大，计算机用于设备、工艺及质量的自动控制是新工艺普遍采用的技术手段^[2]，对其工艺参数的优化则也必不可免。在铸造工艺设计方案的基础上进行工艺参数优化，找到最优的生产工艺参数。以避免人们在传统的生产过程中过度的依赖人工修改工艺而需要多次反复的修改模具的弊端。采用数值模拟技术对工艺进行指导，再采用优化算法对工艺参数进行优化，减少在模具制造过程中的盲目性，减少试验次数，做出合适生产的模具，以生产出满足条件的铸件^[3]。

试验设计与优化方法，都未能给出直观的图形，因而也不能凭直觉观察其最优化点，虽然能找出最优值，但难以直观地判别优化区域，为此响应面分析法应运而生^[4]。响应面分析也是一种最优化方法，它是将体系的响应作为一个或多个因素的函数，运用图形技术将这种函数关系显示出来，以供我们凭借直觉的观察来选择试验设计中的最优化条件。

人工神经网络是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。它作为一种信息处理系统，是通过模仿人类大脑的结构和功能而运作的^[5]。

本文主要通过响应面法和人工神经网络预测来最优的工艺参数配比。

二.国内外研究现状

从相关机构发布的统计数据中可以洞察近年来我国铸造产业和铸造技术的发展脉络。我国目前铸造厂点总数约26000家，厂均年产铸件1777t，远低于世界第一的德国（8818 t），在世界铸件产量前十位国家中列倒数第一，众多经济规模较小的铸造企业在技术进步和装备提升方面投入乏力[6]。但我国铸造领域的学术研究并不落后，洪军[7]用不同的工艺参数进行了 ZG35CrV 钢新型机械垫块的铸造试验，进行了新型机械垫块的铸造工艺参数优化；祝娟娟[8]基于MAGMA对高压铸造浇注系统及工艺参数进行了优化。针对于响应面法，我国应用比较成熟，潘映桥[9]利用它优化了酶辅助提取千层金精油的工艺，刘涛[10]优化了地骨皮多糖的提取工艺。人工神经网络在国内的应用还比较缺乏，汪琳[11]基于人工神经网络对入境旅游需求进行了预测研究。

而发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染少、原辅材料已形成商品化系列化供应，如在欧洲已建立跨国服务系统。生产普遍实现机械化、自动化、智能化。P. Shailesh[12]基于田口实验对离心铸造铝硅合金工艺进行了参数优化；A. Murugarajan[13]分析了压力铸造工艺参数对A413铝合金力学性能及缺陷的影响；Pavan Kumar Penumakala[14]分析了工艺参数对双带连铸凝固长度的影响。这都体现了参数优化对铸造工艺的影响，并且国外对于响应面法和人工神经网络的应用也远比国内要普遍，M. Atta,A.A[15]基于人工神经网络对双搭接接头失效阶段进行了预测；O. Nait Mensour,B[16]用智能人工神经网络模拟了摩洛哥苏斯马萨地区的太阳能潜能。因此我国应该在铸造工艺参数这方面更加重视，加大投入，缩小与国外的差距。

总体来说，我国对铸造工艺参数的重视程度还需要加大，一些投入仅存在于部分骨干企业中，难以提升整体水平。国外无论是研究还是实际应用都领先与国内。

2. 研究的基本内容与方案

三.研究内容、目标及技术方案