大數據背景下金屬復合材料成本預測分析

裴 雯

（甘肅林業職業技術學院，甘肅 天水741020）

關于金屬復合材料，它就是所謂的使用兩種或多種異種金屬，在經過特殊的工藝以后實現冶金結合，最后形成的層狀材料。這種材料其中各層金屬仍然保持著本身原有金屬的特性，但是，金屬復合材料它整體的強度、硬度、導電、導熱、耐磨和耐高溫等性能在經過結合以后都得到了大幅度的提高。現在，各大科研機構、生產單位等都基于其對復合材料的不同的需求去研制和開發種類較為繁多的金屬復合材料，并將其投入生產[1]。金屬復合材料可以進行不同的分類，其分類依據是按照材料的結構、增強體類型、基體類型等。但這些材料大多都具有較為良好的物理和化學性能還有較其他材料來說比較簡單的生產工藝，可以滿足材料在一些特殊的條件下的性能要求，還能夠起到節約資源、降低成本等的作用。

1 金屬復合材料的成本預測分析

社會資本在工業生產中都比較講究達到一定的經濟效應，希望用較為少數量的勞動力的消耗從而取得較為豐厚的生產成果。這也是我們社會發展的需求，現階段，社會生產都為大工廠的集中生產，工藝企業不斷改進其生產技術和工藝方法，希望可以建立一套較為科學的管理制度去控制成本，從而達到企業的經濟效益。所以對金屬復合材料開展成本預測分析，就顯得比較重要，也是一項企業實施更好的管理的重要措施。

通過分析金屬復合材料的成本可以知道，材料本身的特征和程度的不同會直接影響制造的整個過程，使得金屬復合材料的制造過程中存在著一些不確定性的因素，從而使該材料的成本預測變得較為復雜[2]。為了降低金屬復合材料的制造成本預測的復雜性，所以便要消除一些不確定性的因素影響以及還需要提高成本預測的準確性和速度，提出了基于金屬復合材料成本分析。

1.1 優化成本預測參數

通過金屬復合材料的模糊量化關鍵零部件的失效特征，計算與之相似的主要材料的相似度，利用與其相關的眾多相似案例，我們可以預測出金屬復合材料的制造成本。但是由于金屬復合材料本身還受來自其他的不可控因素的不同程度的影響，例如在材料的生產和制造上時間的不同、原材料的選擇產地的材料價格不同、加工制造的費用不同等這些因素都會導致該材料的成本費用產生變化。因此，預測金屬復合材料的成本時，必須要考慮這些影響因素對材料制造成本預測的影響，我們要控制這些不可控的因素，以免其帶來不好的影響。同時在計算相似度時，主要零部件所占權重的確定影響成本模型預測結果的可靠性和精確度。因此在成本模型的預測中，所用到的各個參數的優化確定都會變得非常的重要。采用遺傳算法對基于主要零部件失效特征的材料制造的成本預測模型中的參數進行優化求解，把其殘差的最小數設置為遺傳優化的約束條件，在數據給定的參數范圍之內去搜索出最優的模型參數。其中，遺傳算法的優化過程又包括了編碼、初始化的設置、選擇、交叉和變異等。如圖1，金屬復合材料的制造成本預測模型是極其典型的非線性的問題，通過使用遺傳算法可以加強對該模型參數的優化，這具有非常明顯的優點。因為遺傳算法它本身擁有較為良好的收斂性，它較為簡單易學而且它的應用性也是比較強的，在數據優化的過程中可以降低人為設置對最終成本預測結果的影響，從而可以達到簡化目標函數的計算和參數優化試驗的結果。通過大數據的計算，我們便可以得知關于金屬復合材料的制造成本預測，并可對其進行推廣使用。

圖1 成本預測模型

1.2 預測結果進行分析

我們選取一定數量的測試樣本分別對上述該模型做驗證，對多個金屬復合材料進行制造成本預測，預測結果顯示出，根據對結果進行分析可知基于主要原材料和技術加工的金屬復合材料的制造成本預測模型所得的預測數值和真實的數值是極其接近的，它們之間的相對誤差是很小的，模型預測后的結果的平均的相對誤差僅僅為2.31%。這也就說明了研究中提出的成本預測模型可以滿足實際上的金屬復合材料的成本預測所提出的要求，它有其存在的合理性和精確性。

對于金屬復合材料的制造成本預測與其分析所具有的復雜性，我們得出的這一成本預測模型和它在實施預測時取得的良好實際應用效果，都對以后的金屬復合材料的研發、制造、生產等產生一定程度的影響。

2 結語

我們的社會發展會隨著有更多的資本投入和更有效的科研發展，在未來必然能夠開發出具有更多類型的不同成分的金屬復合材料，用來達到滿足工業生產的需求和缺口。金屬復合材料的應用其實在現在是非常大眾化，目前，國內的關于金屬復合材料的應用大部分集中于較為高端的領域，這是與復合材料的制備成本比較高具有直接的關系，但是在未來通過研發，金屬復合材料制備成本會逐漸得到降低，金屬復合材料的應用也能夠更加實現大眾化的要求，金屬復合材料可以走進我們平常人的生活，在社會上獲得更加普遍的認知。