在機構設計遇到應力或變形問題，常常要等產品開發週期後半段才發現，使用傳統的修改與試模的試誤法，較耗時間與經費。本研究結合實驗規劃法、類神經網路、有限元素分析與最佳化的方法，建構一套電腦輔助設計程序。透過商用軟體 ANASYS的分析功能，並結合類神經網路及基因演算法進行按鍵開關尺寸最佳化設計，試圖由產品設計限制中找出尺寸最佳形狀。本論文先運用實驗規劃法結合商用有限元素法軟體ANSYS進行結構分析，以類神經網路建構應力的數學預測模式，接著用數學預測模式及基因演算法進行按鍵開關尺寸最佳化。由結果顯示，本論文所使用的方法能快速及精準地找出按鍵開關尺寸最佳化設
計，降低產品錯誤率與節省成本。

In developing the product, the problems of stress and deformation will be occured at the late state of design cycle. Using the traditional trial-and-error procedures, design modification and mould testing, it will cost lots of time and buget to finish the job. This study integrates the method of design of experiment, neural networks, finite element analysis, and optimization algorithm for shape design optimization. Using commercial finite element program ansys for structural analysis, the mathematical model between shape and stress, meta-model, can be built by combination of design of experiment and neural network. Then the genetic algorithms are used for shape optimization based on the meta-model of shape and stress of push-button of wireless ear phone. It is shown from the results that the method developed in this study can be fast and precisely find the optimum shape with minimum stress. The cost and error can be also reduced using this
approach.

目錄
第一章 緒論1
1-1 前言1
1-2相關文獻探討2
1-3 研究動機4
第二章 按鍵開關有限元素分析與設計8
2-1 按鍵開關與電路板之關係8
2-2設計規範與限制10
2-3有限元素ANSYS軟體架構介紹14
2-4 ANSYS模擬分析規劃17
2-5 ANSYS模擬分析的規劃與建立24
2-5-1按鍵開關模擬分析的規劃24
2-5-2 按鍵開關模擬分析的建立25
第三章 按鍵開關形狀應力關係式的建構27
3-1網路系統的概念27
3-1-1類神經網路的特性及應用28
3-1-2類神經網路重要功能29
3-1-3類神經網路優缺點30
3-1-4運用倒傳遞網路說明30
3-1-5五個尺寸36組神經網路基本架構32
3-2 形狀應力關係式的建立35
3-2-1田口法介紹35
3-2-2直交表的運用37
第四章 基因演算法 48
4-1 簡介48
4-1-1 基因演算法的流程48
4-1-2基因演算法搜尋步驟概要48
4-2演算法架構說明49
4-2-1 產生初始族群50
4-2-2 編碼與解碼50
4-2-3 產生適應值51
4-2-4 選擇合適的個體及複製52
4-2-5 基因交配53
4-2-6 基因突變55
4-2-7 菁英政策56
4-2-8 搜尋終止之條件56
第五章 按鍵開關尺寸最佳化設計 58
5-1 按鍵開關尺寸最佳化設計58
5-2 按鍵開關之幾何形狀參數設定58
5-3 基因演算法搜尋結果59
5-4 分析結果討論60
第六章 結果與結論63
6-1結果63
6-2結論65
參考文獻66

參考文獻
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