在复合材料产品制造中，生产人员经常依据实验来选择工艺参数，即在加工实际产品之前先试加工小的样件来估计产品的可能加工质量并确定工艺参数。这种以实验为依据的方法存在有许多难以克服的缺点：首先，为了加工一个特定的产品而需要一整套额外的实验，但实验结果并不一定与实际生产情况相符合。其次，对某一种材料通过实验得到的符合一定要求（体积、壁厚、构型）的加工工艺参数在变化了的条件下往往无法使用。最后，通过实验得到的加工参数往往并不是最优化的，即不能保证材料在最短的时间达到最佳加工质量。

    现在在复合材料生产工艺研究中，着重于发展制造过程的计算机模拟技术和基于专家系统的计算机辅助复合材料成型技术。它们不仅可以有效地克服实验方法的不足，而且也已成为复合材料设计/制造一体化技术中的关键基础技术。

    1 复合材料生产过程的计算机模拟

    已提出的关于复合材料成型过程的数学模型，包括了对成型过程多个方面的描述和分析，如成型过程中复合材料内部温度的空间分布及其随时间的变化；成型过程中复合材料内部压力的空间分布和随时间的变化；树脂的加工程度值的空间分布和随时间的变化；树脂的动力粘度值的空间分布和随时间的变化；已压实的材料层数值随时间的变化；吸收体中的树脂的含量随时间的变化；复合材料产品的厚度和重量的值随时间的变化；空隙的尺寸、内部温度和压力的空间分布和随时间的变化；及加工过程完成之后的残余应力值等。

    仿真实验数据和生产实践表明，各个理论模型可以在不同的程度上与实际情况相符合。在复合材料薄板的加工研究中理论模型与实验数值具有很好的一致性，因此可以为优化工艺参数、提高生产水平发挥重要的作用。对工艺过程的仿真研究显示出许多有益的结果。如在传统的工艺参数下，仅有部分种类的复合材料能被完全固化；在较厚材料的成型中，材料不能被充分压实，而且材料中心会产生过热；通过仿真优化的工艺参数还可以大大缩短生产时间从而提高生产效率，即便对很薄的材料的加工也是如此。

    在复合材料厚板的成型过程中，复合材料本身固有的难加工特点表现得十分突出。复合材料的低导热率特性使得复合材料厚板在成型过程中难以在其内部维持一个均匀的温度场，而其成型工艺规律又很难通过实验方法得到。通过理论模型仿真和生产与试验，研究人员对复合材料加工的成型机理和相关性质有了丰富的认识，为不同形状尺寸的复合材料构件制造提供了重要指导。

    2 基于专家系统的计算机辅助复合材料成型

    与传统制造工艺和工艺优化方法相比，基于专家系统的计算机辅助复合材料成型系统具有许多优点，包括对工艺过程的控制不受产品具体形状影响；不需要关于材料性能的详细数据；可以适应不同种类材料的加工以及可以对制造过程提供实时控制。

    一个典型的专家系统将包括对材料的温度特性、压实特性、残余应力和空隙等方面实时的综合控制能力，而仿真方法对实际固化成型时的材料性质异常变化和工艺过程异常波动都无能为力。在专家系统中，控制策略和决策规则的选择和使用对建立一个有效的专家系统很重要。可以采用不同的控制策略来满足加工过程中的技术要求。现有方法中比较典型的有两种。一种是McDonnell Douglas公司和一些研究人员使用过的方法——将传感器输出的数据与理论分析模型产生的数据相比对混合来产生控制信息。但这一方法需要关于固化成型的模型和材料性质的数据等先行信息。另外一种方法是美国空军材料试验室所提出的，即将传感器输出的测量值直接与控制规则相结合，不需要关于材料方面的先行信息。所建立的决策规则包括温度、压实（压力与树脂动力粘度）、空隙、残余应力和判断加工结束等各个方面。在实际应用中，各决策规则同时控制加工设备的加热、冷却和压力等各个执行单元；可以通过采用制定优先准则的方法来解决不同控制规则之间的冲突。这种方法的适应性强，得到了广泛研究。

    虽然在生产实践中，专家系统控制下的成型方法与传统成型方法相比有明显的优点：生产时间明显缩短，生产效益提高，而产品的机械性能指标没有降低。但专家系统技术一般只适用于制造过程的实时控制，而难以用于对制造过程进行评价。