人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

劉涵，梁家勛

（河北大學(xué)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學(xué)院，河北 保定 071002）

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高，智能化、機(jī)械化的產(chǎn)物越來(lái)越多，我國(guó)開(kāi)始邁向信息化時(shí)代。在這個(gè)過(guò)程中人工智能技術(shù)逐漸被人們關(guān)注和探索，并且隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多企業(yè)都開(kāi)始將其引進(jìn)自家產(chǎn)品中，例如虛擬個(gè)人系統(tǒng)、智能汽車、智能家居設(shè)備等，皆達(dá)成了不錯(cuò)的成果。由于信息時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)，導(dǎo)致智能化、機(jī)械化產(chǎn)品的更新很快，而人工智能符合時(shí)代需求，發(fā)展前景可觀。基于此本文主要內(nèi)容為人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中的應(yīng)用分析。

1 人工智能技術(shù)的相關(guān)概念論述

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國(guó)在現(xiàn)代化發(fā)展建設(shè)中取得了階段性的成果，對(duì)人工智能技術(shù)的研究收到較好成效，智能家居、智能汽車、智能手表都是通過(guò)人工智能技術(shù)而設(shè)計(jì)出來(lái)的，實(shí)踐證明，人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中也具備一定的發(fā)展空間，通過(guò)將人工智能技術(shù)植入到相關(guān)產(chǎn)品中，就可以使產(chǎn)品在一定程度上具備人類思維以及模擬意識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)自主判斷、學(xué)習(xí)等能力。比如說(shuō)日本生產(chǎn)的豐田汽車在20世紀(jì)初期提出了生產(chǎn)精細(xì)化理念，并小規(guī)模地對(duì)汽車生產(chǎn)需求進(jìn)行分析。這種思想的產(chǎn)生，使企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也節(jié)省了生產(chǎn)和人力資源上的成本，現(xiàn)階段日本已將這一思想理念有效落實(shí)在汽車的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理中，提高了日本汽車的生產(chǎn)總值。上述案例也說(shuō)明了在實(shí)際生產(chǎn)中以人為本的重要性[1]。在現(xiàn)今時(shí)代，人工智能技術(shù)具有其特殊的優(yōu)越性，能夠有效推動(dòng)機(jī)械制造和自動(dòng)化邁進(jìn)以人為本的發(fā)展趨勢(shì)中，且在未來(lái)發(fā)展中機(jī)械設(shè)計(jì)制造及智能化將更注重柔性需求，人工智能符合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)。

對(duì)于人工智能技術(shù)來(lái)說(shuō)，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)所衍生的一種產(chǎn)物，是新時(shí)代發(fā)展建設(shè)的重要標(biāo)志，有助于提升機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化發(fā)展。如今人工智能技術(shù)應(yīng)用在語(yǔ)音識(shí)別和虛擬現(xiàn)實(shí)等方面較為常見(jiàn)，其技術(shù)理論由多種學(xué)科支撐，綜合性較強(qiáng)，在人工智能需要依托計(jì)算機(jī)技術(shù)而運(yùn)行的階段，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的范圍不大，社會(huì)生產(chǎn)模式多為人工生產(chǎn)，雖然已經(jīng)初步產(chǎn)生了人工智能的理論概念，但想要具體應(yīng)用還需要很長(zhǎng)時(shí)間，直至社會(huì)興起了信息技術(shù)后，生產(chǎn)工作才開(kāi)始使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而這時(shí)人工智能技術(shù)仍然缺少發(fā)展空間，人們對(duì)其的認(rèn)知還很淺薄。隨著信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，人工智能才逐漸出現(xiàn)在大眾視野，且應(yīng)用范圍較為廣泛。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的重要作用

隨著工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，我國(guó)在生產(chǎn)、加工過(guò)程中開(kāi)始注重對(duì)機(jī)械化設(shè)備的使用，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化對(duì)專業(yè)性和理論基礎(chǔ)具有嚴(yán)格的要求，通過(guò)將設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品投入使用，能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。目前來(lái)看，我國(guó)所設(shè)計(jì)和制造的機(jī)械和自動(dòng)化產(chǎn)品，還存在一定的發(fā)展空間，而想要設(shè)計(jì)出更有針對(duì)性和精確度的機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品，就需要持續(xù)不斷地對(duì)其進(jìn)行研究，并且還應(yīng)分析我國(guó)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，提升研究效率[2]。只有多方面的考量才能確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化更具研發(fā)意義，也能推動(dòng)人工智能在其中的建設(shè)和發(fā)展，最大化減少資源浪費(fèi)，為祖國(guó)建設(shè)提供動(dòng)力。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的質(zhì)量是確保安全生產(chǎn)的必要條件，而只有確保投入生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備自身安全穩(wěn)定，才能保證企業(yè)的發(fā)展，并為相關(guān)操作人員提供人身保障。我國(guó)現(xiàn)有很多種類的機(jī)械裝置都出現(xiàn)了或多或少的安全問(wèn)題，并且一些設(shè)備要求人工參與，并且沒(méi)有配備保護(hù)措施，極容易導(dǎo)致員工在工作中出現(xiàn)事故。而通過(guò)將人工智能應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，能夠確保機(jī)械自主運(yùn)行，很大程度上防止人員傷亡，并且機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)全天監(jiān)控，如遇意外事件，其內(nèi)智能系統(tǒng)就可以及時(shí)采取應(yīng)急預(yù)案，自動(dòng)檢修管控故障，由此來(lái)確保設(shè)備的性能以及安全穩(wěn)定性。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展使以往人工操作所出現(xiàn)的失誤大幅度降低，機(jī)械化自動(dòng)化產(chǎn)品在操作上通過(guò)計(jì)算機(jī)控制，它可以分析和模擬整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，并保障所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，確保生產(chǎn)流程規(guī)范化操作，確保其能在規(guī)定期限內(nèi)完成生產(chǎn)工作，減少了意外事件的發(fā)生，進(jìn)而提高了工業(yè)生產(chǎn)效率[3]。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化被各大行業(yè)普遍應(yīng)用，例如在網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物上，就有機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的身影，它通過(guò)和互聯(lián)網(wǎng)有效融合，維護(hù)著我國(guó)電商支付平臺(tái)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并使物流運(yùn)輸?shù)玫桨l(fā)展，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動(dòng)力。

3 人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

3.1 人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在當(dāng)今社會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化得到了更好的發(fā)展，相比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工藝和理念，兩者之間具有明顯差異性。目前在機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)被普遍應(yīng)用起來(lái)，以此滿足人們?cè)谌粘Ｉa(chǎn)生活中的需求，這是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)無(wú)法達(dá)到的。想要促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展，需要考慮如今人們對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際需求，并注重設(shè)計(jì)的多元化發(fā)展，通過(guò)在機(jī)械設(shè)計(jì)中融入人工智能技術(shù)能夠創(chuàng)新機(jī)械系統(tǒng)的生產(chǎn)模式，在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)注重機(jī)械的自動(dòng)化水平建設(shè)，減輕主觀設(shè)計(jì)因素對(duì)其的影響。并且機(jī)械設(shè)計(jì)相比以前，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)性的工作，減少了人工資本的投入，且開(kāi)發(fā)出了較大的存儲(chǔ)空間，可以存儲(chǔ)不同的信息，并且對(duì)信息進(jìn)行閱讀和日常的學(xué)習(xí)應(yīng)用都非常方便?，F(xiàn)階段，人工智能已經(jīng)應(yīng)用到汽車制造、飛機(jī)制造等機(jī)械工程中并且其機(jī)械設(shè)備的零件設(shè)計(jì)得以創(chuàng)新，打破了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的思維局限，讓機(jī)械設(shè)計(jì)更具靈活性。通過(guò)人工智能技術(shù)，讓機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)一步得到創(chuàng)新發(fā)展[4]。

3.2 人工智能技術(shù)在信息處理中的應(yīng)用

通過(guò)人工智能技術(shù)來(lái)處理信息，能夠確保信息處理的安全和穩(wěn)定性。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造的傳統(tǒng)模式下，機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中通常會(huì)出現(xiàn)大量擁擠的信息，導(dǎo)致傳輸和輸入信息時(shí)很不穩(wěn)定，且容易出現(xiàn)接收誤差現(xiàn)象。通過(guò)在其中融入人工智能技術(shù)，機(jī)械設(shè)備的智能化信息處理功能將得到增強(qiáng)，這是因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)對(duì)信息處理的準(zhǔn)確性很高，且內(nèi)含強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可以快速處理各種信息并準(zhǔn)確將信息送往規(guī)定區(qū)域。在不使用人工智能進(jìn)行信息傳輸時(shí)，如果機(jī)械設(shè)備的軟硬件出現(xiàn)問(wèn)題，往往所設(shè)計(jì)的信息指令將無(wú)法有效落實(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)更高的殘次率，而應(yīng)用人工智能技術(shù)，其系統(tǒng)將會(huì)保存整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，在生產(chǎn)過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理，系統(tǒng)將會(huì)對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行提醒，進(jìn)而讓信息處理和交流能力得到提升[5]。

3.3 人工智能技術(shù)在故障診斷中的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員需要論證檢測(cè)機(jī)械運(yùn)行時(shí)所出現(xiàn)的信息，而傳統(tǒng)的論證方式需要大量的人工參與，期間人力物力資源大量投入，但如果員工在計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)一項(xiàng)失誤，則會(huì)影響到整個(gè)論證過(guò)程。通過(guò)在論證環(huán)節(jié)引入人工智能技術(shù)，高效處理和分類多種信息，可以有效改善這個(gè)問(wèn)題，而在論證過(guò)程中應(yīng)用智能計(jì)算功能，能夠確保論證工作的準(zhǔn)確性，并且，通過(guò)人工智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械故障的自動(dòng)化檢測(cè)功能，并且通過(guò)反向推測(cè)方式驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果，提升了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。通過(guò)人工智能系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械裝置的診斷工作，提升機(jī)械使用的生產(chǎn)效率。

3.4 將人工智能技術(shù)應(yīng)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中，人工智能的應(yīng)用范圍十分廣闊，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是其中的一種，就運(yùn)行原理來(lái)描述，可理解為一種類似人類神經(jīng)系統(tǒng)功能的信息系統(tǒng)，具備多種功能，優(yōu)勢(shì)性很強(qiáng)。比如其所具備的存儲(chǔ)功能就可達(dá)到很好的效果，并且可形成極高的準(zhǔn)確性。總的來(lái)說(shuō)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可在結(jié)構(gòu)人工智能化的情況下，智能分析、比對(duì)信息數(shù)據(jù)[6]。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)相比，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有更高的智能，及時(shí)處理多種大批量的信息數(shù)據(jù)，也能保證計(jì)算的準(zhǔn)確性，這一功能滿足了機(jī)械設(shè)計(jì)與制造及其自動(dòng)化在發(fā)展中的某些需求，所以目前通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算儲(chǔ)存的概念得到了許多人的認(rèn)可和應(yīng)用。這一技術(shù)在日本和瑞士研究得較為深入，并且其內(nèi)的電加工領(lǐng)域已經(jīng)引入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這樣一來(lái)電加工技術(shù)將具有強(qiáng)大的組織與計(jì)算信息技術(shù)的能力，有助于提升相關(guān)裝置的使用功效，并確保電加工設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行以及工作準(zhǔn)確性，在未來(lái)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)更多領(lǐng)域的應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)今社會(huì)，信息網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)水平逐漸提高，相較以往，我國(guó)的工業(yè)化生產(chǎn)模式從人工轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械自動(dòng)化，極大地提高了生產(chǎn)效率。

而人工智能技術(shù)是現(xiàn)代化的技術(shù)產(chǎn)物，也是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，它所具備的智能化處理系統(tǒng)、信息傳輸功能、故障檢測(cè)功能等都很符合機(jī)械化生產(chǎn)的功能需求，能夠有效推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展。就當(dāng)前對(duì)人工智能的發(fā)展分析，它在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)中的應(yīng)用范圍主要是機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械自動(dòng)化等方面，其發(fā)展?jié)摿芨摺?/p>