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

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（山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司 山西 030024）

前言

隨著社會(huì)發(fā)展和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國對(duì)于人工智能技術(shù)的研究也在不斷推進(jìn)。作為一種新興技術(shù)，人工智能在人們的日常生活中應(yīng)用逐漸開始更加廣泛，例如智能家居、智能汽車、智能機(jī)器人、智能停車場(chǎng)等等，在人們的日常生活中隨處可見。這些設(shè)備應(yīng)用核心技術(shù)均為人工智能。而且伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研發(fā)，在人工智能整體技術(shù)水平方面起到了極大的推進(jìn)作用。人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)人類思維和意識(shí)的模仿，并將此智能技術(shù)賦予到產(chǎn)品上，使其具有自主學(xué)習(xí)、推理、判斷和適應(yīng)能力，而機(jī)械加工設(shè)計(jì)制造則主要是指使用加工機(jī)械改變產(chǎn)品加工工件的外形、尺寸和性能。目前機(jī)械制造行業(yè)能夠?yàn)楦鞴I(yè)企業(yè)提供大量的機(jī)械設(shè)備、零部件產(chǎn)品，所以，機(jī)械制造行業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化、工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。因此，要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化水平的整體提升，就必須要應(yīng)用人工智能，將其融入到機(jī)械生產(chǎn)制造過程中。但目前看來，相比發(fā)達(dá)國家，我國對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中人工智能的應(yīng)用仍然存在一些問題，為了能夠有效促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的健康發(fā)展，就必須要針對(duì)這些問題進(jìn)行仔細(xì)的研究，提高人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用質(zhì)量。

1.關(guān)于人工智能

人工智能主要是建立在計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、仿真模擬技術(shù)、智能化控制技術(shù)等多個(gè)現(xiàn)代信息化技術(shù)基礎(chǔ)上所研發(fā)和應(yīng)用的智能化技術(shù)，其是屬于計(jì)算機(jī)技術(shù)中不可缺少的重要組成部分，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中具有代表性且有著良好發(fā)展前景的新時(shí)代科學(xué)技術(shù)，是在充分掌握智能化本質(zhì)的前提下，仿照人類意識(shí)和思維，對(duì)人類的意識(shí)與思維進(jìn)行模仿，并運(yùn)用到智能設(shè)備控制中，具備較高的模擬仿真功能水平。

人工智能具有著明顯的綜合性特征，其研究領(lǐng)域主要包含了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)，同時(shí)，其研究也涉及到各種不同學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)交叉，有著較高的復(fù)雜性。

人工智能技術(shù)誕生的時(shí)期是屬于計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的階段，此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)應(yīng)用剛剛開始大范圍推廣和應(yīng)用，而這一時(shí)期社會(huì)生產(chǎn)方式也發(fā)生了巨大的變化，信息化建設(shè)水平日漸提升，這也為人工智能技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

如今，人們生活中隨處可見人工智能技術(shù)的應(yīng)用，例如智能化家居、電器智能化控制，甚至工業(yè)生產(chǎn)中也開始應(yīng)用了人工智能技術(shù)，在智能化生產(chǎn)設(shè)備和相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上，逐漸開發(fā)出了人工智能軟件，但目前由于受到技術(shù)水平限制，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中人工智能技術(shù)應(yīng)用仍然屬于小范圍內(nèi)測(cè)試，其整體技術(shù)開發(fā)仍處在探索階段。

2.人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用現(xiàn)狀

我國目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)正處在快速發(fā)展的提升時(shí)期，而智能化技術(shù)的應(yīng)用也逐漸開始更加成熟，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷完善和需求持續(xù)增長推動(dòng)下，機(jī)械制造行業(yè)中企業(yè)的數(shù)量不斷增多，相比2017年，2019年機(jī)械制造市場(chǎng)企業(yè)數(shù)量增加了近50%。而且機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的智能化技術(shù)應(yīng)用也正不斷的改進(jìn)，應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大，早已從傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式開始轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化操作，一些新的機(jī)械生產(chǎn)制造技術(shù)也不斷進(jìn)行升級(jí)。由此可見，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)人工智能技術(shù)應(yīng)用是智能化發(fā)展的新趨勢(shì)和新方向。

人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用能夠有效地提高生產(chǎn)的精度，確保生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)的質(zhì)量，尤其在一些具備較高風(fēng)險(xiǎn)的工業(yè)制造業(yè)和高污染的工業(yè)、地下作業(yè)中，對(duì)于人工智能的應(yīng)用能夠有助于提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全水平。

從當(dāng)前的人工智能技術(shù)整體發(fā)展水平來看，其發(fā)展速度正在不斷加快，但以目前經(jīng)濟(jì)水平和設(shè)備要求以及引進(jìn)成本來講，人工智能化技術(shù)的應(yīng)用仍然較為偏向于工業(yè)生產(chǎn)和迫切需要實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域，而且受到經(jīng)濟(jì)水平限制，只有一些經(jīng)濟(jì)水平較高的大城市和大型生產(chǎn)領(lǐng)域中有著較高的應(yīng)用，一般的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中智能化利用率較低，且其管理系統(tǒng)和相關(guān)配套設(shè)施并沒有做到大規(guī)模的發(fā)展，與國外發(fā)達(dá)國家相比仍然有著不小的差距和提升空間，這對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對(duì)于人工智能化的應(yīng)用也造成了一定的影響。

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)用思路

(1)人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用

在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化發(fā)展過程中，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念在各個(gè)層面上都有著很大的不同，尤其現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中，其每個(gè)層面都對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行了融入應(yīng)用，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前快速發(fā)展和日漸提升的實(shí)際需求，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域需要根據(jù)實(shí)際要求和多元化發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的多元化開發(fā)，在設(shè)計(jì)過程中，要力求能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)過程的自動(dòng)化，降低設(shè)計(jì)中主觀因素所造成的影響。

另外，相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠長期連續(xù)的工作，降低對(duì)人力資源的成本，而且其儲(chǔ)存空間較大，有著不同的信息存儲(chǔ)方法，便于信息的調(diào)閱和各項(xiàng)數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)應(yīng)用。目前，汽車制造行業(yè)、飛機(jī)制造行業(yè)都已經(jīng)開始使用人工智能技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，并完成創(chuàng)造性機(jī)械設(shè)備零件的設(shè)計(jì)，在一定程度上摒棄了人類設(shè)計(jì)師思維的局限性，而且引入人工智能技術(shù)后，機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域也開始向新的方向邁進(jìn)。

(2)人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中機(jī)械制造的應(yīng)用

在機(jī)械制造生產(chǎn)過程中，對(duì)于人工智能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)處于實(shí)踐階段，部分大城市智能化、自動(dòng)化技術(shù)水平較高的制造企業(yè)已經(jīng)逐漸開始嘗試運(yùn)用人工智能技術(shù)來進(jìn)行機(jī)械制造過程的自動(dòng)化處理和控制。

通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高生產(chǎn)的效率，同時(shí)也能夠確保產(chǎn)品生產(chǎn)的精度，使產(chǎn)品的質(zhì)量得到高度的保障。而且機(jī)械制造過程中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠提高其精確化控制，防止其受到外界環(huán)境或內(nèi)部多項(xiàng)因素所帶來的影響，大幅度提高生產(chǎn)水平。重要的是，人工智能技術(shù)在這一切制造中的應(yīng)用能夠根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況和參數(shù)的偏差進(jìn)行智能化調(diào)整和處理分析，以滿足柔性制造和市場(chǎng)個(gè)性化需求。

當(dāng)前，機(jī)械手臂在自動(dòng)化、智能化車間中應(yīng)用已經(jīng)十分常見，部分生產(chǎn)線已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)更多規(guī)格種類機(jī)械部件生產(chǎn)線的合并，整體產(chǎn)能得到提升，也節(jié)省了大量設(shè)備購置的成本，提高了生產(chǎn)的效率。

(3)人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中故障診斷的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)：制造及其自動(dòng)化過程有著較高的復(fù)雜性，而且對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)有著極為精確的要求，需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，例如在進(jìn)行建模和論證過程中，需要應(yīng)用多種計(jì)算公式和推導(dǎo)、演算，如果在這一過程中全部進(jìn)行手工計(jì)算，不但需要花費(fèi)大量的時(shí)間，同時(shí)在計(jì)算誤差方面也會(huì)有著很高的錯(cuò)誤率，對(duì)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都會(huì)帶來嚴(yán)重的影響，所以，需要運(yùn)用人工智能技術(shù)的精準(zhǔn)化和計(jì)算速度進(jìn)行自動(dòng)化歸納與信息分類，確保計(jì)算結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性。也能夠快速完成計(jì)算。

而且在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化過程中，各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也能夠在人工智能技術(shù)運(yùn)用下進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷，利用人工智能技術(shù)中人機(jī)交互界面進(jìn)行機(jī)械運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并運(yùn)用正向推理規(guī)則和推理機(jī)制診斷結(jié)果分析，一旦出現(xiàn)異常，能夠快速進(jìn)行智能化自動(dòng)化調(diào)整。

4.結(jié)束語

目前機(jī)械制造行業(yè)能夠?yàn)楦鞴I(yè)企業(yè)提供大量的機(jī)械設(shè)備、零部件產(chǎn)品，所以，機(jī)械制造行業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化、工業(yè)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。因此，要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化水平的整體提升，就必須要應(yīng)用人工智能，將其融入到機(jī)械生產(chǎn)制造過程中。