探析人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

秦志恒 黃振宇 孫鳴遠(yuǎn)

摘要：人工智能技術(shù)是一種具有較強(qiáng)綜合性的現(xiàn)代化技術(shù)，是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，在當(dāng)今信息化時(shí)代背景下，人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用越來越廣泛，為該行業(yè)發(fā)展提供了更加廣闊的空間。本文結(jié)合人工智能技術(shù)的概述進(jìn)行分析，闡述了人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用及優(yōu)勢，旨在促進(jìn)人工智能技術(shù)的推廣與應(yīng)用，提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造的水平。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;故障診斷

隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，具有自動(dòng)化控制功能的人工智能技術(shù)也在許多行業(yè)領(lǐng)域中凸顯出自身的應(yīng)用優(yōu)勢，尤其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，運(yùn)用該技術(shù)不僅可以解決機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)的實(shí)際問題，還能提高生產(chǎn)效率，保障生產(chǎn)的安全。這也要求機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)合理應(yīng)用人工智能，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

一、人工智能技術(shù)概述

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，具有較強(qiáng)綜合性的人工智能技術(shù)也被廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)中，成為人們生產(chǎn)和生活中必不可少的現(xiàn)代化技術(shù)。人工智能技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支，以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為依托，用于模擬和延伸人們的智能理論、技術(shù)的新技術(shù)。目前人工智能技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，根據(jù)研究表明，人工智能在發(fā)展過程中經(jīng)歷了初始、發(fā)展和輝煌三個(gè)階段，在人類步入信息化時(shí)代后，人工智能技術(shù)逐漸受到行業(yè)重視，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，人工智能中的自動(dòng)化識(shí)別、生產(chǎn)控制、故障診斷等應(yīng)用作用越來越突出，不僅有效提升了機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)的生產(chǎn)效率，也促使其朝著虛擬化和生態(tài)化的方向發(fā)展[1]。

二、人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢

隨著人們認(rèn)識(shí)水平和實(shí)踐能力的提高，人工智能在更多行業(yè)領(lǐng)域得以應(yīng)用，其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾方面：第一，便于企業(yè)維修調(diào)整。機(jī)械設(shè)計(jì)制造企業(yè)在以往故障排查中通常采用人工診斷的模式，而運(yùn)用人工智能可以實(shí)行自動(dòng)化的檢測與保護(hù)，根據(jù)機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確地檢測出生產(chǎn)過程中的故障問題，便于操作者及時(shí)發(fā)現(xiàn)及解決故障，保障其人身安全，降低企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)損失;第二，有效提高生產(chǎn)效率。由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的設(shè)備和應(yīng)用工具較為落后，難以支撐現(xiàn)代化信息技術(shù)發(fā)展下企業(yè)的生產(chǎn)需求，面對大量的生產(chǎn)工作，加之可能出現(xiàn)的設(shè)備故障問題，給操作者帶來較大的工作壓力，容易發(fā)生人為疏忽造成的生產(chǎn)問題。而應(yīng)用人工智能進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，不僅可以節(jié)省操作成本，還能在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，盡可能縮短勞動(dòng)時(shí)間，確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造的時(shí)效性;第三，提升生產(chǎn)的安全性。機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用人工智能進(jìn)行生產(chǎn)操作，可以在緊急情況發(fā)生時(shí)，在第一時(shí)間進(jìn)行有效的控制，以免安全事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)的安全性[2]。

三、人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

（一）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，常會(huì)用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行信息傳遞，將數(shù)據(jù)信息上傳至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過建立數(shù)據(jù)庫保存或者分享信息，極大地縮短了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的時(shí)間。同時(shí)，運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行自動(dòng)化處理，按照操作規(guī)定及系統(tǒng)下達(dá)的指令完成機(jī)械設(shè)計(jì)制造任務(wù)，可以節(jié)省人力、物力，降低機(jī)械生產(chǎn)成本。此外，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以自動(dòng)提取數(shù)據(jù)分析結(jié)果，起到保護(hù)數(shù)據(jù)信息的目的，極大地提高了生產(chǎn)的安全性。

（二）模糊推理系統(tǒng)的應(yīng)用

人工智能包含多個(gè)應(yīng)用型系統(tǒng)，其中模糊推理系統(tǒng)作為重要系統(tǒng)之一，其主要借用語言來完成數(shù)據(jù)傳達(dá)工作。由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造作業(yè)量大，若繼續(xù)延用人工處理模式，非但無法提高機(jī)械生產(chǎn)效率，也容易出現(xiàn)許多失誤問題。而采用人工智能技術(shù)，應(yīng)用模糊推理系統(tǒng)對龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效處理，既保障了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的質(zhì)量，也極大地提高了生產(chǎn)的效率。但值得注意的是，操作者在運(yùn)用該系統(tǒng)時(shí)，要確保系統(tǒng)連接穩(wěn)定，避免信息缺失、數(shù)據(jù)不完整等問題的發(fā)生。

（三）自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用

人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的用途十分廣泛，而自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的引入無疑是提高了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的效率，同時(shí)也能夠降低安全事故發(fā)生率，保障操作者的人身安全。一方面，運(yùn)用自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)后，可以在機(jī)械設(shè)備運(yùn)用中準(zhǔn)確地檢測出異常現(xiàn)象，該系統(tǒng)將發(fā)出警示，便于操作者及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題，采取有效的故障檢測和檢修措施。另一方面，應(yīng)用自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)對象的精準(zhǔn)識(shí)別，除了識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)因素，還能準(zhǔn)確地識(shí)別機(jī)械設(shè)計(jì)制造對象，提高機(jī)械生產(chǎn)的精準(zhǔn)度。

（四）故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中不可避免會(huì)遇到許多故障問題，而運(yùn)用故障診斷系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并作出正確的判斷，便于操作者調(diào)整維修調(diào)整，節(jié)省機(jī)電設(shè)備維修時(shí)間，降低企業(yè)維修成本。故障診斷系統(tǒng)包括故障案例庫、推理機(jī)和診斷過程解釋機(jī)，對其可分別采取規(guī)則推理、案例推理和故障樹模型診斷方法，解決實(shí)際問題[3]。比如，在實(shí)際操作中，操作者可以通過故障診斷系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)運(yùn)行問題，可以在人機(jī)交互界面輸入關(guān)鍵信息，此時(shí)的故障診斷系統(tǒng)會(huì)根據(jù)上報(bào)的信息自動(dòng)化搜索診斷庫中對應(yīng)的案例，為操作者提供診斷結(jié)果及設(shè)備維修建議，消除生產(chǎn)安全隱患，確保機(jī)械生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

結(jié)束語

人工智能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，不僅便于企業(yè)維修調(diào)整，還能夠在保證機(jī)電設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，提高設(shè)備生產(chǎn)效率，提升生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性。因此，要求企業(yè)合理運(yùn)用人工智能，發(fā)揮神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、模糊推理系統(tǒng)、自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)和故障診斷系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用優(yōu)勢，提高企業(yè)市場競爭力，實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展的長遠(yuǎn)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張智武.人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2020，21（2）：92-93.

[2]楊崇英.信息化時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造中人工智能技術(shù)研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2020（1）：154.

[3]許燕玲.人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的實(shí)踐[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（14）：105-106.

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