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

孫凱 李凱

摘 要：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。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化中;應(yīng)用

引言

人工智能決定著生產(chǎn)模式和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和增長，將人工智能融入實(shí)體經(jīng)濟(jì)可以促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型和現(xiàn)代化，形成新型產(chǎn)業(yè)。人工智能引領(lǐng)社會(huì)走向智能，是許多產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力，人工智能是數(shù)字技術(shù)發(fā)展的新階段和新維度，人工智能與產(chǎn)業(yè)的融合將成為中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要趨勢。人工智能作為一種新的生產(chǎn)要素，必須成為一種先進(jìn)的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)和新工業(yè)革命的動(dòng)力，并成為國家間競爭的下一個(gè)戰(zhàn)略重點(diǎn)。當(dāng)今的生活中，人工智能發(fā)生了很大的變化，有智能汽車、智能家居、智能城市等具體應(yīng)用的例子。人工智能技術(shù)也可以引入機(jī)器的設(shè)計(jì)和制造。人工智能使類似于人類思維的模式能夠賦予工業(yè)產(chǎn)品自主學(xué)習(xí)的能力，不斷提高。

1.人工智能概述

人工智能主要依靠現(xiàn)有的成熟技術(shù)，如信息技術(shù)和工業(yè)合并形成的新技術(shù)應(yīng)用，這些技術(shù)利用先進(jìn)技術(shù)的融合，根據(jù)工業(yè)學(xué)科和屬性得出科學(xué)結(jié)論。因?yàn)槿斯ぶ悄苁苄畔⒂?jì)算和算法的影響，人工智能的發(fā)展也有一個(gè)階段第一階段是初始階段。主要需要對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行分析和探索。隨著科技的成熟;第二階段是人工智能理論分析階段;主要解決技術(shù)融合原理、智能結(jié)構(gòu)方案;第三階段是人工智能的大規(guī)模應(yīng)用階段，隨著技術(shù)理論的成熟，大規(guī)模應(yīng)用實(shí)踐成為發(fā)展趨勢。

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

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

3.1 3D技術(shù)

對(duì)于機(jī)械制造商來說，3D設(shè)計(jì)技術(shù)、機(jī)械制造和自動(dòng)化的有效實(shí)施，不僅可以改善產(chǎn)品的生產(chǎn)流程，也可以提高機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的美感。三維建模在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，將避免錯(cuò)誤識(shí)別技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中出現(xiàn)。過去通常采用化學(xué)或物理檢測程序。然而，這種設(shè)計(jì)需要更高的成本和技術(shù)。三維模型的力學(xué)測試系統(tǒng)可以有效地降低產(chǎn)品的成本和質(zhì)量，使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此，三維技術(shù)的應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和自動(dòng)化中發(fā)揮著重要的作用。

3.2智能CAD應(yīng)用分析

人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用實(shí)例包括智能CAD的應(yīng)用、傳統(tǒng)機(jī)械制造CAD、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造，根據(jù)點(diǎn)線性曲面之間的關(guān)聯(lián)測量產(chǎn)品數(shù)據(jù)的點(diǎn)線性曲面，而智能CAD則匯集了專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法;例如，專家系統(tǒng)通過收集領(lǐng)域的專家對(duì)流程進(jìn)行分析，并為流程中出現(xiàn)的問題做好計(jì)算機(jī)語言準(zhǔn)備，補(bǔ)充解決方案，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中提供相應(yīng)的解決方案，例如，如果存在可靠的計(jì)算機(jī)來解決問題。

3.3機(jī)械設(shè)計(jì)制造的環(huán)節(jié)

包括機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造，以及操作過程中可以產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，以反轉(zhuǎn)故障排除和故障預(yù)測，實(shí)現(xiàn)更大的智能。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以完善設(shè)計(jì)、制造和營銷，在這些領(lǐng)域，可以將信息技術(shù)集成起來，使人工智能能夠充分發(fā)揮其作用，例如通過持續(xù)的機(jī)器自動(dòng)學(xué)習(xí)、打破人類設(shè)計(jì)師的思維漏洞以及從自我缺陷中不斷學(xué)習(xí)和發(fā)展目前，大多數(shù)汽車制造商和飛機(jī)制造商都使用人工智能設(shè)計(jì)技術(shù)來設(shè)計(jì)創(chuàng)意機(jī)械和設(shè)備部件，而不管人類設(shè)計(jì)師的思維局限。

3.4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。

4.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中人工智能技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

4.1小型化

傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品不僅故障多，而且體積大、能耗高、生產(chǎn)成本高。機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。因此，未來機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造將不斷發(fā)展，從而使機(jī)械產(chǎn)品最小化;并根據(jù)系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和靈活性，對(duì)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行改進(jìn)。

4.2智能化

在不久的將來，機(jī)械設(shè)計(jì)和制造行業(yè)將能夠整合和發(fā)展信息技術(shù)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)。同時(shí)，通過減少員工數(shù)量可以降低企業(yè)生產(chǎn)的總成本。

4.3經(jīng)濟(jì)化

傳統(tǒng)的手工機(jī)械主要依靠機(jī)械設(shè)計(jì)和制造，無法有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。這不僅導(dǎo)致了時(shí)間成本、材料和大量的工作，而且還降低了效率和產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)械工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展極大地提高了傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)的設(shè)計(jì)效率，其應(yīng)用效率是提高機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)效率的重要途徑之

結(jié)束語

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)意義上的機(jī)械制造的水平和效率已不足以促進(jìn)發(fā)展，迫切需要機(jī)械制造和自動(dòng)匹配的工業(yè)也需要技術(shù)革新。人工智能分析了人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用實(shí)踐及其自動(dòng)化應(yīng)用屬性，并通過智能CAD實(shí)例、機(jī)械制造方案和機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)分析了人工智能的應(yīng)用實(shí)踐。造成工業(yè)發(fā)展緩慢，機(jī)電一體化發(fā)展水平有限;為智能CAD進(jìn)一步應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的工具，我們必須摒棄傳統(tǒng)觀念，虛心接受人工智能技術(shù)，使產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王禹博.人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2019，20（08）：79-80.

[2]張曌元.計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的實(shí)踐應(yīng)用[J].現(xiàn)代鹽化工，2019，46（03）：189-190.

[3]謝春.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用思路[J].中國設(shè)備工程，2019（04）：203-204.

[4]肖冀，李熠琳，鄧義廷.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[J].知識(shí)文庫，2018（16）：215.

[5]李紅偉，李安松.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用[J].河南科技，2018（16）：10-11.