人工智能在機械設計制造及其自動化中的應用

張昕宇

摘? 要： 當今社會科學技術已經(jīng)慢慢的融入到了各行各業(yè)生產(chǎn)中，為推動企業(yè)智能化發(fā)展起到了非常重要的促進作用，對于人們生活、生產(chǎn)都帶來 了較大的影響。我國國民經(jīng)濟發(fā)展中，制造行業(yè)發(fā)揮了非常重要的作用，為此將人工智能引入到機械制造中，不但可以實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高，而且節(jié)省 了勞動力，降低了人工費用。人工智能在機械制造及其自動化中的應用是時代發(fā)展進程中的必然趨勢，對于產(chǎn)業(yè)升級與轉(zhuǎn)型具有很好的促進作用。而此 次通過對人工智能在機械制造及其自動化中的應用進行分析，以期望能夠為制造行業(yè)智能化、自動化發(fā)展提供參考。

關鍵詞： 人工智能;機械制造;自動化;應用

1 人工智能與自動化

智能化技術是在計算機技術、大數(shù)據(jù)技術、無線網(wǎng)絡傳輸技術以及仿 真模擬技術、智能控制技術等多種現(xiàn)代信息化技術相融合的基礎之上而開 發(fā)和應用的多科學技術，在多項技術的協(xié)同作用和長期的應用之下形成了人 工智能技術，在當前的發(fā)展中也有著很好的應用。它的研究還涉及各學科 專業(yè)領域的知識交叉，具有高度的復雜性。在大眾能廣泛接觸到的民生領域 中，語音識別技術和虛擬現(xiàn)實（ VR ）技術顯得尤為突出，已在眾多領域得 到了廣泛應用。人工智能技術的誕生與發(fā)展，離不開軟件算法開發(fā)以及高 速網(wǎng)絡通信的支持。各項技術的綜合性發(fā)展的工作階段中實現(xiàn)了信息技術 的大規(guī)模提升，在這一時期的發(fā)展中人們的生產(chǎn)生活方式和社會方式都發(fā) 生了極大程度的變化，信息建設和發(fā)展的水平不斷提升，這也就使得人工 智能技術在生產(chǎn)生活中有著更加廣泛的應用。人們的日常生活中已經(jīng)被人 工智能技術包圍，這些技術的應用也就使得智能家居和電器的控制等為人 們的生活提供了極大的便利程度，也就人工智能軟件也就成為人們生活中 的一部分。因為當前技術方面的一系列限制，后續(xù)的整體性能提升還需要 不斷努力。

2 人工智能在機械設計制造及其自動化中應用現(xiàn)狀

我國目前機械設計制造行業(yè)正處在快速發(fā)展的提升時期，而智能化技 術的應用也逐漸開始更加成熟，在市場經(jīng)濟不斷完善和需求持續(xù)增長推動 下，機械制造行業(yè)中企業(yè)的數(shù)量不斷增多，相比2017年， 2019年機械制造 市場企業(yè)數(shù)量增加了近50%。而且機械設計制造中的智能化技術應用也正 不斷的改進，應用范圍也在不斷的擴大，早已從傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式開始 轉(zhuǎn)向自動化、智能化操作，一些新的機械生產(chǎn)制造技術也不斷進行升級。 由此可見，機械設計制造行業(yè)人工智能技術應用是智能化發(fā)展的新趨勢和 新方向。人工智能技術在機械設計制造及其自動化中的應用能夠有效地提 高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的質(zhì)量，尤其在一些風險性較高、高度污染的作業(yè)環(huán)境 中，對于人工智能的應用能夠有助于提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全水平。從當 前的人工智能技術整體發(fā)展水平來看，其發(fā)展速度正在不斷加快，但以目 前經(jīng)濟水平和設備要求以及引進成本來講，人工智能化技術的應用仍然較 為偏向于工業(yè)生產(chǎn)和迫切需要實現(xiàn)人工智能技術應用的領域，而且受到經(jīng) 濟水平限制，只有一些經(jīng)濟水平較高的大城市和大型生產(chǎn)領域中有著較高 的應用，一般的機械設計制造中智能化利用率較低，且其管理系統(tǒng)和相關 配套設施并沒有做到大規(guī)模的發(fā)展，與國外發(fā)達國家相比仍然有著不小的 差距和提升空間，這對于機械設計制造中對于人工智能化的應用也造成了 一定的影響。

3 人工智能在機械制造及其自動化中應用實踐

3.1? 智能CAD應用分析

人工智能在機械制造的應用案例之一就是智能CAD的應用，傳統(tǒng)的機 械制造CAD ，通過測量產(chǎn)品數(shù)據(jù)的點線面，按照點線面之間的關聯(lián)設計和 制造產(chǎn)品，而智能CAD集合了專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡算法;如例專家系統(tǒng)通 過收集領域?qū)＜覍^程中所產(chǎn)生的問題進行過程分析并將其編制成計算機 語言，在產(chǎn)品設計和制造過程中，如出現(xiàn)問題可靠計算機來輔助解決并提 供對應的解決方案;神經(jīng)網(wǎng)絡算法利用人工神經(jīng)元的特殊屬性，可提供產(chǎn) 品在制造和設計過程中由于非線性關聯(lián)而造成的斷點數(shù)據(jù)，且人工智能算 法還具有記憶和計算機自組能力。目前智能CAD已經(jīng)將神經(jīng)網(wǎng)絡算法和專 家系統(tǒng)進行了集成，為制造業(yè)的發(fā)展提供的技術保障。

3.2? 人工智能在機械制造中的應用

當前人工智能在機械制造中應用也非常廣泛，不但可以實現(xiàn)生產(chǎn)效率 的提高，而且所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量也較高。如果站在人工智能角度，機械制造中可以借助其強大的功能性，進行自動化的處理與相應的控制，不 僅可以確保制造中精準度提高，而且減少了外界環(huán)境造成的不必要干擾， 使生產(chǎn)水平得到了大幅度提升，產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)應用人 工智能可以實現(xiàn)智能化的處理與調(diào)整，充分考慮到當前市場中多樣化的需 求，滿足客戶對產(chǎn)品個性化的要求。在機械制造中，以機器人為代表的自 動化工具、設備應用較為普遍，其中人工智能在其中發(fā)揮了重要的作用， 使最初的機械化逐漸向智能化轉(zhuǎn)變。將視覺相機，力＼力矩傳感，位移傳 感器等技術與自動化設備相結合的應用實現(xiàn)了設備工作效率的增強，將大 量人工操作代替，多線任務都是由機器人來完成，所具備的多項功能性是 人工無法取代的。

3.3? 人工智能在機械設計制造及其自動化中故障診斷的應用

機械設計：制造及其自動化過程有著較高的復雜性，而且對各項數(shù)據(jù) 有著極為精確的要求，需要經(jīng)常進行數(shù)據(jù)計算，例如在進行建模和論證過 程中，需要應用多種計算公式和推導、演算，如果在這一過程中全部進行 手工計算，不但需要花費大量的時間，同時在計算誤差方面也會有著很高 的錯誤率，對生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都會帶來嚴重的影響，所以，需要運用 人工智能技術的精準化和計算速度進行自動化歸納與信息分類，確保計算 結果的精確性和準確性。也能夠快速完成計算。而且在機械設計制造及其 自動化過程中，各項設備的運行狀態(tài)也能夠在人工智能技術運用下進行準 確的診斷，利用人工智能技術中人機交互界面進行機械運行數(shù)據(jù)的實時監(jiān) 測，并運用正向推理規(guī)則和推理機制診斷結果分析，一旦出現(xiàn)異常，能夠 快速進行智能化自動化調(diào)整。

3.4? 人工智能在機械制造信息處理中的應用

在機械制造及其自動化中，關于信息的有效傳遞主要是借助電子信 息傳輸系統(tǒng)，但是傳輸中也并非是毫無漏洞的，特別是在多樣化信息傳輸 中，極易存在較為嚴重的問題，主要是由于機械電子系統(tǒng)在復雜的集成過 程中，極易受到機械干涉、物理環(huán)境污染、電氣干擾等不穩(wěn)定因素所影 響，所以將人工智能融入到信息處理環(huán)節(jié)，充分利用先進技術的精準度特 點對信息傳輸進行有效的監(jiān)測，確保電子信息系統(tǒng)能夠安全動作，使信息 的輸入與輸出更加精準，實現(xiàn)信息高效處理，為后續(xù)機械制造及其自動化 更好的運行提供保障，奠定基礎。

4 結束語

當前我國經(jīng)濟增長的速度非?？欤圃煨袠I(yè)在其中發(fā)揮了非常重要 的促進作用。在社會快速發(fā)展進程中，機械制造及其自動化面臨著較大的 挑戰(zhàn)，要想得到長遠發(fā)展就要緊跟時代發(fā)展步伐，充分利用人工智能技術 優(yōu)勢，在不斷創(chuàng)新中總結經(jīng)驗，對相關技術進行優(yōu)化，積極迎接挑戰(zhàn)，借 助人工智能等一些先進的技術，尋求更好的發(fā)展路徑，一方面實現(xiàn)機械制造行業(yè)盡快升級與轉(zhuǎn)型，另一方面也能夠為我國經(jīng)濟增長再創(chuàng)新高。

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