關(guān)于人工智能對(duì)機(jī)械加工行業(yè)的影響探討

肖瑩瑩

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東德州 253000）

0 引言

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用和普及，人們的生活出現(xiàn)了方方面面的變化，人工智能技術(shù)促使機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始呈現(xiàn)出嶄新的發(fā)揮樣態(tài)。人工智能和制造業(yè)相互結(jié)合，不僅促使機(jī)械制造行業(yè)也開(kāi)始朝向自動(dòng)化、智能化的方向前進(jìn)，促使機(jī)械加工行業(yè)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式，而且對(duì)生產(chǎn)供應(yīng)鏈體系會(huì)產(chǎn)生諸多積極影響。

1 人工智能和機(jī)械加工的協(xié)同作用

作為一種新型技術(shù)類別，人工智能和機(jī)械加工行業(yè)相結(jié)合，能夠突破既往機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)中的不足，也不同于制造業(yè)的自動(dòng)化追求方向，朝向智能化的方向前進(jìn)。所謂機(jī)械加工智能化，并不是使用機(jī)器代替人進(jìn)行機(jī)器生產(chǎn)，而是秉持著人機(jī)協(xié)同的原則，促使機(jī)器和人相互配合，更好地適應(yīng)機(jī)械加工環(huán)境的變化。

人工智能和機(jī)械加工行業(yè)相結(jié)合，并非是單純地運(yùn)用機(jī)器替換人工，而是促使機(jī)器和工作人員各司其職，前者承擔(dān)機(jī)械生產(chǎn)作業(yè)，后者則是承擔(dān)具有創(chuàng)造性的工作。機(jī)械加工行業(yè)工作復(fù)雜，任何一種產(chǎn)品生產(chǎn)與制造，至少會(huì)涉及幾十種原料投入，有時(shí)候甚至需要數(shù)百萬(wàn)零部件，即使是同一種產(chǎn)品，不同企業(yè)的工藝生產(chǎn)流程也有明顯差別。正是由于生產(chǎn)工藝、數(shù)據(jù)格式的差異，使得機(jī)械加工供應(yīng)鏈連接復(fù)雜，為了進(jìn)行數(shù)字化改造企業(yè)需要專門(mén)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)字化連接?；诩夹g(shù)發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的搭建能夠應(yīng)對(duì)既往工作中的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化連接，進(jìn)一步推進(jìn)人工智能和機(jī)械加工行業(yè)的融合，促使機(jī)械加工行業(yè)也能夠隨之轉(zhuǎn)型升級(jí)[1]。

2 人工智能在機(jī)械加工行業(yè)的多重影響

2.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

人工智能背景下，數(shù)據(jù)信息的交互能力不斷增強(qiáng)，極大解放人力、物力，促使機(jī)械設(shè)備的加工制造更加直接簡(jiǎn)單、方便，還能相應(yīng)減少成本投入?，F(xiàn)在機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入智能化時(shí)代，越來(lái)越多的技術(shù)手段促使機(jī)械加工形式與傳統(tǒng)模式呈現(xiàn)出很大差別，智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)技術(shù)互融互通也相應(yīng)優(yōu)化機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不同于以往的勞動(dòng)密集型機(jī)械加工行業(yè)，為機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)形成競(jìng)爭(zhēng)性發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

（1）基于人工智能，以往大規(guī)模的人工生產(chǎn)模式開(kāi)始慢慢被淘汰，人工智能的多元功能也能取代部分產(chǎn)品功能，促使相應(yīng)產(chǎn)品所屬行業(yè)則會(huì)隨之減少甚至直接消失，特別是傳統(tǒng)機(jī)械裝備、電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)都面臨著很大的壓力。

（2）人工智能的引入，在某種程度上將會(huì)徹底改變機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。將人工智能和傳統(tǒng)機(jī)械加工產(chǎn)品相融合，能夠顛覆機(jī)械產(chǎn)品原有功能和機(jī)械加工行業(yè)原有產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢(shì)。例如，無(wú)人駕駛的出現(xiàn)，促使交通法規(guī)、汽車銷售都會(huì)相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，和汽車有關(guān)的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)格局都會(huì)相應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變。智能化也慢慢開(kāi)始演變成為機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)許多產(chǎn)品的基礎(chǔ)功能，甚至可以說(shuō)大多數(shù)機(jī)械制造產(chǎn)品由此而發(fā)生改變。

2.2 提高生產(chǎn)效率

人工智能能夠相應(yīng)地帶動(dòng)機(jī)械加工行業(yè)生產(chǎn)效率的提高。在機(jī)械加工行業(yè)中，智能機(jī)器人能顯著延長(zhǎng)工廠開(kāi)工時(shí)間，無(wú)論是工廠還是機(jī)械車間都能擁有更長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行作業(yè)，加班時(shí)間并不需要多余成本費(fèi)用投入，無(wú)人工廠更是演變成為制造加工行業(yè)的全新形式。

實(shí)例1：我國(guó)首家食品無(wú)人工廠正大食品速凍水餃工廠，依托電子信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)，使食品加工呈現(xiàn)為智能化制造，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、工作效率提高。在智能機(jī)器的協(xié)助下整個(gè)水餃生產(chǎn)制作更加智能，面粉自動(dòng)稱重、自動(dòng)攪拌、自動(dòng)生成面皮，面皮制成后，則可以自動(dòng)包裹餡料，進(jìn)入冷庫(kù)冷凍、包裝塑封裝箱。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不需要額外的人力資源投入，不僅提高機(jī)械生產(chǎn)效率提高，同時(shí)還能減少勞動(dòng)力成本。

實(shí)例2：老板廚房電器推出智慧無(wú)人工程，基于技術(shù)要求和客戶要求，相應(yīng)地生成集煙罩沖壓自動(dòng)線，促使整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程和機(jī)械生產(chǎn)管理呈現(xiàn)出智慧化的發(fā)展趨勢(shì)，促使機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量提高接近99%，機(jī)械生產(chǎn)效率相應(yīng)提高45%，產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低21%。

實(shí)例3：2017 年，晨訊科技集團(tuán)推出我國(guó)首個(gè)手機(jī)無(wú)人工廠，這個(gè)產(chǎn)品制造全程只需要1～2 名現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員監(jiān)控?zé)o人化流水線，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加料、送料，按照設(shè)定軌道進(jìn)行移動(dòng)，即使遇到障礙物也會(huì)自動(dòng)避開(kāi)，誤差幾乎為零，工廠看板可以直接查看流水線作業(yè)情況[2]。工廠看板如圖1 所示。

圖1 工廠看板

人工智能與機(jī)械加工行業(yè)的有機(jī)結(jié)合，能夠更好地滿足機(jī)械生產(chǎn)需求，使產(chǎn)品生產(chǎn)線得到優(yōu)化。人工智能技術(shù)能夠模擬人類思維模式，基于既有數(shù)據(jù)信息對(duì)市場(chǎng)行情進(jìn)行預(yù)估，靈活安排產(chǎn)品生產(chǎn)計(jì)劃，達(dá)到零庫(kù)存的設(shè)計(jì)要求，從而不斷提高機(jī)械加工產(chǎn)品和市場(chǎng)需求的一致性。基于人工智能，還可以相應(yīng)帶動(dòng)機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化，人工智能能夠展開(kāi)全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，不同于傳統(tǒng)的機(jī)械加工生產(chǎn)方式，全過(guò)程監(jiān)控促使企業(yè)工作人員全面掌握產(chǎn)品加工情況，盡可能降低機(jī)械加工產(chǎn)品的不良率、減少經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 重塑機(jī)械加工行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

2017 年，國(guó)務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，對(duì)人工智能做出發(fā)展規(guī)劃，力求人工智能更好地帶動(dòng)各行各業(yè)的變革。人工智能促使傳統(tǒng)的機(jī)械加工行業(yè)分工體系發(fā)生諸多變革，重塑分工格局。基于傳統(tǒng)價(jià)值鏈，人工智能開(kāi)始增加新環(huán)節(jié)，減弱勞動(dòng)力成本優(yōu)勢(shì)，緩解用工成本壓力。需要注意的是，還可以對(duì)機(jī)械加工行業(yè)進(jìn)行具體區(qū)分：對(duì)于勞動(dòng)密集型行業(yè)，人工智能的突出影響便在于減少用工數(shù)量、提高生產(chǎn)效率；對(duì)于流程型行業(yè)，如化工行業(yè)，人工智能集中作用于低成本定制化生產(chǎn)。

3 人工智能對(duì)機(jī)械加工過(guò)程的影響

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)計(jì)本身是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，整個(gè)工程設(shè)計(jì)需要多方面的理論知識(shí)以及相對(duì)豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)良好的設(shè)計(jì)效果?，F(xiàn)階段的機(jī)械設(shè)計(jì)通常會(huì)采用CAD 系統(tǒng)，但是CAD 系統(tǒng)很難直接進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、搭建數(shù)學(xué)模型。針對(duì)上述種種問(wèn)題，可以通過(guò)人工智能有效克服既往工作中的不足，通過(guò)計(jì)算機(jī)的作用不斷拓展數(shù)值處理的范圍，促使機(jī)械設(shè)計(jì)更加自動(dòng)化[3]。

3.2 機(jī)械制造

實(shí)際上，機(jī)械生產(chǎn)與制造是機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的主要內(nèi)容與核心環(huán)節(jié)。人工智能的應(yīng)用在一定程度上，促進(jìn)了機(jī)械制造的工作效能，不僅能提高機(jī)械制造安全性和機(jī)械生產(chǎn)制造效率，還能減少資源浪費(fèi)等問(wèn)題。

在機(jī)械加工行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，安全問(wèn)題不可忽視。具體而言，機(jī)械加工行業(yè)的安全問(wèn)題主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，分別是機(jī)械制造相應(yīng)形成的質(zhì)量安全問(wèn)題，以及機(jī)械加工制造對(duì)工作人員形成的人身安全問(wèn)題。近年來(lái)我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)一直在不斷發(fā)展，人員安全事故倍受關(guān)注，任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)都有可能威脅到現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全。引發(fā)安全事故的原因有很多，可以分為如下兩大類：

（1）機(jī)械加工行業(yè)技術(shù)落后造成的安全問(wèn)題。由于技術(shù)落后，難以滿足機(jī)械加工制造行業(yè)的生產(chǎn)要求，最終制造形成的機(jī)械產(chǎn)品也難以達(dá)成基本質(zhì)量要求。

（2）工作人員疏忽造成的安全問(wèn)題。部分工作人員由于理念認(rèn)識(shí)不足、沒(méi)有預(yù)先采取預(yù)防措施，在使用機(jī)械設(shè)備時(shí)很容易發(fā)生安全隱患、造成意外事故。

人工智能技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械加工行業(yè)，能夠有效應(yīng)對(duì)機(jī)械制造時(shí)出現(xiàn)的各種安全問(wèn)題，使機(jī)械設(shè)備和運(yùn)行系統(tǒng)緊密結(jié)合，很多時(shí)候不需要人的參與便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化機(jī)械生產(chǎn)與制造，無(wú)論是機(jī)械制造工作效率還是機(jī)械制造質(zhì)量都能得到相應(yīng)改善。特別是一些復(fù)雜精密器件生產(chǎn)工作，通過(guò)應(yīng)用智能機(jī)器人、以機(jī)器代替人工能夠提高機(jī)械生產(chǎn)精度和安全性。當(dāng)前我國(guó)一直在大力推行智能機(jī)器人的應(yīng)用，服務(wù)機(jī)器人占比已經(jīng)達(dá)到30%，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到60 億元。

另外，人工智能還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中機(jī)械的故障診斷。機(jī)械加工行業(yè)涉及內(nèi)容廣泛、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)眾多，將會(huì)應(yīng)用到大量數(shù)據(jù)，如果只是依靠人工測(cè)算檢測(cè)故障，不僅工作壓力大、診斷效率低，還很容易出現(xiàn)計(jì)算誤差。但是引入人工智能，便可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造加工的智能監(jiān)測(cè)，便于故障的排查和處理。

4 結(jié)論

綜上所述，對(duì)人工智能對(duì)機(jī)械加工行業(yè)的影響展開(kāi)分析，具有至關(guān)重要的意義。人工智能促使機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造出現(xiàn)了諸多變化，機(jī)械加工行業(yè)開(kāi)始朝著自動(dòng)化、智能化的方向前進(jìn)。未來(lái)應(yīng)不斷加強(qiáng)人工智能的研究，切實(shí)帶動(dòng)人工智能與機(jī)械加工行業(yè)的有機(jī)相融，不斷提高我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)智慧化水平。