淺談人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用與滲透

張俊

摘 ? 要：人工智能在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用充分顯示了其發(fā)展優(yōu)勢，從機(jī)械制造的角度出發(fā)，深入分析了人工智能在這一行業(yè)顯現(xiàn)出來的推動結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，提高生產(chǎn)效率以及創(chuàng)新生產(chǎn)流程等多方面的應(yīng)用優(yōu)勢。綜合現(xiàn)階段機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展需求，提出了機(jī)械制造應(yīng)當(dāng)與軟件的智能化設(shè)計相融合、與故障診斷和修復(fù)相適應(yīng)等兩方面的智能化設(shè)計要求，對未來人機(jī)互動模式、集成機(jī)構(gòu)設(shè)計以及制造性能等方面的智能化應(yīng)用前景進(jìn)行了展望，旨在提升和發(fā)展人工智能在機(jī)械制造行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造 ?智能化 ?發(fā)展趨勢

中圖分類號：U284.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）07（b）-0004-02

時代在不斷發(fā)展，社會也不斷前進(jìn)，機(jī)械制造和產(chǎn)品想要跟上時代的腳步，也應(yīng)該提高自身性能，更加節(jié)約能源，使自己的操作更加簡潔方便，其中智能化在人們心目中的地位尤其高，而智能化在勞動力密集型所起的作用也非常大。經(jīng)濟(jì)正在快速發(fā)展，勞動力的價格也不斷上升，這對很多企業(yè)尤其是制造業(yè)類型的企業(yè)是非常不利的，更是成為了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的阻礙。科技不斷發(fā)展進(jìn)步，計算機(jī)數(shù)據(jù)技術(shù)、信息數(shù)字化技術(shù)等高新技術(shù)的崛起使得機(jī)械制造的智能化得以快速發(fā)展，成為機(jī)械設(shè)計制造及自動化的一股潮流。

1 ?智能化對于機(jī)械制造的意義

1.1 推動轉(zhuǎn)型升級，提高制造業(yè)水平

20世紀(jì)30年代，許多歐美國家興起了機(jī)械制造智能化的潮流，我國的智能化發(fā)展相對落后，在少部分地區(qū)仍舊延續(xù)以前的機(jī)械制造方式，這主要體現(xiàn)在一些中小型企業(yè)，人工勞動力仍舊是企業(yè)生產(chǎn)的主要動力，這對企業(yè)的發(fā)展和升級必定會產(chǎn)生阻礙。而在經(jīng)濟(jì)全球化的環(huán)境中，更加應(yīng)該努力發(fā)展機(jī)械制造智能化，緊跟時代潮流。所以，勇于創(chuàng)新，大力發(fā)展機(jī)械制造的智能化，已經(jīng)成為了我國的迫切需求。而做到這些，也勢必可以促進(jìn)我國制造業(yè)的發(fā)展，推動我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，使我國產(chǎn)品走向更加廣闊的世界。

1.2 提高生產(chǎn)效率，減少人力成本

機(jī)械制造智能化發(fā)展的根本目的就是在此，因為人力成本在機(jī)械制造業(yè)中的比重正在逐漸增大，有時候甚至比原材料的成本還要高，這成為了企業(yè)極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，所以只有努力發(fā)展機(jī)械制造智能化，才能夠緩解這個問題，增加企業(yè)利潤。而在現(xiàn)代制作業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)已經(jīng)不再需要過多的勞動力，只需要操作人員將科技人員編寫好的程序輸入到相應(yīng)的設(shè)備和系統(tǒng)，再放入所需要的零件和材料，機(jī)器本身就可以自行運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了多余勞動力，可以極大的降低人力所帶來的成本，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。

1.3 改造生產(chǎn)流程，提高制造精度

在需要很多人工勞動力操作的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，由于人工始終存在誤差，不能做到完美，所以產(chǎn)品的質(zhì)量和精度幾乎不可能做到完美。加入機(jī)器人，是機(jī)械行業(yè)實現(xiàn)智能化的一條捷徑，因為機(jī)器人具有智能化的設(shè)備和軟件，所以它能夠代替人類完成更加完美的制造，同時也可以讓整個生產(chǎn)加工的流程更加簡單明了，更加科學(xué)流暢。由于機(jī)器人的種種優(yōu)點(diǎn)，越來越多的企業(yè)開始使用機(jī)器人，這在一些高精尖的行業(yè)中更為常見。

2 ?機(jī)械制造智能化的設(shè)計要求

2.1 機(jī)械制造硬件與軟件的智能化設(shè)計

只有硬件基礎(chǔ)發(fā)展到一定的高度，機(jī)械制造的智能化理念才能夠得到實現(xiàn)，同時，機(jī)械制造智能化能夠發(fā)展，也必須建立在這個基礎(chǔ)上。光靠設(shè)計機(jī)械制造并不能達(dá)到目的，與之相關(guān)的軟件技術(shù)也必須發(fā)展起來，比如：電子信息化技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)等，只有機(jī)械制造的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)同時發(fā)展起來，相互合作，互相幫助，才能夠提高機(jī)械制造的操作水平，使機(jī)械制造的系統(tǒng)更加簡單易操作。想要實現(xiàn)這一目標(biāo)，機(jī)械制造的設(shè)計必須跟上，第一步就應(yīng)該做到融合各種軟件技術(shù)，充分發(fā)揮機(jī)械制造應(yīng)有的作用，改善原有的設(shè)計技術(shù)。與之相比，在智能化機(jī)械制造中，計算機(jī)數(shù)據(jù)控制處理技術(shù)十分重要，但也相對復(fù)雜。要想機(jī)械制造可以自主運(yùn)行，完成指令，計算機(jī)數(shù)據(jù)控制處理技術(shù)就需要處理不同的信息，并及時分析反饋這些數(shù)據(jù)，這就要求機(jī)械制造的自動控制技術(shù)可以達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 機(jī)械制造故障診斷和修復(fù)的智能化

有時候因為設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)不夠完善，機(jī)械制造是必然會產(chǎn)生故障的，而人工診斷和修復(fù)對此收效甚微，不能夠完全解決，但是智能化技術(shù)的發(fā)展，讓我們看到了故障徹底修復(fù)的希望。使用智能化手段，機(jī)械制造在工作過程中可以全面分析是否有故障，如果有，也能夠及時分析和診斷，大大節(jié)約了時間成本。其中能否高效可行地處理機(jī)械故障，取決于傳感信號的強(qiáng)弱和信息的處理程度。所以，想要提高機(jī)制造故障診斷和修復(fù)的效率，就必須改善信息處理的狀態(tài)，強(qiáng)化機(jī)械制造智能化。

3 ?機(jī)械制造智能化的發(fā)展趨勢

3.1 人機(jī)互動更為完善，操作體驗更為簡便

機(jī)械制造智能化確實在不斷發(fā)展，但這并不能完全取代人的作用，因為機(jī)械制造也是由人來操控的。而計算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)也為智能化的機(jī)械設(shè)備實現(xiàn)人機(jī)之間相互交流提供了幫助。數(shù)據(jù)化功能也讓操作人員了解了充足的信息，使得人機(jī)信息的交流更加簡潔、方便。CDA等軟件的使用，彌補(bǔ)了手工制圖的缺點(diǎn)，使得設(shè)計周期變短，節(jié)約許多時間，提高了設(shè)計的精確程度。多媒體技術(shù)發(fā)展壯大，它的聲像，圖文信息處理技術(shù)非常厲害，操作人員通過這種技術(shù)可以及時監(jiān)控機(jī)械制造過程中的故障，并及時的進(jìn)行修正，為機(jī)械制造的智能化處理提供了堅實的基礎(chǔ)，對企業(yè)的生產(chǎn)提供了極大的助力，并且有利于企業(yè)的管理層的發(fā)展。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計更加集成，功能體現(xiàn)更加柔性

科學(xué)技術(shù)在不斷地進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)械制造領(lǐng)域也在不斷改進(jìn)，明顯的模塊化和集成化的趨勢就可以看出。智能化的機(jī)械設(shè)備物理體積日益變小，但是功能卻更加豐富，機(jī)械制造系統(tǒng)也可以應(yīng)對更多的生產(chǎn)要求，完成更多的生產(chǎn)條件。可以說，機(jī)械制造的模塊化在某種程度上給出了機(jī)械制造企業(yè)發(fā)展的目標(biāo)，而機(jī)械設(shè)備的微小和柔軟具有巨大的優(yōu)勢，因為這是生產(chǎn)和市場更加需要的。通過加強(qiáng)集成化和模塊化的數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)可以變得更加靈活，發(fā)揮更加多樣的功能，所以可以使產(chǎn)品的功能更加的多樣化，本身也可以有更多的變化，極大地提高機(jī)械制造的靈活性，滿足越來越變化，多樣的市場需求，滿足更多用戶的需要。

3.3 制造性能更加高效，制造過程更加智能

更加精細(xì)的加工制造，微型機(jī)械等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展使得現(xiàn)代制造智能化不斷前進(jìn)。機(jī)械制造設(shè)備上一般都安裝了很多的傳感器和單片傳感器，因為這樣可以大大增強(qiáng)機(jī)械制造的精確度，更好地發(fā)揮出機(jī)械制造設(shè)備的能力。隨著納米技術(shù)獲得了極大的發(fā)展，極有效果地在機(jī)械、電子設(shè)備中和材料技術(shù)中應(yīng)用，與此同時，機(jī)械制造智能化也獲得了飛快的發(fā)展。未來機(jī)械制造的根本內(nèi)容很有可能是納米技術(shù)和超精密加工技術(shù)的結(jié)合，這也極大地增強(qiáng)了機(jī)械制造智能化，使得機(jī)械制造獲得了更高的效率，在這樣強(qiáng)大的技術(shù)支持下，產(chǎn)品也會變得更加可靠，更加讓人信服。

機(jī)械制造的智能化不僅會有以上方面的發(fā)展，它也會多方位，全角度地發(fā)展，更加綠色化，節(jié)能化。并且隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷進(jìn)步，不同機(jī)械設(shè)備網(wǎng)絡(luò)也形成了一個整體，有利于其在機(jī)械制造領(lǐng)域的推廣，讓越來越多的人可以體驗到機(jī)械制造智能化，提高智能化設(shè)備使用的效率。與此同時，機(jī)械制造的環(huán)境將隨著智能化的不斷提高，也將會取代以前產(chǎn)生的不良環(huán)境，變得，更加環(huán)保。這樣來說，既能避免對環(huán)境過于污染和破壞，也有利于操作人員的身體健康。

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