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

張駿

摘 要：在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大的情況下，要想在市場(chǎng)中占有一席之地，最重要的就是保證自身的優(yōu)勢(shì)，加大創(chuàng)新力度。在制造和生產(chǎn)的過(guò)程中更加注重智能化和自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的轉(zhuǎn)型升級(jí)，更好地推動(dòng)自身社會(huì)效益的發(fā)揮。這也意味著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)尤其是機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)在面臨更廣闊市場(chǎng)的同時(shí)，也面臨著更多的風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)。如何在現(xiàn)代化市場(chǎng)中穩(wěn)固基礎(chǔ)且實(shí)現(xiàn)新型技術(shù)的運(yùn)用，是當(dāng)下機(jī)械制造業(yè)面臨的主要任務(wù)之一。文章就信息化時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的人工智能技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化

引言

所謂機(jī)械加工，指的是使用加工機(jī)械改變被加工工件外形、尺寸、性能的過(guò)程。機(jī)械加工行業(yè)為其它工業(yè)企業(yè)源源不斷地生產(chǎn)出機(jī)械設(shè)備、零件、產(chǎn)品，因此，機(jī)械加工行業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)化的基礎(chǔ)。2000 年以來(lái)，我國(guó)工業(yè)化速度不斷加快，數(shù)百種工業(yè)產(chǎn)品數(shù)量超過(guò)美國(guó)、俄羅斯、日本、歐盟 28 國(guó)，高居世界第一位。在我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程中，機(jī)械加工行業(yè)功不可沒(méi)。但我們必須看到：相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)在技術(shù)上依然較為落后，存在著許多問(wèn)題。為促進(jìn)機(jī)械加工行業(yè)進(jìn)一步向前發(fā)展，必須正視這些問(wèn)題，必須在機(jī)械加工領(lǐng)域中推廣智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)。

1.目前機(jī)械制造人工智能發(fā)展的具體現(xiàn)狀

機(jī)械制造的智能市場(chǎng)正處在快速增長(zhǎng)的發(fā)展階段，實(shí)現(xiàn)這一方式的公司數(shù)目增加了近 50%，機(jī)械制造中的智能化應(yīng)用正在得到改進(jìn)，其應(yīng)用范圍正在擴(kuò)大。機(jī)械制造已從傳統(tǒng)的手工方法轉(zhuǎn)向智能操作，新的機(jī)械制造技術(shù)也在升級(jí)，因此出現(xiàn)了降低勞動(dòng)力成本的趨勢(shì)，發(fā)展機(jī)械制造方面的智能化的新趨勢(shì)，這種趨勢(shì)會(huì)一直提高生產(chǎn)的精確度，提高生產(chǎn)效率，為未來(lái)機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展創(chuàng)造機(jī)會(huì)。例如，在高污染工業(yè)、高風(fēng)險(xiǎn)工業(yè)和地下作業(yè)中，明智地將其用于機(jī)械制造有助于人的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。當(dāng)前，我們最熟悉的智能化莫過(guò)于我們手機(jī)制造的智能化了，手機(jī)屬于小型機(jī)械，目前這類的人工智能化的發(fā)展是飛躍性的，我們?cè)谏钪械姆椒矫婷娑紩?huì)用到這些智能化的東西，手機(jī)可以遙控空調(diào)、電視、冰箱、甚至在公司和學(xué)校就可以遙控家里做飯。當(dāng)然，這些智能化的科技會(huì)更多的偏向于我們迫切需要的領(lǐng)域或者是備受大家歡迎的領(lǐng)域。但是目前除了在一些大城市和大型領(lǐng)域，其它一般的機(jī)械制造中智能化利用率低，管理系統(tǒng)尚未大規(guī)模發(fā)展，這在某種程度上妨礙了機(jī)械制造中智能化的發(fā)展。所以，我們?cè)诠ぷ鞯姆止ず鸵院蟮拈L(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向上，我們應(yīng)該有全面系統(tǒng)的智能化發(fā)展的規(guī)劃和藍(lán)圖。

2.目前機(jī)械制造人工智能發(fā)展技術(shù)方面的相關(guān)問(wèn)題

機(jī)械制造方面的智能化是以完整的設(shè)計(jì)和機(jī)械數(shù)據(jù)流的配置為基礎(chǔ)的，因此，計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)設(shè)備的方案規(guī)劃管理必須得到優(yōu)先考慮，目前大多數(shù)企業(yè)不再使用圖紙進(jìn)行規(guī)劃。機(jī)械制造已從傳統(tǒng)的手工方法轉(zhuǎn)向智能操作，新的機(jī)械制造技術(shù)也在升級(jí)，因此出現(xiàn)了降低勞動(dòng)力成本的趨勢(shì)，發(fā)展機(jī)械制造方面的智能化的新趨勢(shì)，這種趨勢(shì)會(huì)一直提高生產(chǎn)的精確度，提高生產(chǎn)效率，為未來(lái)機(jī)械工業(yè)的蓬勃發(fā)展創(chuàng)造機(jī)會(huì)。隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)和人工智能的大力發(fā)展，機(jī)械取代人力在我們生活和工作的各個(gè)領(lǐng)域都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，機(jī)械智能化從無(wú)到有，從低級(jí)到高級(jí)，從局部到全面，從單個(gè)領(lǐng)域到社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都有著不同程度的發(fā)展和壯大，我們社會(huì)的各個(gè)階層在機(jī)械制造智能化方面也在進(jìn)行這不同程度的探索，然而，由于我們的硬件和軟件開發(fā)速度緩慢，軟件需求和能力之間缺乏匹配，以及機(jī)械操作所需的計(jì)算機(jī)使用率低。因此，我們信息技術(shù)的發(fā)展在很大程度上取決于國(guó)家的技術(shù)能力，國(guó)家的機(jī)械制造速度緩慢，運(yùn)行水平相對(duì)緩慢，這給我們機(jī)械制造智能化帶來(lái)了一些阻力和障礙。因此在這方面，我們國(guó)家應(yīng)該給予相應(yīng)的支持和幫助，為機(jī)械制造智能化方面的發(fā)展掃清一切障礙，鼓勵(lì)整個(gè)社會(huì)的工作人員，如學(xué)生、教授、研究員等為機(jī)械制造智能化的發(fā)展獻(xiàn)策獻(xiàn)力。

3.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

人工智能是集現(xiàn)代化電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和思想領(lǐng)域的學(xué)科宗旨于一體的先進(jìn)信息產(chǎn)物，它相較于以往傳統(tǒng)的電子技術(shù)而言具有更為明顯的時(shí)代優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)行速率和綜合性能方面都有了質(zhì)的跨越。人工智能的整體發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由淺入深、層層遞進(jìn)的過(guò)程。根據(jù)上文中所敘述的當(dāng)下人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀和自身特點(diǎn)，可以將它在機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)中的具體運(yùn)用大致分為以下幾點(diǎn)。

3.1推演

人工智能系統(tǒng)中較為關(guān)鍵的應(yīng)用環(huán)節(jié)在于自身的推理系統(tǒng)，當(dāng)下發(fā)展程度尚處于較為模糊的階段。在具體過(guò)程中的體現(xiàn)便在于通過(guò)對(duì)相應(yīng)人類思維模式和人類行為方式的模擬和參考，形成固定的數(shù)據(jù)集合系統(tǒng)，作為機(jī)械產(chǎn)業(yè)中設(shè)計(jì)制造依靠的基礎(chǔ)和保障。它可以在推理模仿的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出較為清晰明了、客觀準(zhǔn)確的信息，能很好地指導(dǎo)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的實(shí)際操作。當(dāng)下這一技術(shù)的發(fā)展尚未成熟，還需要進(jìn)一步摸索，在具體運(yùn)用中也會(huì)出現(xiàn)設(shè)備連接不到位等出現(xiàn)的問(wèn)題。

3.2傳輸

信息數(shù)據(jù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的傳輸，就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在人工智能中的鮮明體現(xiàn)，它映射了人體大腦與身體等其他部分實(shí)現(xiàn)信息的交流和共享。在機(jī)械制造設(shè)計(jì)中，也是通過(guò)信息的輸送和設(shè)定來(lái)完成設(shè)備的操作和運(yùn)行，在這種技術(shù)下，信息傳播的高效性和安全性都能得到較為可靠的保障。同時(shí)，信息的儲(chǔ)存和收集也相較于以往來(lái)說(shuō)也有了層次化的發(fā)展。并且，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也可以自動(dòng)分析數(shù)據(jù)保護(hù)和儲(chǔ)存的重要性。在機(jī)械制造中主要體現(xiàn)在設(shè)備的運(yùn)行和管理上。

3.3診斷

人工智能系統(tǒng)中較為重要的優(yōu)勢(shì)之一便在于它能為機(jī)械設(shè)計(jì)制造提供故障診斷。這不僅僅能為企業(yè)的發(fā)展節(jié)省投資成本，也能更好地促進(jìn)機(jī)械制造相關(guān)設(shè)備的維修和保護(hù)，保證系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。故障診斷包括故障的檢查和處理兩個(gè)方面。人工智能系統(tǒng)可以對(duì)機(jī)械制造設(shè)計(jì)的具體運(yùn)行情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)督和審核，它能依靠人為收集的數(shù)據(jù)信息和自身的監(jiān)督信息來(lái)分析機(jī)械運(yùn)行的整體狀況，若是發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中的情況符合儲(chǔ)存信息中故障出現(xiàn)的要求，人工智能就能進(jìn)行及時(shí)的反應(yīng)和預(yù)警。并且能為相關(guān)維修主體提供科學(xué)合理的應(yīng)對(duì)依據(jù)。

3.4信息

在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，電子信息的輸入和監(jiān)管受到技術(shù)的限制，并不能保障絕對(duì)的安全和可靠。尤其是對(duì)集中化規(guī)模化的機(jī)械生產(chǎn)而言，電子信息系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤和卡頓的頻率就會(huì)更高。人工智能在電子信息系統(tǒng)的構(gòu)建上就可以很好地避免這些問(wèn)題，它能對(duì)信息的輸出和存儲(chǔ)進(jìn)行全方位的監(jiān)管和審核，保證信息輸送的高效率，并且也可以擴(kuò)大信息輸送的數(shù)量。這樣就能很好地適應(yīng)機(jī)械的大規(guī)模生產(chǎn)制造，也能為設(shè)計(jì)提供更好的信息保障，從整體上促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平的提高。

4.結(jié)束語(yǔ)

在機(jī)械加工領(lǐng)域全面推廣智能制造，有助于國(guó)內(nèi)機(jī)械加工行業(yè)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，有助于打造中國(guó)機(jī)械加工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的新優(yōu)勢(shì)。因此，我們應(yīng)當(dāng)進(jìn)行更加充分、更加精細(xì)的可行性研究，把這項(xiàng)事關(guān)中國(guó)機(jī)械加工行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重大任務(wù)做好。

參考文獻(xiàn)：

[1] 彭昊 . 大數(shù)據(jù)時(shí)代人工智能在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用 [J]. 電子技術(shù)與軟件工程 ，2018（20）：169.

[2] 顏睿 .“中國(guó)制造 2025”對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)影響探討 [J]. 南方農(nóng)機(jī) ，2019，50（19）：119.

[3] 夏端武 ， 薛小鳳 . 智能制造技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究 [J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 ，2018（2）：206-209.