基于人工智能的機械設計制造及其自動化實踐

姚宇軒

摘? 要：在社會經濟快速發展趨勢下，人類社會逐漸走進了機械化、自動化、智能化的人工智能時代。隨著我國機械制造水平的快速提升，機械技術與自動化技術實現了在各個領域的廣泛應用，特別是工業生產行業。機械技術的實踐應用，可在很大程度上提升生產效率，節約人力、物力、財力，還可有效保證生產質量，從而造就了現代化社會對機械設備的依賴。目前大多數生產活動都已與機械密切相關，以此為機械設計制造行業帶來了全新的發展機遇。該文主要針對基于人工智能的機械設計制造與自動化實踐進行了詳細的分析。

關鍵詞：人工智能? 機械設計制造? 自動化

1? 機械設計制造原則

1.1 滿足機器功能需求

機械設計制造應嚴格遵守滿足機器功能需求的原則，所有機器都應就自身功能在各個領域實現有效運用。就工業生產角度而言，機械設計制造應滿足能量、物質、信息三大要求。機械設計制造及其自動化應分別優化處理所輸入的物質、能量、信息，以輸出具備相應特質的物質、能量、信息。機械設計制造及其自動化在滿足功能需求時，主要劃分為兩方面，即機電一體化與機電一體化產品。機械自動化系統的綜合性較強，其中專業領域涉及設計、制造、滿足所需的特定功能，其中滿足特定功能為機械設計制造重中之重。

1.2 以先進技術創新設計

一般情況下，分類系統或產品都是以產品功能為依據。以物質加工為關鍵，加工機器基于物質輸入與信息能量加工，轉變為另一位置與形態的產品，并加以輸出，此方面產品大體是紡織機械與印刷機等。而基于能量加工，動力機械轉換能量與信息，可輸出不同形式能量，即熱能轉變為動能的內燃機。就信息轉化為根本，機器處理所輸入信息與能量，再輸出文字、圖像、聲音等信息，信息機器主要是計算機與傳真機。

2? 機械設計制造及其自動化的優勢作用分析

2.1 可保證生產安全

在生產過程中，保證安全性與穩定性十分關鍵，即質量安全與人身安全。從我國機械生產實現廣泛應用以來，由于機械導致的人員傷亡重大事故屢見不鮮，這主要是因為機械設計制造使用工具相對落后，企業與員工操作時，未有效采取科學合理的安全保障措施，從而遺留事故隱患，最終導致安全事故發生。機械設計制造及其自動化生產是一個完整的、系統的生產過程，既能夠提升生產效率與水平，又能夠實時監控機械設備運行狀態，以便于可針對突發事故采取有效應對策略，在出現緊急狀況時可以快速準確控制，進而大大降低事故發生幾率，保證整個生產過程安全穩定。

2.2 可提升生產效率

機械設計制造及其自動化的應用可在很大程度上提升生產效率與自動化水平。傳統生產過程中，存在大量人工操作環節，人為錯誤或者疏忽極易出現，直接影響整體生產效率。而自動化系統應用于機械設計制造，可基于自動化技術精確化計算與自動化處理，避免手動操作誤差，降低由于疏忽造成的隱患，進而顯著提高生產效率與質量。并且，機械設計制造及其自動化可通過預先設定生產過程，精確化優化設計，以確保生產進度與產品質量。

2.3 便于維修調整

機械設計制造及其自動化，可針對不同客戶生產需要，通過調試生產設備數據，便可生產出各種各樣的產品。在產品質量自檢與在線檢測中也十分便利，可快速發現其中存在的問題，并及時采取有效應對措施加以解決，以此保障產品質量。機械設計制造及其自動化具備多重復合功能，適用于各種產品需要，能滿足各種用戶產品需要。此外，在系統出現故障時，可自動化采取保護措施，強迫故障設備及時停止運轉，避免生產人員接觸故障設備，從而保證設備與人員雙重安全。

3? 基于人工智能的機械設計制造及其自動化發展趨勢

3.1 綠色化

當下生態污染問題日益嚴重，怎樣有效保護環境已成為一項長期、系統的任務，否則將會直接威脅人類生存。尤其是在物質生活水平不斷提升的現狀下，人們開始高度重視生態環境保護問題，積極采取措施改善生態環境，防止環境污染與資源浪費。機械設計制造行業也不例外，所以，綠色環保化也是機械設計制造自動化的一大主要發展趨勢。對此，選擇原料、使用材料、回收材料時，都必須充分基于環保角度，以便于可實現綠色生產與綠色產品生產。與此同時，機械設計制造及其自動化技術的優化與應用既能夠為生產企業帶來良好經濟效益，又能夠充分實現綠色環保生產目標，并基于社會大眾環保節能要求，就生態需求，提升機械利用率，避免不必要的資源浪費，從而實現機械生產綠色環保化發展。

3.2 智能化

隨人工智能時代的到來，機械設計制造發展主要趨勢是智能化與自動化的有機結合。智能化就是機器行為基于控制理論制造，結合人工智能、計算機技術、心理學、生理學等多學科領域，并進行邏輯智能化仿真模擬訓練，促使機械產品形成獨立的邏輯思維評估與推理決策能力，進而實現機械產品的有效操控。目前一些機械產品已具備了良好的智能化特性，但是未來機械設計制造行業將會朝向智能化與自動化有機融合發展方向，從而實現我國機械產品應用水平全方位提升。

3.3 機電一體化

機電一體化即通過既定方式方法合理操控機械技術與電子信息技術，實現二者有機結合，從而獲得新型技術。機電一體化技術是一項復合技術，與多項技術相關聯，具備強大的支持基礎。因此，在機械設計制造中引用機電一體化技術，可科學有效提高機械設備生產效率與水平，提升產品質量。第一，機電一體化技術在實踐應用時，具備較高的精確性，可顯著降低誤差出現幾率。一般來講，機械設計制造過程非常繁雜，而通過機電一體化技術可生動形象地呈現整個生產過程，以便于理解掌握。第二，機電一體化技術具有其自身獨特性，在使用時，安全系數較高，可提供安全、穩定的工作環境。機電一體化技術使用成本較高，部分中小型企業受資金限制難以實現合理應用，但是大型機械企業在設計制造過程中已廣泛應用，且備受機械管理人員與操作人員歡迎。這主要是因為機電一體化技術在使用前需投入既定成本，然而后續使用可有效節約人力、物力等各種資源，且能夠快速提升機械設計制造效率與水平，保證產品質量，從而為企業帶來良好的綜合效益，推動企業實現長遠穩定發展。

3.4 產品設計虛擬化

傳統產品設計時，工作人員需以圖紙為載體完成機械制造，并且在圖紙設計完成之后，還需反復確認，再利用各式各樣的畫圖軟件實現輔助性設計內容，從而有效控制整個生產過程。而在機械設計制造及其自動化過程中，可通過虛擬化產品設計過程，實現對產品設計的全面評估與完善。其中產品內容虛擬化更大程度上是體現于通過信息化技術手段實現短期內產品設計內容，從而提高生產設計工作的效果。

4? 結語

綜上所述，機械設計制造及其自動化已經實現了在我國農業、工業、虛擬設計等各個領域的廣泛應用，并為各行業發展做出了巨大貢獻，在很大程度上提高了此領域發展的現代化進程。而為了保證機械設計制造行業的穩定長遠發展，相關企業還需不斷地積累豐富的經驗，優化與完善相關技術，從而為各個相關行業提供更優質的服務，進而推動我國社會經濟的健康、可持續發展。

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