人工智能在機械設計制造及其自動化中的應用研究

郭玉偉 王蕊

摘 要：隨著智能科學技術的發展，人類已經在不知不覺中步入人工智能化時代，人們的生活和工作、學習也隨之發生了天翻地覆的變化。人工智能技術在制造行業中的應用能夠提高企業生產效率和降低人力勞動投入成本。鑒于此，本文研究針對人工智能技術和機械設計制造及其自動化技術進行了概述，并在此基礎上針對人工智能技術在在機械設計、機械制造、信息處理以及數據存儲中的應用實踐進行了深入探討，希望為今后我國制造業產業升級和轉型提供技術支持。

關鍵詞：人工智能;機械設計;機械制造;自動化;應用實踐

0引言

隨著智能科學技術的發展，人類已經在不知不覺中步入人工智能化時代，人們的生活和工作、學習也隨之發生了天翻地覆的變化。我國作為一個制造業大國，制造業在所有產業中創造的經濟價值占比非常之大，因此有必要采用各種技術手段提升制造業的機械化和自動化水平，以提高企業生產效率，降低人力勞動投入成本。人工智能技術的引用是未來機械設計制造及其自動化發展的大方向，有利于我國制造業產業轉型和升級。

1人工智能技術概述

人工智能不僅僅是計算機科學技術中的一個重要組成部分，而且也是計算機領域比較具有代表性的一項技術，通過深入分析可以發現，該項技術是通過模擬人類大腦思維和意識制造機器，比較常用的有仿真技術、VR技術、語音識別技術等等，由此說明，該項技術涉及的領域和學科非常廣泛。在該項技術最初產生階段，只能在一部分領域得以應用，在人們的日常生活和工作中并沒有發揮其效用，社會總體生產方式仍然是依靠人工。之后是電子信息技術發展時期，人工智能技術開始被廣泛應用在網絡中，但人們對該項技術的認知仍然比較表面，缺乏深入了解。再后來，隨著人們物質生活水平的極大豐富，人們開始更加追求精神方面的滿足，人工智能的作用開始逐漸凸顯，在一定程度上促進了社會的發展和進步，在人們的日常生產和生活中得到了廣泛應用，但技術仍然不夠成熟。

2機械設計制造及其自動化技術概述

該項技術的出現主要是為了滿足人們多元化的需求，同時還能夠實現信息能量轉換，這也是獲得需要信息的關鍵步驟。機械設計制造及其自動化系統從最初的設計階段到最后整個制造過程完成都需要相應信息支持，以確保制造產品與技術的完美融合，從而實現系統的構建。系統主要由機電一體化以及機電一體化產品兩個方面內容，另外還具有設計制造功能。系統的關鍵功能所在主要取決于內部有機關聯組成結構。市面上銷售的機械制造產品各有優勢，特別是在科學技術日趨成熟的今天，機械設計制造自動化創新能力決定了企業在市場上占據的份額和核心競爭力水平。隨著科學技術在機械設計制造中投入比例的不斷增加，設備功能也逐步完善，因此該項技術的發展需要依托先進的科學技術，并在此基礎上進行不斷優化和改進。

3人工智能技術的具體應用實踐

3.1在機械設計中的應用實踐

經濟的快步發展對生產系統的先進性提出了更高要求，以往的機械設計理念比較落后，已經不能滿足時代要求。在此背景環境下，為了順應時代的發展和人們的需求，引入人工智能技術，將機械設計朝著多元化方向發展。該項技術的引用有利于機械設計智能系統的構建，確保整個機械設計過程實現自動化，避免人工操作失誤產生的影響。相比于以往的機械設計理念，引入人工智能技術能夠獲得更加理想的成效，確保整個系統的安全、穩定運行，降低了人力資源投入成本，提高了制造企業的經濟效益。就目前現狀來看，以汽車制造業為例，已經引入了人工智能技術，并該項技術進行了創新，這也是未來機械設計領域發展的總趨勢，而且設計作為制造業的第一步非常關鍵，有必要樹立創新理念，結合時代發展需求，不斷提升機械設計水平，為制造企業生產發展提供技術支持。

3.2在機械制造中的應用實踐

在機械制造過程中引入人工智能技術不僅能夠大大提高企業生產效率，而且能夠保證產品生產質量。同時，將人工智能技術與機械制造進行有機結合能夠實現系統的自動化管理和控制，能夠較好地滿足市場的個性化需求，符合柔性制造理念。一般生產制造企業生產的產品都是按照一定規格的，但也有個別客戶需要私人訂制，這種情況下，機械制造系統能夠通過智能調整和處理，生產出滿足用戶要求的產品。生產制造企業車間中機器人的應用屢見不鮮，機器人代替人工作業更加高效，而且能夠滿足人們的多元化要求。

3.3在信息處理中的應用實踐

現階段，機械設計制造及其自動化系統在傳輸信息過程中需要利用電子信息傳輸系統，如果需要傳輸的信息量非常龐大，這個傳輸過程很容易發生錯誤，特別是電子信息傳輸系統的問題，為了克服這些問題，確保自動化系統所需信息傳輸的準確性、及時性和完整性，需要采用人工智能技術。該項技術的引入能夠實現對傳輸信息的實時監測，及時發現問題，解決問題，確保自動化系統所需信息傳輸的準確、及時和完整。隨著制造企業生產效率的不斷提升，自動化系統在運轉過程中產生的信息量越來越大，這讓電子信息傳輸系統面臨的壓力也是越來越大，對人工智能技術的應用要求也就更高。如果信息在傳輸過程中發生錯誤或丟失，必然會影響最終生產產品的質量，因此，信息傳輸環節至關重要。

3.4在故障識別中的應用實踐

自動化系統非常復雜和龐大，如果需要對該系統進行調整，以達到預期目標，就需要進行大量計算，但如果需要計算的數據量極其龐大，那么利用人工進行計算就很難實現，而且會花費大量的時間和精力，加上計算過程中難免會有人為錯誤，最終影響生產產品質量。為了獲得更加精準的計算結果，可以采用人工智能技術對自動化系統數據信息進行統計、分析和處理。此外，利用人工智能技術還能夠實現自動化系統機械設備故障識別，并發出預警和給出專業解決對策。自動化系統中一旦有機械設備發生故障且得不到及時有效的處理，必然會對后續的生產制造產生影響，嚴重的還會讓整個自動化系統無法正常運行，由此可見，人工智能技術故障識別功能的應用意義重大。

3.5在數據存儲方面的應用實踐

神經網絡系統是通過模擬人類大腦神經系統構建的，具有龐大的存儲空間，而且能夠確保存儲數據信息的準確性，這也是其優勢所在。換言之，神經網絡系統可以通過模擬結構的方式實現數據信息分析和參與值計算。由于神經元具有結構緊密、穩定的特點，在處理大規模數據時仍然能夠實現準確、高效處理，且擁有較高的智能化水平。自動化系統中龐大的數據量也可以利用神經網絡系統進行存儲。一些西方發達國家已經開始應用該項技術，并通過實踐證明了其可行性。

4結束語

現階段，我國機械設計制造及其自動化正處于飛速發展階段，人工智能技術的應用是必然發展趨勢，因此要進行不斷改革和創新，在自動化系統中融入多種先進的人工智能技術，通過優勢互補提升制造企業的生產效率和生產質量。隨著人工智能技術在自動化系統中應用層次的不斷加深，社會經濟水平也會得到不斷發展。

參考文獻：

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作者簡介：

郭玉偉（1987.03-），男，民族：漢，籍貫：內蒙古赤峰市，研究方向：機械設計及自動化。

（沈陽飛機工業集團物流裝備有限公司，遼寧 沈陽 110000）