人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用

魏偉

【摘 要】作為新時代產(chǎn)物，人工智能技術(shù)在我國機械設(shè)計制造領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，該技術(shù)的引入對于機械設(shè)計制造領(lǐng)域而言有著積極作用。人工智能技術(shù)不但可以推動機械設(shè)計制造行業(yè)轉(zhuǎn)型，還有著削減人工成本、提升生產(chǎn)效率、優(yōu)化設(shè)計制造流程等優(yōu)勢。目前，人工智能技術(shù)應(yīng)用在機械產(chǎn)品設(shè)計、零件工藝設(shè)計、數(shù)控機床設(shè)計控制、機械產(chǎn)品制造加工以及企業(yè)投資決策等方面。要想充分發(fā)揮人工智能技術(shù)作用，企業(yè)必須做好準(zhǔn)備工作，完善機械設(shè)計制造方案，擁有高質(zhì)量硬件與軟件。

【關(guān)鍵詞】人工智能技術(shù);機械設(shè)計制造;應(yīng)用

引言

在當(dāng)前的信息化時代背景中，我國的機械設(shè)計制造表現(xiàn)出了生態(tài)化、模塊化以及虛擬化的發(fā)展趨勢。人工智能技術(shù)科學(xué)合理地應(yīng)用在機械設(shè)計制造中，能夠提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，促進(jìn)機械制造行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展，也順應(yīng)了科技強國的發(fā)展潮流。在今后的實際建設(shè)工作中，還應(yīng)不斷對技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，讓人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中發(fā)揮出更大的作用。

1人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是一種現(xiàn)代化技術(shù)，具有綜合性較強的特點，它以電子信息系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，對哲學(xué)和社會心理學(xué)等內(nèi)容進(jìn)行了結(jié)合。人工智能技術(shù)作為新型的技術(shù)，具有很強的應(yīng)用性，儀表控制器和數(shù)字多用表是其基本配置，有著非常廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)在計算機技術(shù)的支持下，在機械設(shè)計制造領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，從而促進(jìn)了社會的信息化發(fā)展。在機械設(shè)計制造工作中存在著模型運算不清晰的問題，而人工智能技術(shù)的應(yīng)用有助于這一問題的解決，讓網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更加高效和安全，也提高了信息數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)搜索工作的效率，為用戶提供更良好的體驗。

2機械設(shè)計制造領(lǐng)域自動化發(fā)展的作用及發(fā)展趨勢

2.1機械設(shè)計制造領(lǐng)域自動化發(fā)展的作用

機械設(shè)計制造領(lǐng)域自動化發(fā)展的作用體現(xiàn)在以下兩個方面：一方面，能夠使機械設(shè)計制造工作的效率得到提升。隨著信息化社會的發(fā)展，人工智能技術(shù)應(yīng)用到機械設(shè)計制造中，能夠促進(jìn)機械設(shè)計指導(dǎo)的自動化發(fā)展，提高生產(chǎn)效率，還可以使機械產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模得以擴大，并使生產(chǎn)工作的技術(shù)性和精準(zhǔn)度得到提高，有利于降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。此外，在仿真模擬實驗中，有效地應(yīng)用人工智能技術(shù)，還可以使開發(fā)生產(chǎn)過程中的誤差得到降低，從而讓生產(chǎn)設(shè)計的精確度得到保證，有利于企業(yè)生產(chǎn)出質(zhì)量更好的產(chǎn)品。另一方面，能夠保證生產(chǎn)過程中的安全性，幫助找出生產(chǎn)工作中存在的安全隱患并予以消除。機械設(shè)計制造自動化可以使資源得到更加合理的配置，減少人力勞動使用數(shù)量，并且不容易出現(xiàn)錯誤，有利于機械設(shè)計制造自動化水平的提升。

2.2機械設(shè)計制造領(lǐng)域自動化發(fā)展趨勢

隨著信息智能化時代的不斷發(fā)展，企業(yè)開始重視對人工智能技術(shù)和計算機制圖技術(shù)的應(yīng)用，也提升了企業(yè)的整體發(fā)展水平。遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)和控制技術(shù)由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也取得了很大進(jìn)步，與機械設(shè)計制造自動化生產(chǎn)之間的關(guān)系也越來越密切。機械設(shè)計制造還表現(xiàn)出了生態(tài)化、模塊化以及虛擬化的發(fā)展趨勢，當(dāng)這種趨勢成為現(xiàn)實后，會大大降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，使企業(yè)的生產(chǎn)能耗得到降低，從而促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。

3人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用

3.1在機械產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用

與傳統(tǒng)模式相比，機械產(chǎn)品設(shè)計在融入人工智能技術(shù)后，效率得到了大大提高，在機械產(chǎn)品設(shè)計中使用人工智能技術(shù)，可以提高設(shè)計的完善性。在傳統(tǒng)機械產(chǎn)品設(shè)計中，由于是以人工作為核心力量，所設(shè)計出來的生產(chǎn)方案可能存在不合理現(xiàn)象。而人工智能技術(shù)則可以利用專家系統(tǒng)構(gòu)建模型，在模型中對設(shè)計方案進(jìn)行模擬，從而選擇一種最適合的生產(chǎn)方案。在對數(shù)控機床模塊進(jìn)行設(shè)計時，可通過人工智能技術(shù)搜索與模塊有關(guān)的方案，在構(gòu)建完數(shù)控機床總布局之后實施產(chǎn)品加工。由于人工智能技術(shù)擁有專家系統(tǒng)，和CAD程序相比，專家系統(tǒng)的靈活性和針對性更強，可以對每一個步驟進(jìn)行解釋，如果發(fā)現(xiàn)不合理現(xiàn)象，可快速修改程序。并且，在對機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計的過程中，CAD系統(tǒng)只能夠?qū)逃谐绦蜻M(jìn)行設(shè)計，若中途想修改程序十分困難，而各專家系統(tǒng)之間都有交互性，修改簡便。比如，在對飛機、輪船等結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，只需要給出一個前提數(shù)據(jù)就可完成全部結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)。除此之外，在對齒輪等機械零件進(jìn)行設(shè)計時，通過人工智能技術(shù)只需給出齒輪輪廓范疇或傳動信息就可設(shè)計出一個完整的齒輪。人工智能技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯，在傳統(tǒng)齒輪設(shè)計中，由于沒有考慮到噪音問題，導(dǎo)致最終設(shè)計出來的齒輪在運行時會產(chǎn)生噪聲污染。而借助人工智能生產(chǎn)出來的齒輪，對噪聲有著明確要求，通過專家系統(tǒng)可對齒輪廓形進(jìn)行糾正，系統(tǒng)還會自動生成齒輪零件詳圖，方便技術(shù)人員參考。

3.2在零件工藝設(shè)計中的應(yīng)用

當(dāng)前較為成熟的工藝設(shè)計主要是成阻技術(shù)和工藝編制分析，在后續(xù)的發(fā)展中已經(jīng)逐漸發(fā)展為智能工藝設(shè)計。通常情況下，可將機械零件分成回轉(zhuǎn)軸類零件和箱體零件，因為各零件的孔、角、面不同，所以加工工藝設(shè)計選擇也存在一定差異，所選擇的切削量、時間、成本、刀具、數(shù)控機床類型等各不相同。針對機械零件的工藝設(shè)計，既可以是單臺數(shù)控機床，也可以是加工中心。通過人工智能技術(shù)可把加工零件輸入計算機生產(chǎn)系統(tǒng)中，還可以完成刀具傳輸、數(shù)控機床調(diào)整等設(shè)計工作。國內(nèi)在零件工藝設(shè)計時可借鑒國外現(xiàn)有的工藝設(shè)計理念。比如，法國所開發(fā)的CARI系統(tǒng)可以對幾十種不同形狀的零件進(jìn)行加工，并且其是由LISP語言構(gòu)成的。日本所研發(fā)的TOM系統(tǒng)比較適用于孔加工過程中。英國所研發(fā)的EXCAP系統(tǒng)比較適用于回轉(zhuǎn)零件加工中。當(dāng)前我國針對該方面的研究還停留在工藝編制分析上，與此同時，也有一些大型機械企業(yè)設(shè)計出了較為復(fù)雜的程序。

3.3在數(shù)控機床設(shè)計控制中的應(yīng)用

人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造領(lǐng)域中的應(yīng)用還可以體現(xiàn)在自動化控制技術(shù)上。在對數(shù)控機床進(jìn)行操作的過程中，可以對現(xiàn)有的測量信息進(jìn)行分析和計算，觀察使用參數(shù)是否符合約束要求。比如，在鏜孔當(dāng)中，其切削條件是不能產(chǎn)生太大振動，即便產(chǎn)生振動，也要觀察其振動幅度是否在可允許范圍以內(nèi)，需要經(jīng)過多次實驗來測得。在機械設(shè)計制造中，主要是由數(shù)控機床運行來實現(xiàn)的，然而，在自動化控制系統(tǒng)中存在工業(yè)機器人配合中心，該中心的存在給機械設(shè)計制造提供了良好契機。也正是因為該中心支持，可對數(shù)控機床進(jìn)行嚴(yán)格控制。但自動化控制技術(shù)的應(yīng)用需得到計算機系統(tǒng)幫助，這也意味著企業(yè)需安裝計算機系統(tǒng)才能引入自動化控制技術(shù)。與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比，自動化控制系統(tǒng)優(yōu)勢更為顯著。當(dāng)企業(yè)在對小批量機械產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計制造時，自動化控制系統(tǒng)可高效完成工作，在節(jié)約時間成本的同時，還可降低能耗，有著較高性價比。

結(jié)束語

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，衍生出了一種重要的信息產(chǎn)物，那就是人工智能技術(shù)。當(dāng)前社會中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用非常普遍。社會經(jīng)濟基礎(chǔ)建設(shè)離不開機械制造行業(yè)，機械制造行業(yè)為社會經(jīng)濟基礎(chǔ)建設(shè)奠定了堅實的基礎(chǔ)，信息化時代的到來也為機械設(shè)計制造帶來了廣闊的發(fā)展前景，同時也面臨著更加激烈的市場競爭和挑戰(zhàn)，只有充分利用新型的科學(xué)技術(shù)，才能為社會和人們提供更好的服務(wù)。

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