人工神經網絡在智能機械設計中的應用

摘要：我國的科技在改革開放以來得到了長足的發展和進步，這種發展對智能化機械設計提出了更高的生產要求。在機械設計的過程中，要使得制造過程嚴格的按照相關的標準和要求進行，這樣才能夠使得機械設計行業實現真正的信息化和智能化。

關鍵詞：人工神經網絡;智能化;機械設計;應用

引言

在近些年科技的發展迅速，我國各個領域和產業中都將人工神經網絡技術應用到本領域中。機械的生產加工和設計制造領域也不例外，通過機械設計制造和人工神經網絡技術的有效融合推動了我國高速發展下對工業運轉速度的需求，實現了對操作流程的規范，同時也促進了機械設計行業的生產質量和生產效率的提升。

我國的機械設計行業雖然發展迅速但仍存在著一些不足，例如并沒有完全的把制造的要點和人工神經網絡的技術進行完美融合，并且機械設計中運用人工神經網絡技術的未來發展方向仍有待商榷，如果不從大局觀的長遠發展角度出發進行這項技術的探究，就無法發揮智能化機械設計技術的全部價值。

一、人工神經網絡概述

人工神經網絡屬于較大規模的分布式并行信息處理系統，其主旨在于對人腦的組織模擬上實現對較為復雜問題的系統化解決。人工神經網絡系統和一般的專家型系統相比，具有更為完備的數據系統，并且有著獨特的優勢。首先從處理手段上來看，人工神經網絡系統兼具了聚聯網的非線性動力學特性和聯想記憶處理系統。然后對于表層和淺層的經驗推理以及模糊推理中，這種人工網絡技術系統也非常的適用。在這里值得注意的是，人工神經網絡的特性能夠極大的使得網絡的節點連接點得到確定，并且經過龐大的計算和處理過程將內容向網絡進行傳播，從調整到平衡的整個過程中能夠顯示出人工網絡技術的分布記憶特性和并行計算特性，并且形成進一步的知識存儲，使得知識存儲更加的簡單，運行效率更高。

此外對于人工神經網絡系統而言，具備自我組織和自我學習的功能，這兩種功能可以分為兩種狀態，有導師狀態和無導師狀態，這樣就能夠加速知識的記憶，使得機械設計相關的知識以及設計的要點得到更加快捷的存儲。人工神經網絡同時具備容錯率，在出現問題錯誤時能夠通過網絡信息來還原數據。

二、人工神經網絡在智能機械設計中應用的重要性

時代的發展解放了傳統工人的勞動力，使自動化的生產方式得到了廣泛的應用。在這樣的時代背景下，機械設計制造必須從傳統的制造業中走出來，大力發展自動化工業，全面提升機械設計的質量和生產效率。為新時代我國社會的生產舔磚加瓦。

隨著科技的不斷發展和進步，機械設計制造也朝著智能化的方向發展，不僅減輕了工人的生產壓力，放松了他們的體力，同時也讓機械制造的產量大幅提升，并且得到了以往人工操作所達不到的產品精度。

智能化機械設計就是高新科技和傳統技術的有效結合，提升了生產制造的現代化水平，讓機械加工更加智能化，精細化，提高了機械加工產品的整體質量，并提高了生產效能。其發展使對我國整體工業水平的提高，產品的多元化也滿足了社會的發展的實際需求。

三、智能化機械設計的發展現狀

機械設計制造主要應用于工業機械裝備和機電類機械裝備的設計和開發，也涉及到相關制造業的運行管理。機械的自動化技術是在機械部件生產的過程中進行不間斷的流水生產，極大的提升了生產效率，并解決了生產落后的現象和和產品質量低下的現狀。

智能化機械設計是對眾多科技發展技術成果的整合，是一門獨立的新學科，在對機械的設計制造過程中，通過自動化對生產體系進行整體的改良和完善，使之達到目標生產效率和完成質量。我國目前的機械制造水平相較于國際上的高新水平還屬于發展階段，無法與一些發達國家的機械制造技術相提并論，而且對新技術的引進，自主研發新技術的情況也并不樂觀。

發達國家普遍已經對微型機械進行大范圍的使用，微雕加工，精細加工甚至納米加工的先進技術已經爐火純青。然而這些技術目前還沒有在國內的機械制造行業普及，我國也在自主研發一些高難的精密技術，但仍舊沒有成型的研發結果，因此我國的機械制造行業生產水平仍處于一個較低的位置，不能滿足我國高速經濟發展中對機械制造行業生產效率的需要。

四、人工神經網絡在智能機械設計中的應用

1、滿足對機械功能的需求

機器的自動化設計體系和生產流程一定要滿足相關規定的具體要求，必須在保證設計的過程中擁有一個中心的性能，對信息和能量展開必要的變換之后為整個產業提供所需的信息和能量狀態。

機械自動化的體系把機械生產中的商品和措施融合在一起，從策劃到生產到滿足性能要求全面的服從現代機械智能化和人性化的發展要求。

2、應用先進的技術

采取各種優越的措施是機械生產策劃和自動化的根本保障和關鍵點，不論是機械商品還是管理體系，其所擁有的性能和措施都應該滿足現代機器的智能化和人性化的要求。

（1）各種生產設施的設計要滿足經過生產和處置的相關程序變動之前的形狀，力求增加輸出的效率和保證商品的性能。例如機床，各種生產設施等現代化的機械設備。

（2）能量變換機械。動力設備的設計關鍵是以能量的變換為基礎進行設備設計。例如電動設備，內燃機等等。

（3）信息處理機械。這種機械的設計原則是力求將輸入的資料通過相關處理后得到想要的資料，最常見的資料處置機械有計算機和一些其它的傳真設備等辦公用具。一般情況下把信息處置為主要功能的機械稱之為信息設備，利用信息輸送的方式帶給人們所需要的直觀資料，影像文字等等。

（4）其它性能的機械。必須完全的弄清楚智能化機械設計的關鍵性能，才能夠設計出不一樣的商品。要開拓新的思路和新的視野，把不同機械所擁有的不同活動行為進行歸納統一，然后根據數據來進行機械設計。機械的自動化前景廣闊，在機械的設計中加入設計師的改革和策劃能夠使得機械的自動化更加完整，依靠有效的措施和相關的手段作為支撐，能夠做出符合當下民眾需要的合理設計計劃。

五、人工神經網絡在機械設計中的發展

人工神經網絡技術在機械設計制造領域的應用在實際運行中都是依靠計算機完成的。計算機進行嵌入式編程然后構建整體的使用規則，把計算機程序和機械加工進行功能上的關聯和整合，從而達到一鍵生產，機器自主自動生產的效果，這樣就大大的降低了人力的勞動成本并且提高了效率。

目前對于機械設計制造的人工神經網絡要求就是要實現機械制造的智能化，智能化操控整個工作的生產流程，由于機械加工隸屬于工業范疇，因此有可能在下一步的發展中模擬人腦進行人工智能編程，使整個機械生產流程更加的有規律且效率更高。

我國目前的智能化技術已經得到了一部分實現，并且一部分智能技術處在研發中，生活中的手機就屬于智能化技術的一種體現。而要將智能化技術放到人工神經網絡的機械制造中就需要科技的進一步發展和生產制造流程的生活化。

人工神經網絡技術帶動下的生產流程能夠極大的節省財力和物力，其發展的最終結果就是無人生產，整個流水線全部有機械自主完成，這個目標看似遠大，實則在科技高速發展的今天一部分機械生產廠家已經開始使用。

六、結束語

綜上所述，智能化機械設計的過程中需要大量的資金和技術支持，因此國家應該出臺相關政策來對這項工業生產予以鼓勵和發展，加強科技研發力度，推動這技術向更高更新的領域發展，全面提升機械設計制造行業的整體水平，為我國的工業發展提供助力。

參考文獻：

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[2]楊超，李亦滔.機械設備故障智能診斷技術的現狀與發展[J].華東交通大學學報，2011，2805：23-28.

作者簡介：凌云，1975.10，男，漢，江西尋烏，教師，講師，本科，廣東省輕工業技師學院，智能制造.