人工智能在機械自動化中的運用

努麗亞·艾拉木江

（阿克蘇地區庫車中等職業技術學校 新疆維吾爾自治區阿克蘇地區庫車市 842000）

人工智能在機械自動化領域應用屬性的顯現，主要是基于我國產業轉型升級背景下，機械制造業的技術升級改革運動。倡導通過在機械自動化過程中融入人工智能技術，來促使機械自動化可以更好的與電子技術、信息技術、計算機技術實現功能與知識方面深度融合，使機械自動化系統中一些容易出現的故障性問題得到更好的改善，降低機械自動化故障的發生率，促進機械生產效率的提升。

1 相關概述

1.1 人工智能

人工智能英文簡稱AI，又稱作機器智能、智械。指的是在對計算機程序進行不斷模擬開發的基礎上，通過功能的延伸，使機器在邏輯思維、行為方式上表現出人類所具有的智慧。基于人工智能目標要求，其研究領域已經從計算機科學拓展到了心理學、語言學、哲學、生物學、等學科領域。在人工智能強大的機器學習作用下，一些繁雜而困難的工作可以由人工智能替代人力，這樣不僅可以大大減輕人力工作負擔，更有助于工作效率的提升。在倡導以計算機技術創新發展，實現產業轉型升級的新時代背景下，人工智能作為一門新興技術形式，憑借自身強大的功能優勢，已經成為了如今互聯網行業的熱點話題，是引領社會信息化升級發展的潮流所在。

1.2 機械自動化

自動化即在無人干預的狀態下，機器裝置依然可以按照預定的指令，進行自動化操控。機械自動化是在自動化的基礎上發展而來，指的是機器裝置以機械的形式來呈現出自動化控制。作為自動化的一個重要分支，機械自動化概念的提出，將機械生產從人工操控提升到了一個更高的層次，可以在自動化控制系統的作用下，實現機械的無人操控。可最大程度降低勞動強度，實現機械生產效率的提升。如今在產業升級的助力下，機械自動化已經被廣泛應用在了工業制造、生產管理、產品設計等多個方面，并結合電氣工程、電子技術實現了功能上的拓展。

2 智能型機械自動化的顯著優勢

智能型機械自動化是在社會經濟、科技迅猛發展背景下應產業轉型升級的迫切需求而逐漸產生和發展起來的，是時代發展的結果，代表了如今機械制造領域最前沿科技成果。在傳統的機械自動化基礎上，加入人工智能的強大輔助效用，能夠有效彌補傳統機械自動化技術上的一些缺陷和弊端，使操作人員能夠在一系列計算機固定程序的作用下，對機械發送運行指令，進而確保機械能夠充分按照操作人員要求進行運轉。具體而言，相比較傳統機械自動化，智能型機械自動化在實踐中所顯現出來的主要優勢有以下幾點：

2.1 有助于解放生產力，實現生產效率的提升

機械自動化與互聯網、數字化、信息化、智能化等先進技術的結合，能夠在技術優勢的作用下賦予機械自動化更為強大的生產力。不僅能夠依托機械各部件智能單元作用的發揮，保障機械可以按照相關規定自動運行，降低由人為不良操作產生的各種失誤情況的發生，實現機械生產效率的提高。此外，智能化技術的加入還可以使機械可以完成一些復雜性、危險性較高的操作，進而完全替代人工，切實保障生產人員的生命安全。

2.2 擁有高度的集成性

智能型機械自動化之所以擁有顯著的功能優勢，是由于其結構由眾多擁有多種自動化優勢的電氣設備組合而成，在這些設備技術優勢的集成作用下，智能型機械自動化才可以按照預先程序設定完成相應的工作。與此同時，高度集成性特征的存在，也為智能型機械自動化后期部件整合、系統升級等奠定了堅實的基礎。

2.3 擁有較強的適應力

相比較而言，智能型機械擁有以往任何一種機械都不具備的自適應能力。在生產實踐過程中，可依托自身配置的互聯網系統、計算機智能系統以及系統配置的大數據庫，對工作環境、對象等相關信息進行智能化記錄、采集，在對這些數據進行集中化分析、處理的基礎上，形成系統反饋機制，由此來反作用于機械本身，使其能夠實現潛在新功能的不斷挖掘。從而促使機械可以在最短的時間內，融入到工業制造、農業生產、服務業等社會各領域當中。

3 我國智能型機械自動化發展現狀

3.1 主要成績

近年來受我國科技制造業迅猛發展的影響，我國機械自動化發展程度日益加深。與以往相比，我國人工智能與機械自動化融合程度不斷加深，智能型機械自動化發展水平已經上升到了一個新的臺階。從技術層面來看，為追趕世界制造業發展的腳步，我國一些企業在近年來，不斷加大技術攻堅力度，突破了伺服電機、伺服控制、減速機等核心零部件技術難題。這為核心零部件生產、應用的國產化奠定了堅實的基礎，使我國的機械自動化開始脫離對國外核心技術的依賴；從產業鏈構建角度來看，如今隨著我國智能型機械自動化需求市場的逐漸擴大化，人工智能機械設備下游需求商為滿足自身迅速膨脹的采購規模，開始向智能機械自動化設備生產商轉型。而智能型機械自動化設備龍頭企業則將自身發展的重點放在了新技術的研發方面。由此我國已經基本形成了由零部件企業、系統集成商、本體制造企業所共同組成的一個完整產業鏈。

3.2 存在的不足

雖然目前我國在智能型機械自動化領域已經取得了顯著的成績，逐漸向著國際化水平靠近，成為了國際公認的機械制造大國。但受各方面現實影響，我國在許多方面仍存在一定的發展空間，相比較英美等智能型機械自動化制造強國而言，未來要走的路還很長。縱觀我國當前在智能型機械自動化發展綜合情況來講，現階段存在的顯著性問題主要可以歸結為以下幾點：

（1）智能型機械自動化管理技術缺乏充足的實踐經驗，在各方的共同努力下雖然已經形成了一套完整的技術管理體系，但這些內容多存在于理論層面，未能夠在市場上得以廣泛普及和推廣。這不僅不利于智能型機械自動化規范化發展，更難以為技術管理理論的更新、調整提供充足的空間

（2）智能型機械自動化在協調性方面的發展顯現出了薄弱性的一面。雖然在人工智能技術的作用下，機械自動化擁有了顯著的環境適應能力，能夠被很好的應用于多種作業場景當中。但基于工業生產的復雜性，不同場景中往往會涉及到多種機械設備，需要在這些機械設備的綜合協調之下來共同完成生產作業工作。但從以往的實踐來看，我國的智能型機械設備在協調作業方面表現較差，不能按照生產計劃進行協調、支持作業。此種情況的存在，不僅會導致生產工期的延長，還會因機械之間協調低效而導致生產作業成本的增加，最終違背了智能型機械自動化產生發展的最終目的。

（3）對于智能型機械自動化的生產加工，目前仍然缺少一套全面、詳細的智能監管系統，大多數企業仍然通過人力監管作用的發揮，來對其生產加工進行監督管控。殊不知智能型機械自動化涉及到了復雜的機械元件以及運行系統，這些都是人力無法有效掌控的，長此以往只會大大增加智能型機械自動化設備生產問題的發生，導致其系統漏洞的存在。這些對設備使用壽命的延長都是極為不利的。

4 人工智能在機械自動化中的運用

4.1 人工智能在機械自動化中效能的發揮

伴隨著人工智能技術的不斷發展和完善，當前基于機械自動化轉型發展的迫切需要，人工智能已經被廣泛運用到了機械的設計、制造、信息處理、故障診斷等過程當中，人工智能效用的發揮，極大的促進了機械自動化功能的提升。具體來講，人工智能在機械自動化中效能的發揮主要體現在以下幾點：

（1）人工智能在機械自動化設計中的運用。時代的巨變，使得傳統的機械設計理念不再適用于當今行業需求。人工智能技術的采用，賦予了機械設計多元化發展的可能。使原本依靠人力操控的機械自動化，能夠在智能系統的輔助下，脫離人員操控，實現充分的自動化、自主化。在提高機械生產運作效率，減少人力、物力成本投入的情況下，促使企業實現了生產經濟效益的提升。

（2）人工智能在機械制造中的運用。機械生產制造涉及環節較為繁復且存在一定的難度，尤其是涉及到精密器件的生產還對產品的精準度提出了較為苛刻的要求。將人工智能技術引入到機械制造當中，以器械人操作來替代人工，可最大程度保障機械生產的按規完成，能夠有效避免因人員操作不當所帶來安全、質量問題。

（3）人工智能在信息處理中的運用。無論是過去還是當前，機械要想實現自動化這一目標，在生產制造過程中都會涉及到大量的信息傳遞，這些信息是支撐機械實現自動化功能的基礎所在。但以往的信息傳遞主要依靠電子信息傳輸系統來進行，礙于系統本身的局限性以及承載量問題，使得信息傳輸過程中時長出現信息漏傳、誤傳等情況，對機械自動化生產造成了極大的阻礙作用。人工智能技術的引入，使得機械自動化信息傳輸能夠時刻處于人工智能的監測下進行，一旦出現問題便于及時解決和處理，能夠最大程度確保所傳輸信息的完整性，保障機械制造活動的順利開展。

（4）人工智能技術在機械故障診斷中的運用。機械設計制造本身就是一個龐大的工程，加之各種自動化功能，該項目更是成為了一個涉及到大量數據計算的復雜度極高的工作。在機械的生產制造以及后期維護保養過程中，如若單純的依靠人工測算的辦法進行故障查詢。不僅診斷效率不高，且容易出現計算誤差，由此而對故障點的準確研判造成一定的阻礙作用。人工智能技術的加入，可以結合日常機械監測數據在系統中的錄入，依照系統固定的故障推理機制來準確找尋到故障點。并在大數據系統的作用下，使檢修人員可以快速找尋到以往相關故障案例，并將其故障解決方案顯示出來。這樣有助于機械故障的及時排除與處理。

4.2 智能型機械的實際運用領域

隨著智能型機械優勢功能的逐漸顯現，智能型機械在如今社會各領域均有著廣泛的應用。如，大型農業生產、工業生產、醫療衛生等領域都可以看到智能型機械的身影。

（1）在農業生產領域的應用。繼歐美等發達國家后，我國也正在朝著智能型農業機械生產邁進。以農業激光平地機為例，該機械在定位農業機械的基礎上，融合了人工智能、激光技術、GPS 等先進技術。不僅能夠準確定位作業目標位置、對象，還可以在激光信號的作用下實現自我作業功能、行為的不斷優化；而智能旋耕機的出現，可以在多傳感器融合技術、北斗導航技術的作用下，使機械可以全自主作業，大大降低了農民勞動強度。如今隨著5G 時代的到來，2020年9月國家農機裝備創新中心正式向外公布了由其研發的我國首臺氫燃料智能5G 拖拉機，可在5G 通信技術、攝像頭以及雷達的作用下，實現自動化駕駛作業。

（2）在工業生產領域的應用。隨著我國制造業的崛起，目前我國已經真正成為世界制造大國。在生產構造日漸復雜化的背景下，人工操作已經難以滿足工業生產的需要，智能型機械自動化設備的采用，可大大提高工業生產效率。越來越多的企業已經認識到人工智能+產線機器人將其未來很長一段時間內，我國工業生產制造領域的主要發展趨勢。機器人的介入不僅可以充分替代人工勞動，在高速運轉的基礎上充分達到流水線重復性工作任務要求。并且相比較高昂的人工成本而言，機器人投入較低、可靠性、使用壽命都表現較好，可以滿足如今機械自動化生產需要。在 “十三五”規劃當中，機器人成為了會議出現頻率最高的詞匯，被視為推進產業化發展的重要一環。《機器人產業發展規劃（2016—2020年）》的推出，更是為機器人在產業領域的廣泛應用與發展提供了政策保障及引導效用。

（3）在醫療衛生領域的應用。智能型機械自動化更是早已成為了我國醫療衛生領域發展必不可少的一個重要因素。智能型機械自動化設備的采用，使得醫護人員可以突破自身局限，對各種病癥進行檢測和臨床處理，這不僅是機械自動化領域的發展，更是醫學界的一大發展。如我國常見的腹腔鏡手術、機器人心臟微創手術等都屬于極具代表性的智能型機械自動化，能夠在人工智能的作用下起到一種“化繁為簡”的作用，使大型手術變為了廣大醫生都可以普遍操作的小手術，大大提高了手術的成功率。為進一步提升我國智慧醫療水平，我國衛健委于2019年3月國發布了《醫院智慧服務分級評估標準體系（試行）》，指出在未來的發展中，我國各地醫院要將智慧醫療服務正式納入到智慧醫院建設目標任務當中，在信息技術的作用下，不斷提高醫院醫療服務智慧化水平。

5 小結

綜上所述，人工智能在機械自動化中的運用顯現出了強大的功能優勢，有助于機械自動化生產效率的大幅度提升，這對于我國的社會發展而言意義重大，是我國走向世界制造強國的關鍵一步。在未來的工作中，我們要繼續加大對智能型機械自動化的研究力度，結合市場發展需要，對其潛在功能、優勢進行深入的挖掘，由此來推動智能型機械自動化在社會各領域的廣泛運用。使社會越來越多的人能夠看到、感受到人工智能機械自動化為社會所帶來的新變化。