人工智能在機械設計制造及其自動化中的應用

徐帥

（青島高新城維實業有限公司，山東 青島 266000）

引言

當前機械制造業可以為各個工業企業的生產提供了大量的設備和相關的零部件。因此，在機械制造為實現現代化和工業自動化提供了相應的基礎。因此，為了實現機械設計制造及其自動化水平的全面提升，就需要將人工智能等應用到其中，也就為機械制造行業的發展提供動力，也就使得行業的發展速度大大提升。但是從人工智能發展和應用的角度進行分析，我國的發展與一些先進的國家還存在著差距，需要正確分析和看待當前工作中存在著的一系列問題，也就使得機械制造行業獲得更為強勁的發展動力，切實提升人工智能技術在機械設計制造及其自動化領域的工作能力。

一、人工智能與自動化

智能化技術是在計算機技術、大數據技術、無線網絡傳輸技術以及仿真模擬技術、智能控制技術等多種現代信息化技術而開發和應用的一種智能化技術，在多項技術的協同作用和長期的應用之下形成了人工智能技術，在當前的發展中也有著很好的應用。對于人工智能技術而言的特點是明顯的綜合性，結合了語音識別技術和虛擬現實技術的突出優勢等進行全方位的應用。它的研究還涉及各學科專業領域的知識交叉，具有高度的復雜性。在人工智能技術誕生的時期屬于計算機的高速發展階段。各項技術的綜合性發展的工作階段中實現了信息技術的大規模提升，在這一時期的發展中人們的生產生活方式和社會方式都發生了極大程度的變化，信息建設和發展的水平不斷提升，這也就使得人工智能技術在生產生活中有著更加廣泛的應用。人們的日常生活中已經被人工智能技術包圍，這些技術的應用也就使得智能家居和電器的控制等為人們的生活提供了極大的便利程度，也就人工智能軟件也就成為人們生活中的一部分。因為當前技術方面的一系列限制，后續的整體性能提升還需要不斷努力。

二、機械設計制造及其自動化特點

（一）綠色生態

現代化的機械設計制造改變了以往人們對專業人員的依賴和要求，大部分的操作生產都通過自動化機械來完成，有效避免了因專業人員的操作失誤 而影響到生產的精準度，減少了人為因素對生產的干擾，使得回收和低檔次產品數量大幅度降低，實現了資源的高效利用。目前的機械生產制造主要依靠電能，與我國可持續發展理念相吻合。現代化的機械 設計制造弱化了對專業人員的依賴，借助于電腦程 序來控制機械生產質量，規避了因機械設計制造的 出錯率，在確保產品質量的同時，也避免了企業能源 的浪費。此外，由于機械設計的設計原則是綠色、生 態和人性化，從設計之初便對傳統的制造模式做出 改變，確保機械產品功能的環保性，以及機械制造中 具有綠色生態特征，這在很大程度上減少了產品對 生態環境的影響，實現了綠色可持續的發展理念。即 設計決定生產，設計理念改革帶動生產變化。

（二）高效利用

高效主要體現在生產效率以及生產材質、資源和能耗兩個方面。對于傳統機械生產來說，工作人員需要在依據生產規則和規范的基礎上進行操作和監 督，會花費大量時間；而現代化機械設計制造只需要通過機械和電腦程序對生產進行控制，有效降低人 工成本的同時，還可體現出生產操作的規范性水平，有效縮短了生產時間，使得機械自動化生產效率得到了提升。此外，通過先進的自動化技術連接網絡處 理各種信息，相較于傳統人工操作，其處理速度和準 確率均得到了提升。由于網絡和大數據具有較高的技術水平，將各種先進的信息技術應用到自動化生產中，可以有效提升自動化水平，確保機械制造產品的生產質量及效率，實現生產產品的精準化，進而推 動機械設計制造及其自動化實現高效發展。

（三）品質安全

對于傳統機械制造生產來說，因其主要以手工機械操作為主，人工操作過程中有較大的失誤率，且容易發生安全方面的事故，存在較大的安全隱患，嚴 重影響著工業發展。當前，在機械生產的過程中對現 代科學技術進行了充分利用，工作人員借助于電腦 程序控制，實現了機械生產的自動化。同時將各種信 息技術和網絡設備相結合，實時監控機械制造情況，可在第一時間發現安全隱患，并采取科學有效的處理方法。此外，自動化生產還改變了工作環境，在實時監控體系的基礎上確保了機械生產的連續性，解 決了機械設計過程出現的各種問題，進一步保障了 生產質量和生產安全。

三、人工智能在機械設計制造和自動化中的應用

智能機械設計制造及其自動化是當前機械行業發展的重要趨勢之一，融入了人工智能相關技術，機械制造行業的發展程度進一步提升，也就在行業的整體發展中起到了促進作用。機械制造專業中需要相關基礎機械知識和技能，還需要進行多學科的有效應用的工作，也就在計算機技術、電子信息技術、仿真技術等多項技術和理論的知識的支撐下開始工作。因此，在當前快速發展的背景之下，機械設計制造及其自動化需要應用更多的人工智能技術，不斷提升自身的技術水平，也就提升了相應的工作能力，更好地為人們提供更加便利和優質的生活條件。當前，我國機械設計與制造整體處于行業快速發展的階段，對于智能技術的應用程度不斷提升，在市場經濟發展和需求的推動之下，機械制造行業的企業數量已經呈現了快速增長的方式。智能技術在機械設計制造及其自動化的設計中程度也不斷提升，范圍進一步擴大，而智能技術在機械設計制造中的應用完善程度不斷提升，也就使得以往人工控制和進行發展的時代已經成為過去式，應用了更加智能和更加有效的控制方式等，機械生產和制造技術的發展不斷提升。人工智能技術在機械設計制造及其自動化的應用是提升其生產精度、進度和有效性的重要方式之一。尤其是對于一些操作有風險、高污染、地下作業的機械設計制造及其自動化部分而言，人工智能技術的應用還大大提升了作業的安全性和質量。在當前的人工智能技術的整體發展過程中，進行經濟水平、裝備質量、成本等多方面分析，人工智能技術的應用依然集中于工業生產和實現人工智能技術應用的領域，也是出于相對比較限制的水平，發展呈現了不平衡性，在大城市和大型的生產領域有著比較高的應用程度，而一般的機械設計制造及其自動化普遍而言智能化水平依然比較低，管理系統和相應的配套設施方面并不全面，大規模的生產和發展依然受到了影響。

四、智能技術應用于機械制造與自動化的實踐

（一）計算機輔助設計的智能化分析

智能CAD 的應用是機械制造中人工智能的一個應用實例，傳統機械制造行業中CAD 技術的應用是設計產品和進行參數設計的重要途徑之一，進行點線之間的聯合關系的確定性工作來進行產品的設計等。而智能CAD 技術的應用則是結合了專家系統、神經網絡算法等進行相關工作領域的收集和提升，對生產過程中產生的問題進行過程分析，并把它們編寫成計算機語言，在產品設計和制造過程中。如有問題可以用計算機協助解決好相關的工作問題，提出優質的解決方案。神經網絡算法則是利用了人工神經元的特殊性進行產品設計和相關制造過程中的非線性關聯的斷點數據，使得機械性和自動組合的能力大大增加。在當前的智能CAD 技術的應用中已經將多項技術進行了融合和有效的發展，為機械設計制造及其自動化的提升做出了保證。

（二）機械制造計劃的應用分析

在大型機械重工行業的發展中，人工智能技術是推動其行業升級改造的重要途徑之一，也提供了更多的發展機會。但是在行業涉及面交廣的技術發展中，仍然面臨著工作方面的不足，如大多數企業、機構對機械制造行業的發展趨勢認識不清，依然停留在傳統工藝技術的應用中，對于新技術和新理論、新方法的認識程度低，也就導致了機械設計制造及其自動化行業的發展速度受到了阻礙。在新理論和技術的應用過程中應用的靈活程度不高，只采用照搬照抄的形式，也就導致了機械行業的信息化進程受到了影響。因此，在機械制造方面還需要結合實際的行業發展現狀進行科學的結構更新和技術應用，實現科學的應用。

（三）機械自動化技術應用分析

以某工段熱模鍛壓力機械故障診斷進行分析，人工智能機械制造的應用上經常在實際的工作過程中出現了故障問題，人工智能技術的有效應用可以對于故障診斷系統中的數據和參數進行有效的分析和匹配的工作，在設備正常使用的過程中做好實時的參數對比和分析，一旦發生故障可以及時找出問題的原因。人工智能系統在預設問題的故障分析和相應的操作上都進行了控制，這就是在人工操作和可視的情況下進行了熱模鍛壓力機械故障的自動診斷，設備因此獲得了更好的工作性能，在實際的工作過程中提升了實際的效率和質量。

結語

隨著技術的升級和不斷改造，機械設計制造及其自動化的傳統化發展已經很難適應當前快速發展的經濟社會的需要，需要機械制造和自動化的配套技術體系等進行全方面創新和有效發展等，也就使得工作的能力和有效性等大大提升。本文對于人工智能的現狀進行分析，也對于人工智能技術在機械設計制造及其自動化方面的應用做了介紹可以從設計、制造方案、控制技術等方面提升工作的能力和有效性。當前技術的接納性依然有限，需要從多方面做好分析，AI 產業發展需求，是推動產業升級的一把利器，需要我們摒棄傳統觀念，虛心接受人工智能技術，從而推動產業蓬勃發展。