人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用

張昕宇

摘? 要： 當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)慢慢的融入到了各行各業(yè)生產(chǎn)中，為推動(dòng)企業(yè)智能化發(fā)展起到了非常重要的促進(jìn)作用，對(duì)于人們生活、生產(chǎn)都帶來(lái) 了較大的影響。我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，制造行業(yè)發(fā)揮了非常重要的作用，為此將人工智能引入到機(jī)械制造中，不但可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高，而且節(jié)省 了勞動(dòng)力，降低了人工費(fèi)用。人工智能在機(jī)械制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展進(jìn)程中的必然趨勢(shì)，對(duì)于產(chǎn)業(yè)升級(jí)與轉(zhuǎn)型具有很好的促進(jìn)作用。而此 次通過(guò)對(duì)人工智能在機(jī)械制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行分析，以期望能夠?yàn)橹圃煨袠I(yè)智能化、自動(dòng)化發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 人工智能;機(jī)械制造;自動(dòng)化;應(yīng)用

1 人工智能與自動(dòng)化

智能化技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)以及仿 真模擬技術(shù)、智能控制技術(shù)等多種現(xiàn)代信息化技術(shù)相融合的基礎(chǔ)之上而開(kāi) 發(fā)和應(yīng)用的多科學(xué)技術(shù)，在多項(xiàng)技術(shù)的協(xié)同作用和長(zhǎng)期的應(yīng)用之下形成了人 工智能技術(shù)，在當(dāng)前的發(fā)展中也有著很好的應(yīng)用。它的研究還涉及各學(xué)科 專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)交叉，具有高度的復(fù)雜性。在大眾能廣泛接觸到的民生領(lǐng)域 中，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)（ VR ）技術(shù)顯得尤為突出，已在眾多領(lǐng)域得 到了廣泛應(yīng)用。人工智能技術(shù)的誕生與發(fā)展，離不開(kāi)軟件算法開(kāi)發(fā)以及高 速網(wǎng)絡(luò)通信的支持。各項(xiàng)技術(shù)的綜合性發(fā)展的工作階段中實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù) 的大規(guī)模提升，在這一時(shí)期的發(fā)展中人們的生產(chǎn)生活方式和社會(huì)方式都發(fā) 生了極大程度的變化，信息建設(shè)和發(fā)展的水平不斷提升，這也就使得人工 智能技術(shù)在生產(chǎn)生活中有著更加廣泛的應(yīng)用。人們的日常生活中已經(jīng)被人 工智能技術(shù)包圍，這些技術(shù)的應(yīng)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?yàn)楫?dāng)前技術(shù)方面的一系列限制，后續(xù)的整體性能提升還需要 不斷努力。

2 人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)目前機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)正處在快速發(fā)展的提升時(shí)期，而智能化技 術(shù)的應(yīng)用也逐漸開(kāi)始更加成熟，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷完善和需求持續(xù)增長(zhǎng)推動(dòng) 下，機(jī)械制造行業(yè)中企業(yè)的數(shù)量不斷增多，相比2017年， 2019年機(jī)械制造 市場(chǎng)企業(yè)數(shù)量增加了近50%。而且機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的智能化技術(shù)應(yīng)用也正 不斷的改進(jìn)，應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大，早已從傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)方式開(kāi)始 轉(zhuǎn)向自動(dòng)化、智能化操作，一些新的機(jī)械生產(chǎn)制造技術(shù)也不斷進(jìn)行升級(jí)。 由此可見(jiàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)人工智能技術(shù)應(yīng)用是智能化發(fā)展的新趨勢(shì)和 新方向。人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中的應(yīng)用能夠有效地提 高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的質(zhì)量，尤其在一些風(fēng)險(xiǎn)性較高、高度污染的作業(yè)環(huán)境 中，對(duì)于人工智能的應(yīng)用能夠有助于提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)安全水平。從當(dāng) 前的人工智能技術(shù)整體發(fā)展水平來(lái)看，其發(fā)展速度正在不斷加快，但以目 前經(jīng)濟(jì)水平和設(shè)備要求以及引進(jìn)成本來(lái)講，人工智能化技術(shù)的應(yīng)用仍然較 為偏向于工業(yè)生產(chǎn)和迫切需要實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域，而且受到經(jīng) 濟(jì)水平限制，只有一些經(jīng)濟(jì)水平較高的大城市和大型生產(chǎn)領(lǐng)域中有著較高 的應(yīng)用，一般的機(jī)械設(shè)計(jì)制造中智能化利用率較低，且其管理系統(tǒng)和相關(guān) 配套設(shè)施并沒(méi)有做到大規(guī)模的發(fā)展，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然有著不小的 差距和提升空間，這對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對(duì)于人工智能化的應(yīng)用也造成了 一定的影響。

3 人工智能在機(jī)械制造及其自動(dòng)化中應(yīng)用實(shí)踐

3.1? 智能CAD應(yīng)用分析

人工智能在機(jī)械制造的應(yīng)用案例之一就是智能CAD的應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī) 械制造CAD ，通過(guò)測(cè)量產(chǎn)品數(shù)據(jù)的點(diǎn)線(xiàn)面，按照點(diǎn)線(xiàn)面之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和 制造產(chǎn)品，而智能CAD集合了專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法;如例專(zhuān)家系統(tǒng)通 過(guò)收集領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行過(guò)程分析并將其編制成計(jì)算機(jī) 語(yǔ)言，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，如出現(xiàn)問(wèn)題可靠計(jì)算機(jī)來(lái)輔助解決并提 供對(duì)應(yīng)的解決方案;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法利用人工神經(jīng)元的特殊屬性，可提供產(chǎn) 品在制造和設(shè)計(jì)過(guò)程中由于非線(xiàn)性關(guān)聯(lián)而造成的斷點(diǎn)數(shù)據(jù)，且人工智能算 法還具有記憶和計(jì)算機(jī)自組能力。目前智能CAD已經(jīng)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和專(zhuān) 家系統(tǒng)進(jìn)行了集成，為制造業(yè)的發(fā)展提供的技術(shù)保障。

3.2? 人工智能在機(jī)械制造中的應(yīng)用

當(dāng)前人工智能在機(jī)械制造中應(yīng)用也非常廣泛，不但可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率 的提高，而且所生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量也較高。如果站在人工智能角度，機(jī)械制造中可以借助其強(qiáng)大的功能性，進(jìn)行自動(dòng)化的處理與相應(yīng)的控制，不 僅可以確保制造中精準(zhǔn)度提高，而且減少了外界環(huán)境造成的不必要干擾， 使生產(chǎn)水平得到了大幅度提升，產(chǎn)品質(zhì)量得到了保證。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)應(yīng)用人 工智能可以實(shí)現(xiàn)智能化的處理與調(diào)整，充分考慮到當(dāng)前市場(chǎng)中多樣化的需 求，滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化的要求。在機(jī)械制造中，以機(jī)器人為代表的自 動(dòng)化工具、設(shè)備應(yīng)用較為普遍，其中人工智能在其中發(fā)揮了重要的作用， 使最初的機(jī)械化逐漸向智能化轉(zhuǎn)變。將視覺(jué)相機(jī)，力＼力矩傳感，位移傳 感器等技術(shù)與自動(dòng)化設(shè)備相結(jié)合的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了設(shè)備工作效率的增強(qiáng)，將大 量人工操作代替，多線(xiàn)任務(wù)都是由機(jī)器人來(lái)完成，所具備的多項(xiàng)功能性是 人工無(wú)法取代的。

3.3? 人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中故障診斷的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)：制造及其自動(dòng)化過(guò)程有著較高的復(fù)雜性，而且對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù) 有著極為精確的要求，需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算，例如在進(jìn)行建模和論證過(guò) 程中，需要應(yīng)用多種計(jì)算公式和推導(dǎo)、演算，如果在這一過(guò)程中全部進(jìn)行 手工計(jì)算，不但需要花費(fèi)大量的時(shí)間，同時(shí)在計(jì)算誤差方面也會(huì)有著很高 的錯(cuò)誤率，對(duì)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量都會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響，所以，需要運(yùn)用 人工智能技術(shù)的精準(zhǔn)化和計(jì)算速度進(jìn)行自動(dòng)化歸納與信息分類(lèi)，確保計(jì)算 結(jié)果的精確性和準(zhǔn)確性。也能夠快速完成計(jì)算。而且在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動(dòng)化過(guò)程中，各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)也能夠在人工智能技術(shù)運(yùn)用下進(jìn)行準(zhǔn) 確的診斷，利用人工智能技術(shù)中人機(jī)交互界面進(jìn)行機(jī)械運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)，并運(yùn)用正向推理規(guī)則和推理機(jī)制診斷結(jié)果分析，一旦出現(xiàn)異常，能夠 快速進(jìn)行智能化自動(dòng)化調(diào)整。

3.4? 人工智能在機(jī)械制造信息處理中的應(yīng)用

在機(jī)械制造及其自動(dòng)化中，關(guān)于信息的有效傳遞主要是借助電子信 息傳輸系統(tǒng)，但是傳輸中也并非是毫無(wú)漏洞的，特別是在多樣化信息傳輸 中，極易存在較為嚴(yán)重的問(wèn)題，主要是由于機(jī)械電子系統(tǒng)在復(fù)雜的集成過(guò) 程中，極易受到機(jī)械干涉、物理環(huán)境污染、電氣干擾等不穩(wěn)定因素所影 響，所以將人工智能融入到信息處理環(huán)節(jié)，充分利用先進(jìn)技術(shù)的精準(zhǔn)度特 點(diǎn)對(duì)信息傳輸進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，確保電子信息系統(tǒng)能夠安全動(dòng)作，使信息 的輸入與輸出更加精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)信息高效處理，為后續(xù)機(jī)械制造及其自動(dòng)化 更好的運(yùn)行提供保障，奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度非常快，而制造行業(yè)在其中發(fā)揮了非常重要 的促進(jìn)作用。在社會(huì)快速發(fā)展進(jìn)程中，機(jī)械制造及其自動(dòng)化面臨著較大的 挑戰(zhàn)，要想得到長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展就要緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，充分利用人工智能技術(shù) 優(yōu)勢(shì)，在不斷創(chuàng)新中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，積極迎接挑戰(zhàn)，借 助人工智能等一些先進(jìn)的技術(shù)，尋求更好的發(fā)展路徑，一方面實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造行業(yè)盡快升級(jí)與轉(zhuǎn)型，另一方面也能夠?yàn)槲覈?guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)再創(chuàng)新高。

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