人工智能技術在機械制造中的應用

徐小明

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南衡陽 421001）

人工智能是高新信息化技術飛速發展下的產物，現如今這種技術已經廣泛用在國內各行各業。為適應高新技術產業及其工業發展的需要，人工智能也越來越被運用到機械制造行業之中，同時也有效地推動了機械制造領域的發展趨勢。在這個大環境下，我國已經把新型人工智能技術的革新寫入了新時期的未來發展策略之中。對此，研究人工智能在機械制造中的運用，就有著很大的現實意義。

1 人工智能概述

Artificial 或Intelligence（人工智能），是指通過對人的智慧加以模仿、引申、擴展而產生的一種新興技術科學。人工智能是電子技術領域中的一大分支，它最基本的目的是用來認識人類智能的本質，以及開發出與人的行動、思維方式相同的智慧機器，但在這項科學研究的進展之下，目前對人工智能的使用已經漸漸變成了一種“輔助工具”，其使用范圍也更加廣闊。換句話說，人工智能便是人類思維的一個“器皿”。單單就字義上來講，人工智慧的概念可包括為“人工”“智能”兩部分，在這里人工即是指人工生產，而智慧則代表了意識、思考等。從生物的視角，意志、思考、自我認識都只存在于高等的智慧生命體內，而當人工生產意識和智慧互相融合時，其理念范圍將變得十分廣闊。人工智能科技目前處在“尚未完整”的階段，盡管和當初的研究目標存在著一些不同，但是目前這種技術還是具有很大的使用價值。目前的機械相關領域，人工智能機器目前所能取得的能力，可以適應當下機械制造生產和設計過程中的多種要求，對產量效益、產品品質的改善起到了不同程度的促進作用。

2 人工智能技術在機械制造中的應用優勢

人工智能技術在機械制造中的應用優勢表現為以下幾個主要方面：①可以讓以機械制造業為主的相關企業在一定程度上提升自身的生產效益。人工智能技術在機械制造中的大量使用，不但可以有效提高機器制造業生產效能的自動化，增加其生產規模，而且還可以增加企業生產的科學技術含量和產品的精度，進而有效節約了成本，極大地提高了企業的產品所帶來的經濟效益。②可以促進機械制造業安全生產管理水平的提升。通過進行機械制造業的人工智能化生產可以減輕了人員作業，進而可以有效減低出錯概率，極大降低了產品隱患，進而提升了安全生產管理水平。

3 人工智能技術在機械制造中的應用

3.1 虛擬現實在機械制造中的應用

虛擬現實技術是通過當下較為先進的信息技術下實現的一種區別于現實社會的、模擬現實社會的一種仿真技術，在目前的機械制造中是一種較為常見的應用技術。

對于專業的機械制造師來講要先通過專業的三維建模App 將機械制造中的產品進行設計，然后將設計出來的產品模型通過虛擬現實技術創建的虛擬環境中進行展示，這樣可以迅速地觀看到產品各部分的細節和部件，然后再進行虛擬運行進而發現問題，并在虛擬的環境下進行修改，及時的解決。相關企業可以利用虛擬現實技術對要生產的產品先進行模擬實驗，并將所得數據進行整理、分析，組成研發小組對模擬過程中出現的問題進行商議與產品設計的改進，不僅提升了生產的效率，與此同時還能降低以往生產模具所要花費的巨額費用，通過虛擬技術提升產品質量的同時，節約了資金，還在一定程度上促進了整個企業的發展。

3.2 機器人技術在機械制造中的應用

現如今，機器人技術在機械制造中被大量使用，通常情況下都是幫助人類從事一些危險系數較高的工作，這種機器人和人類相比有著明顯的優勢，不用考慮到疲勞、休息等問題，對此，能夠極大提升工作效率，所以具備了強大的智能化特性，這就能夠極大地提升公司的生產效益，同時也降低了事故的產生。從目前國內的人工智能化的使用程度上來看，不僅是汽車工業，在其他領域的智能化程度比較西方國家來說還處在發展初級階段。

3.3 神經網絡技術在機械制造中的應用

神經網絡技術有著較強的適應性，并且在運行方式上呈非線性，便于將得到的數據進行儲存，因此，在機械制造中有著極大的作用：①對于那些信息量較大的數據能夠進行存儲，并且通過分析能夠將重要的信息進行篩選，便于后期的查找與使用；②由于這種技術的智能性較強，因此在機械故障的診斷中能夠自動發現問題，并進行及時的深入查找，從而判斷出出現故障的原因；③能夠精準制定機床上的定位，降低加工過程中的誤差，從真正意義上實現自動化；④能夠對目標進行自主的識別，具有一定的抗干擾能力。因為這種技術在邏輯和計算方面有一定的優勢，因此在機械制造中，對于一些較為繁瑣的系統，不但能夠確保其安全運行，還能夠在后期進行自主的運算，以此來適應復雜的數據，進而保障了企業的工作效率，提高了企業的生產。

3.4 人工智能在機械設計方面的應用

產品的設計表現出作者的思想與能力，但隨著社會的進步和理念深化，現代產品設計理念和傳統的產品設計理念已經不同程度發生了分化。尤其是在現代機械設計流程中，不但在產品設計、研發、生產等整個流程都有了信息技術的全面參與，在市場營銷、售后、客戶服務等各個層面也是全程介入。這說明傳統的機械設計模式已無法適應現代社會的實際需要。所以為克服這一問題，在機械設計領域人們越來越注重發展人工智能技術系統。由于這種全新智能技術的多樣性，使得以往的設計技術的方式更加趨于復雜多樣，因為是智慧系統，在整個機械設計中力圖實現全流程的自動化成為可能，它還能夠最大限度地降低設計師在機械產品設計流程中，可能因為個人能力局限而出現的技術缺陷。此外，與傳統產品設計模式比較，應用新型人工智能系統具有難以比擬的優越性，它不但能夠長期開展設計工作，節約人工時間和成本，同時，還能夠為技術人員提供了信息存儲手段，便于日后其他人在進行學習傳承。很顯然人工智能的出現，讓以往的方式帶來了全新的設計方向，也避免了在以往設計中遇到的問題。

3.5 人工智能在機械制造方面的應用

在機械制造中使用人工智能控制系統即可增加產量，同時也能夠更進一步改善機械制造生產的品質。而隨著人工智能的使用，在生產機械流程中也能夠實現自動控制和自主處理的能力。就這樣運用人工智能控制系統就能夠精確地管理整個機械制造流程，從而降低對外部條件的影響，以提升生產制造效率和產品的品質。而且，除了能夠更加準確管理整個生產流程，利用人工智能也能夠自動進行數據分析并做出調整來適應人們對各種生產過程的要求。此外，人工智能還有助于運用其信息技術實現對機械設備故障的檢測。當某一時刻控制系統出現故障情況，人工智能控制系統將能夠運用相應功能通過測試獲取客觀數據，判斷故障成因和部位，便于管理人員及時調整維修，這對比較復雜的控制系統效益更為明顯。

3.6 深度學習技術在機械制造中的應用

在機械制造中，深度學習是一種特殊的技術方式，也是開展人工神經網絡的關鍵，這種技術主要是依靠大數據分析來進行判斷和模型的識別。在機械制造的過程中，深度學習技術能夠將實際生產過程中所得到的數據進行歸納，然后建立相應的模型，并且能夠對工作設備的運行情況進行相應的判斷，從而得出更精確的檢測信息。

3.7 專家系統在機械制造中的應用

專家系統也適用于在機械制造中的一些復雜環節中，參與或能夠進行自主的判斷。該系統能夠對制造過程中的時間方面的數據進行實時檢測，進而當系統運行時，能夠將運行的信號進行及時反饋。避免在機械制造的過程中出現技術上的故障并及時解決設備故障問題。除此之外通過長期累積的歷史數據，專家系統還能夠根據相關的故障問題提供處理措施，并進行運營管理決策預案的實施。當下所采用的專家系統已能夠進行故障模式的劃分，并按照故障性質設計相匹配的形態分析，以便于及時消除安全隱患。

4 機械制造中人工智能技術的應用要點

4.1 機械設計中的應用要點

人工智能技術擁有非常巨大的思維能力和創新能力，這有助于機械設計工作的開展，現如今這種技術在國內飛速發展，先進的設計逐漸成為行業的主流，在設計、生產和服務過程等多個環節都導入了新型的人工智能信息技術，對于提高國內機械制造技術自動化、專業化和智能化水平方面，具有非常關鍵的意義。

4.2 機械制造中的應用要點

一般而言，機械制造中應用人工智能技術，主要表現在如下幾個方面：①通過人工智能技術，企業能夠比較精確地管理整個機械生產流程，能夠抵抗外界的不確定因素的影響，進而保證生產的品質。通過開展這種技術，能夠在生產的過程中控制產品的質量，提高對產品個性化的需求。②人工智能技術可對機器生產中可能遇到的故障問題進行監測，當一個機器制造環節發生了故障問題，人工智能技術可在第一時間內對故障發生的有關信號做出分析，通過客觀評價數據信號，準確分析故障，并為后續的修理工作提供一定的參考。

4.3 信息處理中的應用要點

在之前進行數據工作的采集過程中有一定的局限性，對數據信號不能進行正常的處理，因而在一定程度上不能保證機械制造的產品質量。比如說通過信息的傳遞能夠在管理的過程中確保大數據的生成，但是一旦信息量增大時，卻很容易在輸出的環節出現故障，這其中主要的原因是由于電子系統自身在運行過程中不穩定，進而不能滿足現代機械制造的相關要求。對此，為了降低在機械制造過程中信息處理方面的問題，需要開展人工智能技術。

5 人工智能技術在機械制造中的應用水平

5.1 加強人工智能技術的研究水平

當下人們的生活離不開人工智能技術，這種技術為人們提供了更為優質的產品和服務，在生活中也給人們帶來了更多的便利，將這種技術運用到機械制造中，能夠使機械制造行業朝著數字化與智能化的方向發展，在某種程度上提升了機械制造過程中的工作效率，推動了行業的發展。為了更好地將這種技術運用到機械制造中，服務于行業，需要在人員配置上進行合理的調配，提升人工智能的行業水平，通過專業的知識和將人工技術完美地融入到機械制造中，進而促進機械制造行業的進步。

5.2 提高人工智能技術領域的人才培養

人工智能技術在機械制造行業上運用獲得了較大的成功，具有歷史性的革命意義。一個國家和區域的發展，離不開人才和先進的科學技術。人才和技術已經成為了科技領域實現進步的關鍵。人才的培養以及技術的發展決定了一個國家未來機械制造行業的發展水平，在這樣的大環境下，要注重人才的培養，這樣才能給機械制造行業中人工智能技術的運用提供強有力的人才保障。

5.3 開發人工智能技術在機械制造中的應用領域

現如今，國內的機械制造行業正在朝著智能化的方向發展，在相關的技術領域也不斷獲得提升，并且所應用的范圍也日益廣泛。對此，應該在機械制造行業中加大對人工智能技術的研發。通過數字化、自動化等專業技術來對機械制造進行技術層面的管理，進而提升機械制造行業的工作效率和產品質量，通過這種技術促進行業的發展。

6 結束語

人工智能技術的迅猛發展，使得國內機械制造行業步入到了一個全新的發展時代。機械制造技術與人工智能的互動融合，更是打造出了一個高標準、高科技水平的生產方法。通過運用人工智能完成機械制造中的各項要求，不但能夠降低勞動力成本，還能夠提升產品的效能，這對于國內社會生產率的提高具有革命性的意義。