現代人工智能技術在機械設計制造中的具體應用

摘要：隨著我國科學技術的不斷發展，機械設計制作也發生了巨大的變化，傳統的制造方式已經逐漸不能滿足當前的社會需求，制造效率難以跟上時代的發展腳步。現代人工智能主要研究了智能系統和智能機器的相關技術，將現代人工智能技術應用在機械設計制造中，是機械制造商業轉型發展的重要舉措。現代人工智能技術實現了機械制造過程中的遠程控制、故障檢測以及運行情況分析等眾多內容，大幅度地提高了現代機械的制造水平。現代人工智能技術在機械設計制造中的合理應用為制造行業的轉型發展提供了重要的技術支持。本文從人工智能和機械制造的內涵入手，簡單分析了現代人工智能技術在機械設計制造中的具體應用，提出了現代人工智能技術在機械設計制造中提高應用能力的相關措施。

關鍵詞：現代人工智能技術;機械設計制造;具體應用

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）17-0066-02

新一輪的產業革命隨著我國科技水平的進步而來，現代信息技術在機械設計制造中應用十分廣泛，有效推動了我國制造行業的轉型與發展，也為其帶來了新的挑戰與發展機遇。將現代人工智能技術融入機械設計制造過程中，有助于制造企業優化分析運行情況，做出精準的管理決策，改進制造工藝，有效降低生產成本，提高企業運行效果，完成個性化產品制造與精準營銷。現代人工智能技術已經成為制造行業現代化建設的重要內容。隨著現代人工智能技術在新時代的發展，新的思維模式和技術方法逐漸應用到機械設計制造過程中，促進了制造行業的進步與發展。

1 人工智能與機械制造的內涵

1.1 人工智能

人工智能是計算機科學技術中的重要內容，也是計算機行業領域的重要技術，通過人工智能來明確智能化的本質，模擬人類思維與意識通過智能機器完成制造生產。人工智能包括虛擬現實技術、仿真技術、語音識別技術等，人工智能技術涉及多個學科知識之間的交叉，具有較強的綜合性。人工智能技術在萌芽階段，也就是計算機技術剛剛出現，只在少數領域進行了人工智能技術的應用，制造行業生產依靠的依然是人工勞動力，并未在日常生活中應用人工智能技術。隨著現代信息技術的高速發展，人們在日常生活中熟練運用互聯網絡，但對人工智能技術的了解也十分片面，對人工智能的認知程度也還停留在表面，人工智能技術在各行各業的深層運用還有著很長的發展路程。人們在越來越好的社會環境下，精神需求也有了較高要求，人們逐漸意識到人工智能給生活工作帶來的重要變化，在一定程度上促進了人工智能技術的提高。目前人工智能技術雖在生產生活中得到了廣泛應用，但人工智能技術仍需進一步發展[1]。

1.2 機械制造的內涵

機械設計制造主要從事動力機械、機床、化工機械等生產加工工作，從現代社會發展的角度分析，機械制造行業至關重要，特別是為國民經濟提供重要的機械技術的相關行業，有助于推動市場經濟不斷發展。除此之外，機械制造行業涉及的內容較為廣泛，和很多行業領域都有著密切聯系，具有較強的影響能力。機械制造行業發展與我國工業化建設有著直接聯系，也與社會經濟的發展有著重要聯系。在新時代信息技術背景下，機械制造行業有了更高要求，傳統的機械制造模式逐漸不能滿足當前社會需要，嚴重阻礙了機械制造行業的可持續發展。當今很多機械制造企業都已經向著現代信息化生產轉型，取得了一定的發展成果，但仍然面臨著很多挑戰，而現代人工智能技術的機械制造行業轉型的發展方向，有著不可估量的重要意義。

2 現代人工智能技術在機械設計制造中的應用現狀

目前，我國現代人工智能技術還處于發展階段，對于智能化技術的應用正在逐漸完善，隨著市場經濟的不斷發展，機械制造行業的企業越來越多，智能化技術在機械制造行業中的應用也在實踐中不斷進步，應用范圍與規模也在不斷擴大，制造行業從傳統的制造生產模式逐漸向著智能化、自動化轉變，制造生產技術也隨著科技的進步而不斷改革與創新。現代人工智能技術在機械設計行業的應用是整個機械制造行業發展的新方向。在機械設計制造中應用現代人工智能技術有助于提高生產的精準程度，保障企業生產效率和產品質量。在較高風險的工業制造業或高污染的地下作業中應用現代人工智能技術，能有效避免出現安全事故，提高生產質量。目前我國的人工智能技術正在不斷發展，但根據當前的社會經濟實力、設備要求等方面分析，現代人工智能技術更多地應用于現代工業生產以及迫切需要應用人工智能技術的相關行業中[2]。現代人工智能技術受到經濟水平的制約，在經濟實力較高的大城市和大型生產行業中應用較多，在一般的機械制造中很少利用智能技術，在管理系統和生產設施中也沒有較大規模應用，現代人工智能技術還有著很大的發展空間，這也是人工智能技術應用過程中需要改進的方面。

3 現代人工智能技術在機械設計制造中的具體應用

3.1 機械設計制造中模糊推理系統的應用

在人工智能中，模糊推理系統是重要的組成部分，模糊推理系統采用類似人腦的信息判斷與處理方式，通過語用等學科知識來設計與轉換，實現數據傳達。將人工智能技術中的模糊推理系統應用到機械設計制造中，能將大量的數據信息進行準確分析，高效處理相關數據，保障電子機械自動化生產正常運行，有效提高了企業的生產效率和產品質量。但是，模糊推理系統有其優勢的同時，也存在了一些待解決的問題，比如系統連接并不穩定等問題。所以，相關技術人員應積極開展深入的研究工作，讓模糊推理系統能在機械設計制造中充分發揮其價值，促進行業健康發展。

3.2 機械設計制造中神經網絡系統的應用

人工智能技術中神經網絡系統較為重要。在機械設計制造中充分利用神經網絡系統中的神經元，在各大網絡渠道分享資源信息或數據，實現資源共享，在相關期限內進行信息的保存和分享，推動整個機械制造自動化的健康發展。另外，神經網絡系統能有效處理動態數據，將機械設計制造中涉及的相關數據進行分析，做出合理的處理指令，完成制造。神經網絡系統與人類大腦中神經系統處理信息十分相似，在各大生產領域應用神經網絡系統。制造行業可以充分利用神經網絡系統中神經元的反射特性來分析電子機械工程中的數據，保障信息數據的存儲。電子機械工程中，機床運動誤差補償、設備管理、熱變形控制等方面都可以應用現代人工智能技術，人工智能能在電子機械工程加工工藝方面進行工藝參數的評定，有效預測加工中產生的誤差，能在電子機械工程零件設計過程中進行齒輪強度、齒輪形態等方面的指導。在機械設計制造中應用現代人工智能技術，有助于改善傳統機械工程中由于設計不合理導致的生產效率不高、經濟效益不良等情況，為制造企業自動化生產提供了重要的技術支持[3]。

3.3 機械設計制造中故障診斷系統的應用

在機械設計制造中應用故障診斷系統有助于企業降低維修時間和維修成本。故障診斷系統主要由機械故障案例庫、故障推理機以及故障診斷過程解釋機三個部分組成，診斷方法也主要有以下三種：案例推理、規則推理、故障樹模型診斷。在機械設計制造中應用故障診斷系統有以下幾個步驟：第一、用戶利用實時監測系統了解人機交互界面或機電設備的實際情況，進行信息的輸入;第二、根據用戶輸入的信息，結合診斷庫中的相關資料信息進行分析和判斷，總結診斷結果;第三、將診斷結果與類似案例結合分析，在系統中得到機電設備最佳的維修建議。

3.4 機械設計制造中信息處理的應用

機械設計制造智能化主要通過信息傳輸系統來進行信息的傳遞，但在信息的傳遞過程中十分容易發生各種問題。特別是有大量信息需要輸入或輸出時，常會有一些意料之外的錯誤，帶來嚴重的不良影響。導致這一情況的原因主要是機械電子系統本身的穩定性和可靠性未能達到要求，在信息處理環節引入現代人工智能技術就能很好地解決這一問題。現代人工智能技術能實時監測電子信息系統在信息傳輸時的實際狀態，能讓信息輸入與輸出的穩定性與可靠性得到有效保障，讓信息處理工作順利開展，為機械設計制造工作打下堅實的基礎。

3.5 機械設計制造中自動識別系統的應用

在傳統的機械生產過程中，需要建立控制模型，通過動態控制方程來操控機械執行任務。動態控制方程的適應性較差且結構復雜，很難將機械工程的預算進行準確判斷，特別是一些施工生產情況較差的工程任務，動態控制方程很難充分發揮其積極作用，導致控制工作很難實現。在新時代背景下，現代人工智能技術的應用有助于機械設計制造工程高效運行，有效避免安全事故的發生。例如，在制造生產過程中應用現代人工智能技術，能實時監控機電設備的相關參數，一旦參數出現異常，傳感器能及時發出預警，工作人員能及時采取相關補救措施，保障工作人員的人身安全。另外，機械工程主要通過超聲筆、激光掃描、自動識別等方法準確識別作業對象。自動識別系統通過計算機系統中相關的指令來控制，有助于生產效率的提高[4]。

4 提高現代人工智能技術在機械設計制造中應用水平的方法

4.1 加強現代人工智能技術的研究

現代人工智能技術在民生服務行業有了很大進步，為人們提供了很多的產品與服務，讓人們在日常生活工作中切身感受到人工智能帶來的生活便利。在機械設計制造中應用現代人工智能技術，將機械制造行業轉變為智能化、自動化，有效提高了制造行業的生產質量和效率，推動了行業的健康發展。為了保障人工智能技術在機械制造中的合理應用，相關部門應合理調配技術人員，加強現代人工智能技術的研究力度，通過優化科學知識與制造工序的改善等方式將機械制造與人工智能技術進行有機融合，促進制造行業可持續發展。

4.2 加強現代人工智能技術方面的人才培養

人工智能技術的應用對機械設計制造有著重要影響。高素質人才是一個國家發展的前提，人才也是機械制造行業發展的重要支持，專業人才的數量與技能水平是現代工業水平進步的基礎，機械制造企業應加強對現代人工智能技術方面人才的培養，制定完善的管理制度，為機械設計制造中現代人工智能技術的合理應用提供強有力的人才支持。

4.3 轉變管理策略

在以往的機械設計制造過程中，常常對機械管理技術的應用不夠重視，嚴重阻礙了機械制造工作的順利開展，嚴重時還會存在安全隱患。在機械設計制造管理中應用人工智能技術，有助于機械生產效率的提高，增強機械制造的精準程度，為產品提供重要的質量保障[5]。引入現代人工智能技術還能促進機械制造自動化、智能化的轉型，實現機械制造工藝的現代化發展，為制造企業制造更高的經濟價值。

5 總結

隨著我國信息化建設，機械設計制造行業逐漸向著數字化、自動化、智能化發展。隨著現代人工智能技術在機械設計制造中的廣泛應用，制造企業生產效率和生產質量得到了有效提高，為機械制造行業的可持續發展提供了重要的發展方向，也順應了當前時代發展的需求。機械設計制造行業在今后的生產過程中還應不斷進行技術的優化和改進，讓現代人工智能技術充分發揮其作用，促進行業健康發展。

參考文獻：

[1] 周傳應，張錦.淺談人工智能技術在機械設計制造中的應用[J].中國設備工程，2021（12）：18-19.

[2] 姚宇軒.基于人工智能的機械設計制造及其自動化實踐[J].科技資訊，2020，18（5）：31-32.

[3] 李世文，張翔宇，王力強.基于人工智能的機械設計制造及其自動化實踐[J].內燃機與配件，2020（2）：231-232.

[4] 付元爽.信息化時代機械設計制造中人工智能技術分析[J].南方農機，2019，50（22）：261.

[5] 夏景.人工智能技術在大型機械制造中的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（17）：249-250.

收稿日期：2022-02-10

作者簡介：李青（1965—），女，北京人，高級工程師，副教授，研究方向：電子機械設計、計算機輔助設計教學。