關于人工智能在機械制造及其自動化中的應用分析

張建兵

（山東新松工業軟件研究院有限公司，山東 濟南 250000）

在科技與科研領域不斷進步的今天，人工智能對我國的科技發展起到了重要的推動作用。它能夠模仿人類的思維，并將其運用到生產中，從而提高自主學習、主動推理、全面分析、適應和判斷等方面的技能。在此基礎上，對機械的外形、機械的特性進行了全面的研究。當前，我國的機械制造能夠為各類行業的生產提供大批的設備及配套的配件。因此，在我國，機械制造業已成為實現工業化、智能化的重要手段。所以，在我國的機械工業中，要想從整體上提升其設計與制造的自動化程度，必須運用AI 技術，從而推動整個機械工業的發展。然而，在我國的發展與應用方面，與世界上其他發達地區的科技水平還存在一定的距離。因此，我國機械工業在機械設計、制造、自動化等方面的工作中，應對這些問題進行正確的剖析和解決，從而取得更大的發展動力，從而有效地提升機械設計制造和自動化的工作效率。

1 人工智能技術概述

隨著時間的推移，我國的現代化和發展建設已初見成效，而在人工智能領域的應用也已初見成效。智能家居，智能汽車和智能腕表都是由智能科技所開發。在實際應用中，應用人工智能技術進行了大量的研究。在相關的商品中植入了人工智能技術，使其具備了一定的人腦和仿真意識，實現了自主判斷、學習等功能。舉例來說，日本豐田企業在這個十年初期就開始了對產品的細致設計，并且小型地對其產品的需求進行了一些研究。在節省生產和人員的費用的前提下，實現了企業的巨大的經濟利益。目前，日本已經將這種設計、制造和管理的方法運用到汽車設計、制造和管理中，從而使日本汽車生產的總產值增加。以上的事例也進一步表明了在生產實踐中，以人為中心的重要意義。在現代，智能技術具有明顯的優越性，它能夠促進機械生產與自動化向“人性化”方向發展。未來，機械設計制造及智能化都將向靈活的要求轉變，而人工智能則是適應了人類發展的潮流。人工智能技術是由計算機技術所產生的產物，是新世紀發展與建設的一個重大象征，也是促進機器工業發展的必然趨勢。目前，在聲音辨識與虛擬實境中廣泛使用了人工智能技術。其技術原理是多個領域支撐起來的，科學而完整。在這個依賴計算機技術的人工智能時代，計算機技術的使用領域還很有限，而社會的生產方式大多是以手工方式進行。盡管目前已有了一些關于人工智能技術的理論構想，但要實現其實際運用，還需相當漫長的一段路。

2 機械制造需要滿足的具體要求

2.1 滿足機械功能的實際需求

在機械加工過程中，各種機械的種類繁多，其性能需求也各有差別。為了保證其在實際工程中的應用，必須在具體的工藝過程中對其進行不同的加工。根據國內的實際情況，機械裝備的制造必須滿足材料、能源和信息等方面的需求。為了保證總體的加工水準得到進一步的提升，并使其達到實際的使用要求。機器制造業和自動化要求在處理信息、能源和物料的過程中，要保證有針對性地提供信息、能源和物料的成分。要全面、合理地運用多種技術，才能保證機器自動控制的平穩運轉。由于不同的機器在不同的運行階段所采用的不同的性能，需要對其進行合理的研究，以保證其具備一定的性能，為以后的工作提供強有力的支撐。生產的機器和裝備也必須符合其產品的生產職能，以保證工作的正常運轉。

2.2 提高運用尖端科技的能力

總體而言，分揀體系應該以產品的功能性作為基本基礎，而核心要素是加工物料。加工機器是將物質進行加工與處理，使其變成另外一種形態與定位的產品，并最終實現輸出。在能源加工方面，可以利用動力機械來實現信息與能源的合理轉換，這種方式可以傳輸各種能源，其中最重要的就是把熱量轉變成動能。在信息轉化的過程中，我們運用信息機器，以理性的方法來加工能源與資訊，并將其以不同的形式，如聲像與影像，信息機器就是使用的傳真機或者計算機。創新推動了企業的不斷發展，在我國的機械制造業改革中，要加大對先進技術的吸收，適時進行機械生產觀念的革新，以提升其應用技術。運用現代科技，可以有效地克服各種問題，改善機器的使用功能，達到更好的使用要求。

3 人工智能在機械制造及其自動化中的應用優勢

3.1 提升安全管理能力

在我國的大型機械制造業中，各類裝備種類繁多，其中的安全問題是其中的一個重要環節。為此，有關部門要加強對這一問題的關注，并進行相應的剖析。如果發生了安全事故，不僅會帶來巨大的財產損害，而且還會危及人民的生活。我們對大量的事故進行詳細的研究，得出了造成這些問題的根本因素是技術上的問題。在實際工作中，員工的安全觀念不強，不能按照實際的情況進行自我保護。如果不能正確地使用機械，很可能會導致安全性問題。這樣，在將自動技術與機器生產相結合的情況下，就可以達到無人作業的目的，而且人為失誤所造成的特殊危險也可以降低到最小。所使用的機械自動控制體系要求綜合而完美，可以對具體運行狀況進行實時監測。當出現問題時，要及時進行有效的處理，以保證生產的安全性。在很長一段時間里，安全問題始終是機械生產的中心問題。在實際的工作中，可以采用自動化方式進行無人操作作業，并采用遠距離的方法進行相應的控制，從而減少安全事故的發生。

3.2 加快產品生產速度

在機械制造行業中，由于其生產過程中存在許多復雜的體系和運行過程，因此要全體人員共同努力。若有不合理的作業，將會嚴重地降低工作的效能。由于采用了自動控制技術，使得制造工藝更加簡便、有效，從而降低了由于人工操作引起的意外。合理的機械加工和自動控制，使生產體系得到了最優的控制，保證了產品的品質達到了要求，提高了經濟效益。企業發展的終極目的就是實現利潤的最大化，這關系到企業的生產力。若能提高生產率，則會使產出更多，收益也會更好。比如，在“雙11”購物節上，人們需要更高效、更精確地完成快遞的自動分類。機械自動化替代人工，使其在提高生產率上具有明顯的優越性。

3.3 改善檢修效果

在當今世界飛速發展的今天，用戶的需求越來越趨向于個人化、多元化，對整個服務體系的要求也越來越高。機械制造與自動化是針對用戶特定的需要而進行的，以保證最終的產品的表現符合用戶的需要。尤其是在產品的試驗中，效果很好。采用機械制造與自動化技術，能迅速地進行相關檢驗，能在短時間內發現問題，并采取適當的措施，保證產品的品質符合要求。品質是一個企業能否取得勝利的重要因素。若不能達到標準，會對企業的聲譽產生一定的負面作用，從而使顧客喪失，從而失去重大的經濟效益。企業擁有完善的機械制造與自動化控制系統，能夠有效地解決不同的生產運作需要，提升顧客的滿意程度，并把握機遇，占領市場。當系統在使用期間出現了問題時，采用了自動化的方法來實現對故障的防護，使失效的裝置不能正常工作，從而防止事故的蔓延。這樣既能減少損失，又能減少人員的死亡。正確運用自動化技術，能對全過程進行全方位的監測，迅速找出問題所在，并對其進行合理的剖析，制定出相應的應對措施，使企業的經濟損失降至最低，并迅速地恢復到正常的工作狀態。

4 人工智能在機械設計制造及其自動化中的應用

4.1 人工智能在機械設計中的應用

機械設計制造及自動化是現代工業發展的必然趨勢。與常規的設計過程及理念相比，二者有很大不同。當今，為了適應人類的生產和生活需求，計算機技術在機械產品的設計中得到了越來越多的運用。為了推動機械設計制造及自動化的發展，必須充分認識現代機械的現實需求，重視設計的多樣化。把人工智能技術引入機器的設計中，可以對機械制造的方式進行革新。在設計過程中，要重視提高機械的自動化程度，降低人的主觀性。相對以往，機械的設計可以做到長時間的持續工作，降低了對勞動力的消耗，增加了儲存空間，可以儲存各種信息，同時也便于員工進行日常的學習。目前，在汽車、航空航天等領域，人工智能技術已經被廣泛地運用，在其機械裝備的設計上進行了革新，突破了以往的機械設計思路，實現了對機械的柔性化。利用人工智能技術，可以使機械產品的設計得到更大的發展和革新。

4.2 人工智能技術在信息處理中的應用

在機械制造及其自動化中，信息傳遞是一個非常關鍵的環節，若要保證數據傳遞過程中不會發生任何問題，就需要合理地引進和運用人工智能技術。運用人工智能技術，可以對網絡的信息傳遞進行實時監測，及時地發現問題，并對存在的問題進行及時處理，保證了數據的正確性和安全性，避免了出現不可預知的問題。在生產中，由于生產效率的不斷提升，所產生的信息量也越來越大，因此，對電子數據的傳遞提出了更大的要求。為了保證各類信息的安全、有效地進行，為以后系統的安全和平穩運營，必須加大對人工智能的運用力度。在制造工藝中，由于傳遞的數據有誤，必然會導致產品的品質下降。從這一點可以看出，人工智能技術在信息處理中起著十分關鍵的作用，在持續提高效率的同時，為了防止出現差錯，還必須保證數據的安全和穩定。

4.3 人工智能在機械故障診斷中的應用

機械制造及其自動化是一個復雜的過程，整個執行程序是非常煩瑣的。比如，在進行模型展示時，需要大量的計算公式、大量的原理以及大量的推論。若單純依靠人工進行問題的分析，不但費時費力，且存在多種誤差，嚴重的會對工藝流程造成不利的后果。這說明了將人工智能技術用于機械設備的故障檢測，能夠實現對大量信息的采集、整理和歸類，保證了數據的精確度。另外，在機械的故障檢測中引入人工智能技術，采用計算機接口，實現了機械參數的正確傳遞。利用推理機可以對故障的診斷進行正確的處理，這個體系能夠提出一些專業的意見。在此過程中，能夠迅速地提取出原有的類似實例，并根據實例進行精確的相似性運算，從而精確地判斷出機械的故障。許多機械生產單位由于生產過程中出現的問題而導致生產中斷，從而給生產帶來了巨大的經濟損害。所以，在機械制造業的生產中，越來越重視運用人工智能技術。針對可能出現的問題，要對機械的使用年限進行科學的預報，并據此制訂出與之相適應的維修方案。

4.4 人工智能技術在計算與數據存儲中的應用

在運算與數據儲存等領域，人工智能典型的應用領域就是神經網絡。神經網絡是通過仿真人體的神經行為來構造的。該結構有很多優勢，例如，有著優秀的存儲能力。該系統能夠在人工智能的環境下，對數據進行分析、計算、比較，并且能夠將以往數據與現有數據進行比較，既能夠處理海量數據，又能夠保持數據的精確度，機械設計制造和自動化方面的某些需求與此網絡體系十分吻合。所以，目前，機器設計者和生產工作者十分重視利用神經網絡進行計算機數據資料儲存。同時，由于神經網絡具有較強的運算性能，其在實際中的使用效果得到了極大的改善，保證了其穩定和精度，為其在機械工業中的推廣與開發奠定了堅實的基礎。

5 結語

隨著經濟的高速發展，我國的機械制造及其自動化行業也遇到了一些新的問題，要想順應時代潮流，就要科學運用人工智能，不斷地進行技術革新，使之能夠在一定程度上推動機械制造行業的轉變，從而保證整個行業的健康發展。