人工智能在機械設計制造及其自動化中的實踐

摘 要：智能機械設計制造自動化是由多種先進的科學技術所組成的，屬于新型學科，其自動化、智能化水平較高，具備了傳統機械設計制造技術所沒有的功能與優勢。智能化機械設計制造設備在生產制造領域中的應用，極大地促進了機械生產制造自動化、智能化水平的提升，為工業、制造業領域發展提供了強有力的支撐與保障。本文首先概述了智能機械設計制造及其自動化的特征;其次分析了智能機械設計制造自動化優勢;最后探討了智能機械設計制造自動化發展趨勢。

關鍵詞：人工智能;機械設計制造;自動化

0 引言

隨著科學技術水平的提高，社會經濟的快速發展，自動化機械制技術也取得了較大進步。自動化機械制造可理解為對機械制造行業中的被加工產品進行連續不斷的自動生產，從而達到有效自動生產的目的。隨著自動化機械制造技術的發展以及應用，其機械制造行業的相關技術也隨之進行了優化改進與創新進步。自動化機械制造技術對整體機械制造業的發展起到了十分重要的作用，同時也對社會經濟的各個組成部分產生了一定影響，推動其相關技術進步。因此我國相關機械自動化部門應對其所使用的關鍵技術進行分析與探究，以社會背景以及國情作為出發點，將重點放在基礎工作中，從而推動我國自動化機械制造技術的快速發展。

1 人工智能和機械制造的內涵

1.1 人工智能的內涵

人工智能簡稱AI，為一種新興技術，在各個領域得到了廣泛運用，人工智能由兩個方面組成，人工與智能。而前者需要人工進行把控和操作，而后者包含的方面比較多。目前，對智能的解釋比較多，如思維、意識等。實際上，人工智能技術可以運用到智能系統搭建中，展開數據研究與利用等。人工智能為計算機學科的分支，在互聯網快速發展的背景下，人工智能的運用范圍越來越廣，不管是理論方面還是實踐方面都自成一個系統。而人工智能技術作為時代發展的新興產物，將其利用到各個領域中，能夠切實實現高科技運營與發展。

1.2 機械制造的內涵

機械制造為從事工具、動力機械、機床以及化工機械等生產加工的部門。對現代化社會可持續發展來講，機械制造業具有不可或缺的作用，其是給國民經濟提供技術裝備的主要行業，能夠有效推動市場經濟不斷上漲。另外，機械制造業涉及的領域較廣，因此和很多行業都有所關聯，相對而言其影響力較強。機械工業的發展水平和我國工業化程度息息相關，還和社會經濟發展有莫大聯系。在信息技術快速發展的背景下，對機械制造業提出的要求越來越高，傳統的機械制造方式無法滿足現代化社會發展需要，給機械制造業可持續發展帶來不良影響。現如今，我國絕大多數的機械制造企業都在朝著信息化的方向前進，并獲得了一定成果，但依然有很大的局限性。而人工智能技術是機械制造企業轉型的重要方向，具有很強的現實意義。

2 人工智能在機械設計制造及其自動化中的實踐

2.1 虛擬化

在過去的一段時間里，機械設計制造圖樣大多是手繪的，以手繪圖樣來展示產品實際情況，整個過程非常得繁瑣復雜，如果發現圖樣存在問題，則需要進行全部修改，因此需要消耗大量的時間與精力。并且在修改的過程當中，無法很好地明確圖樣是否適用于實際生產，無法很好的保障圖樣質量。在接下來的時間里，機械設計制造及其自動化的虛擬化發展，則成為社會發展的必然趨勢，借助先進的虛擬技術來整合處理海量的設計圖樣及數據，整個操作過程呈現虛擬化狀態，能夠及時地發現其中所潛在的問題，以便于在及時地做好更新完善工作，這樣一來，能夠極大地降低對于人力、物力以及財力方面的投入，同時也能夠有效縮短產品的設計時間，使得機械設計制造更加符合時代發展需求。

2.2 應用在故障診斷中

機械設計制造及其自動化過程是極其復雜的，而且經常需要進行許多數據計算，例如：論證與建模的過程中，就需要應用到很多公式進行計算和推導。若在這個過程中全部依賴人工計算，不僅有可能發生計算錯誤，而且必須花費很多精力和時間，這樣必定不利于生產過程。因此，必須合理應用人工智能技術，使其自動化歸納和分類信息，保證計算結果的準確性，防止后續發生故障。除此之外，運用人工智能也能對機械故障進行診斷，首先可以利用人機界面將機械監測獲取的數據輸到系統中，接著推理機利用正向推理規則和推理機制獲得對應的診斷結果，并提出一些專家建議。最后，利用檢索獲取以往與其類似的案例，結合這些案例，將相似度準確計算出來，以正確診斷機械故障。每年全球由于故障等因素導致停工的企業損失高達6470億美元，因此在日常生產過程中，已經有許多大型制造業，利用人工智能，探查出潛在故障警告，并預測機械使用壽命，協助制定更加合理、科學的維護計劃。

2.3 人工智能、專家系統以及智能傳感技術

如今，在柔性制造系統中所采用的人工智能大多數為將規則作為基礎的專家系統。這種系統使用專家知識以及推理規則來進行推理工作，從而對生產中遇到的各種問題進行解決。專家系統在使用過程中可以十分便捷地將所有知識與經驗進行融合，并通過對事實進行查驗理論的方式來強化柔性制造系統中多個方面的自動化程度。未來還可使用知識更加密集人工智能技術，通過對知識進行處理的方式結合專家系統，從而在智能型柔性制造系統中發揮重要作用。在柔性制造系統中所采用的多種技術，最有發展前景的便是人工智能技術，2050年以后，人工智能技術的應用范圍以及規模將比目前擴大四倍。在機械制造的過程中，系統可對其運動狀態進行自動監視，可在受到外界刺激以及內部刺激時對其參數進行自動調整，從而使其保持最佳的工作狀態。

3 結語

目前機械設計制造及其自動化已經普遍運用在我國各行各業，如工業以農業以及軍事等，并為每個行業發展提供有力的支持，促進了許多領域現代化發展。可持續發展作為機械設計制造行業的目標，有關企業必須積累更多的經驗，不斷優化相關技術，進而確保每個相關行業都享受到良好的服務，以進一步促進我國社會經濟穩定發展。

參考文獻：

[1]任志強，李鐵.機械設計制造及其自動化發展方向的研究[J].中國設備工程，2019（06）：212-213.

[2]張智武.人工智能技術在機械設計制造中的應用[J].信息記錄材料，2020，21（02）：92-93.

作者簡介：李永生（1998-），男，河南鄭州人，本科，研究方向：機械制造及其自動化。