人工智能技術在機械設計制造中的應用

魏偉

【摘 要】作為新時代產物，人工智能技術在我國機械設計制造領域已經廣泛應用，該技術的引入對于機械設計制造領域而言有著積極作用。人工智能技術不但可以推動機械設計制造行業轉型，還有著削減人工成本、提升生產效率、優化設計制造流程等優勢。目前，人工智能技術應用在機械產品設計、零件工藝設計、數控機床設計控制、機械產品制造加工以及企業投資決策等方面。要想充分發揮人工智能技術作用，企業必須做好準備工作，完善機械設計制造方案，擁有高質量硬件與軟件。

【關鍵詞】人工智能技術;機械設計制造;應用

引言

在當前的信息化時代背景中，我國的機械設計制造表現出了生態化、模塊化以及虛擬化的發展趨勢。人工智能技術科學合理地應用在機械設計制造中，能夠提升企業的生產效率，促進機械制造行業的健康穩定發展，也順應了科技強國的發展潮流。在今后的實際建設工作中，還應不斷對技術進行改進和創新，讓人工智能技術在機械設計制造中發揮出更大的作用。

1人工智能技術

人工智能技術是一種現代化技術，具有綜合性較強的特點，它以電子信息系統和計算機網絡為基礎，對哲學和社會心理學等內容進行了結合。人工智能技術作為新型的技術，具有很強的應用性，儀表控制器和數字多用表是其基本配置，有著非常廣闊的發展和應用前景。隨著科學技術的不斷發展，人工智能技術在計算機技術的支持下，在機械設計制造領域得到了廣泛應用，從而促進了社會的信息化發展。在機械設計制造工作中存在著模型運算不清晰的問題，而人工智能技術的應用有助于這一問題的解決，讓網絡環境變得更加高效和安全，也提高了信息數據處理和網絡搜索工作的效率，為用戶提供更良好的體驗。

2機械設計制造領域自動化發展的作用及發展趨勢

2.1機械設計制造領域自動化發展的作用

機械設計制造領域自動化發展的作用體現在以下兩個方面：一方面，能夠使機械設計制造工作的效率得到提升。隨著信息化社會的發展，人工智能技術應用到機械設計制造中，能夠促進機械設計指導的自動化發展，提高生產效率，還可以使機械產品的生產規模得以擴大，并使生產工作的技術性和精準度得到提高，有利于降低企業的生產成本。此外，在仿真模擬實驗中，有效地應用人工智能技術，還可以使開發生產過程中的誤差得到降低，從而讓生產設計的精確度得到保證，有利于企業生產出質量更好的產品。另一方面，能夠保證生產過程中的安全性，幫助找出生產工作中存在的安全隱患并予以消除。機械設計制造自動化可以使資源得到更加合理的配置，減少人力勞動使用數量，并且不容易出現錯誤，有利于機械設計制造自動化水平的提升。

2.2機械設計制造領域自動化發展趨勢

隨著信息智能化時代的不斷發展，企業開始重視對人工智能技術和計算機制圖技術的應用，也提升了企業的整體發展水平。遠程監測技術和控制技術由于網絡技術的發展也取得了很大進步，與機械設計制造自動化生產之間的關系也越來越密切。機械設計制造還表現出了生態化、模塊化以及虛擬化的發展趨勢，當這種趨勢成為現實后，會大大降低企業的生產成本，使企業的生產能耗得到降低，從而促進企業經濟效益的提升。

3人工智能技術在機械設計制造中的具體應用

3.1在機械產品設計中的應用

與傳統模式相比，機械產品設計在融入人工智能技術后，效率得到了大大提高，在機械產品設計中使用人工智能技術，可以提高設計的完善性。在傳統機械產品設計中，由于是以人工作為核心力量，所設計出來的生產方案可能存在不合理現象。而人工智能技術則可以利用專家系統構建模型，在模型中對設計方案進行模擬，從而選擇一種最適合的生產方案。在對數控機床模塊進行設計時，可通過人工智能技術搜索與模塊有關的方案，在構建完數控機床總布局之后實施產品加工。由于人工智能技術擁有專家系統，和CAD程序相比，專家系統的靈活性和針對性更強，可以對每一個步驟進行解釋，如果發現不合理現象，可快速修改程序。并且，在對機械產品結構進行設計的過程中，CAD系統只能夠對固有程序進行設計，若中途想修改程序十分困難，而各專家系統之間都有交互性，修改簡便。比如，在對飛機、輪船等結構進行設計時，只需要給出一個前提數據就可完成全部結構設計任務。除此之外，在對齒輪等機械零件進行設計時，通過人工智能技術只需給出齒輪輪廓范疇或傳動信息就可設計出一個完整的齒輪。人工智能技術在機械設計中的應用優勢較為明顯，在傳統齒輪設計中，由于沒有考慮到噪音問題，導致最終設計出來的齒輪在運行時會產生噪聲污染。而借助人工智能生產出來的齒輪，對噪聲有著明確要求，通過專家系統可對齒輪廓形進行糾正，系統還會自動生成齒輪零件詳圖，方便技術人員參考。

3.2在零件工藝設計中的應用

當前較為成熟的工藝設計主要是成阻技術和工藝編制分析，在后續的發展中已經逐漸發展為智能工藝設計。通常情況下，可將機械零件分成回轉軸類零件和箱體零件，因為各零件的孔、角、面不同，所以加工工藝設計選擇也存在一定差異，所選擇的切削量、時間、成本、刀具、數控機床類型等各不相同。針對機械零件的工藝設計，既可以是單臺數控機床，也可以是加工中心。通過人工智能技術可把加工零件輸入計算機生產系統中，還可以完成刀具傳輸、數控機床調整等設計工作。國內在零件工藝設計時可借鑒國外現有的工藝設計理念。比如，法國所開發的CARI系統可以對幾十種不同形狀的零件進行加工，并且其是由LISP語言構成的。日本所研發的TOM系統比較適用于孔加工過程中。英國所研發的EXCAP系統比較適用于回轉零件加工中。當前我國針對該方面的研究還停留在工藝編制分析上，與此同時，也有一些大型機械企業設計出了較為復雜的程序。

3.3在數控機床設計控制中的應用

人工智能技術在機械設計制造領域中的應用還可以體現在自動化控制技術上。在對數控機床進行操作的過程中，可以對現有的測量信息進行分析和計算，觀察使用參數是否符合約束要求。比如，在鏜孔當中，其切削條件是不能產生太大振動，即便產生振動，也要觀察其振動幅度是否在可允許范圍以內，需要經過多次實驗來測得。在機械設計制造中，主要是由數控機床運行來實現的，然而，在自動化控制系統中存在工業機器人配合中心，該中心的存在給機械設計制造提供了良好契機。也正是因為該中心支持，可對數控機床進行嚴格控制。但自動化控制技術的應用需得到計算機系統幫助，這也意味著企業需安裝計算機系統才能引入自動化控制技術。與傳統控制系統相比，自動化控制系統優勢更為顯著。當企業在對小批量機械產品進行設計制造時，自動化控制系統可高效完成工作，在節約時間成本的同時，還可降低能耗，有著較高性價比。

結束語

隨著現代科學技術的快速發展，衍生出了一種重要的信息產物，那就是人工智能技術。當前社會中，人工智能技術的應用非常普遍。社會經濟基礎建設離不開機械制造行業，機械制造行業為社會經濟基礎建設奠定了堅實的基礎，信息化時代的到來也為機械設計制造帶來了廣闊的發展前景，同時也面臨著更加激烈的市場競爭和挑戰，只有充分利用新型的科學技術，才能為社會和人們提供更好的服務。

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