基于人工智能的機械設計制造及其自動化實踐

李圣偉

摘 ?要：人工智能在機械自動化領域應用屬性的顯現，主要是基于我國產業轉型升級背景下，機械制造業的技術升級改革運動。倡導通過在機械自動化過程中融入人工智能技術，來促使機械自動化可以更好的與電子技術、信息技術、計算機技術實現功能與知識方面深度融合，使機械自動化系統中一些容易出現的故障性問題得到更好的改善，降低機械自動化故障的發生率，促進機械生產效率的提升。

關鍵詞：人工智能;機械設計制造;自動化實踐

引言

隨著社會發展和現代科學技術的進步，我國對于人工智能技術的研究也在不斷推進。作為一種新興技術，人工智能在人們的日常生活中應用逐漸開始更加廣泛，例如智能家居、智能汽車、智能機器人、智能停車場等等，在人們的日常生活中隨處可見。這些設備應用核心技術均為人工智能。而且伴隨著現代科學技術的研發，在人工智能整體技術水平方面起到了極大的推進作用。

1相關概述

1.1人工智能

人工智能英文簡稱AI，又稱作機器智能、智械。指的是在對計算機程序進行不斷模擬開發的基礎上，通過功能的延伸，使機器在邏輯思維、行為方式上表現出人類所具有的智慧。基于人工智能目標要求，其研究領域已經從計算機科學拓展到了心理學、語言學、哲學、生物學、等學科領域。在人工智能強大的機器學習作用下，一些繁雜而困難的工作可以由人工智能替代人力，這樣不僅可以大大減輕人力工作負擔，更有助于工作效率的提升。在倡導以計算機技術創新發展，實現產業轉型升級的新時代背景下，人工智能作為一門新興技術形式，憑借自身強大的功能優勢，已經成為了如今互聯網行業的熱點話題，是引領社會信息化升級發展的潮流所在。

1.2機械自動化

自動化即在無人干預的狀態下，機器裝置依然可以按照預定的指令，進行自動化操控。機械自動化是在自動化的基礎上發展而來，指的是機器裝置以機械的形式來呈現出自動化控制。作為自動化的一個重要分支，機械自動化概念的提出，將機械生產從人工操控提升到了一個更高的層次，可以在自動化控制系統的作用下，實現機械的無人操控。可最大程度降低勞動強度，實現機械生產效率的提升。如今在產業升級的助力下，機械自動化已經被廣泛應用在了工業制造、生產管理、產品設計等多個方面，并結合電氣工程、電子技術實現了功能上的拓展。

2.人工智能在機械設計制造及其自動化中應用現狀

我國目前機械設計制造行業正處在快速發展的提升時期，而智能化技術的應用也逐漸開始更加成熟，在市場經濟不斷完善和需求持續增長推動下，機械制造行業中企業的數量不斷增多，相比2017年，2019年機械制造市場企業數量增加了近50%。而且機械設計制造中的智能化技術應用也正不斷的改進，應用范圍也在不斷的擴大，早已從傳統的手工生產方式開始轉向自動化、智能化操作，一些新的機械生產制造技術也不斷進行升級。

由此可見，機械設計制造行業人工智能技術應用是智能化發展的新趨勢和新方向。人工智能技術在機械設計制造及其自動化中的應用能夠有效地提高生產的精度，確保生產的效率和生產的質量，尤其在一些具備較高風險的工業制造業和高污染的工業、地下作業中，對于人工智能的應用能夠有助于提高生產質量和生產安全水平。

從當前的人工智能技術整體發展水平來看，其發展速度正在不斷加快，但以目前經濟水平和設備要求以及引進成本來講，人工智能化技術的應用仍然較為偏向于工業生產和迫切需要實現人工智能技術應用的領域，而且受到經濟水平限制，只有一些經濟水平較高的大城市和大型生產領域中有著較高的應用，一般的機械設計制造中智能化利用率較低，且其管理系統和相關配套設施并沒有做到大規模的發展，與國外發達國家相比仍然有著不小的差距和提升空間，這對于機械設計制造中對于人工智能化的應用也造成了一定的影響。

3人工智能在機械自動化中的運用

3.1人工智能在機械自動化中效能的發揮

伴隨著人工智能技術的不斷發展和完善，當前基于機械自動化轉型發展的迫切需要，人工智能已經被廣泛運用到了機械的設計、制造、信息處理、故障診斷等過程當中，人工智能效用的發揮，極大的促進了機械自動化功能的提升。具體來講，人工智能在機械自動化中效能的發揮主要體現在以下幾點：

（1）人工智能在機械自動化設計中的運用。時代的巨變，使得傳統的機械設計理念不再適用于當今行業需求。人工智能技術的采用，賦予了機械設計多元化發展的可能。使原本依靠人力操控的機械自動化，能夠在智能系統的輔助下，脫離人員操控，實現充分的自動化、自主化。在提高機械生產運作效率，減少人力、物力成本投入的情況下，促使企業實現了生產經濟效益的提升。

（2）人工智能在機械制造中的運用。機械生產制造涉及環節較為繁復且存在一定的難度，尤其是涉及到精密器件的生產還對產品的精準度提出了較為苛刻的要求。將人工智能技術引入到機械制造當中，以器械人操作來替代人工，可最大程度保障機械生產的按規完成，能夠有效避免因人員操作不當所帶來安全、質量問題。

（3）人工智能在信息處理中的運用。無論是過去還是當前，機械要想實現自動化這一目標，在生產制造過程中都會涉及到大量的信息傳遞，這些信息是支撐機械實現自動化功能的基礎所在。但以往的信息傳遞主要依靠電子信息傳輸系統來進行，礙于系統本身的局限性以及承載量問題，使得信息傳輸過程中時長出現信息漏傳、誤傳等情況，對機械自動化生產造成了極大的阻礙作用。

3.2智能型機械的實際運用領域

隨著智能型機械優勢功能的逐漸顯現，智能型機械在如今社會各領域均有著廣泛的應用。如，大型農業生產、工業生產、醫療衛生等領域都可以看到智能型機械的身影。

（1）在農業生產領域的應用。繼歐美等發達國家后，我國也正在朝著智能型農業機械生產邁進。以農業激光平地機為例，該機械在定位農業機械的基礎上，融合了人工智能、激光技術、GPS等先進技術。不僅能夠準確定位作業目標位置、對象，還可以在激光信號的作用下實現自我作業功能、行為的不斷優化;而智能旋耕機的出現，可以在多傳感器融合技術、北斗導航技術的作用下，使機械可以全自主作業，大大降低了農民勞動強度。如今隨著5G時代的到來，2020年9月國家農機裝備創新中心正式向外公布了由其研發的我國首臺氫燃料智能5G拖拉機，可在5G通信技術、攝像頭以及雷達的作用下，實現自動化駕駛作業。

（2）在工業生產領域的應用。隨著我國制造業的崛起，目前我國已經真正成為世界制造大國。在生產構造日漸復雜化的背景下，人工操作已經難以滿足工業生產的需要，智能型機械自動化設備的采用，可大大提高工業生產效率。越來越多的企業已經認識到人工智能+產線機器人將其未來很長一段時間內，我國工業生產制造領域的主要發展趨勢。機器人的介入不僅可以充分替代人工勞動，在高速運轉的基礎上充分達到流水線重復性工作任務要求。

結束語

綜上所述，目前機械制造行業能夠為各工業企業提供大量的機械設備、零部件產品，所以，機械制造行業是實現工業現代化、工業自動化的基礎。因此，要想實現機械設計制造及自動化水平的整體提升，就必須要應用人工智能，將其融入到機械生產制造過程中。

參考文獻

[1] 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，2020，578（05）：37-38.

[2] 王禹博.人工智能在機械設計制造及自動化領域的應用[J].信息記錄材料，2019，20（08）：85-86.

[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，2019，（02）：231-232.

[4] 王一雯.人工智能在機械制造及其自動化中的應用分析[J].鍛壓裝備與制造技術，2021，56（01）：10-11.