關(guān)于人工智能對機械加工行業(yè)的影響探討

肖瑩瑩

（德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東德州 253000）

0 引言

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用和普及，人們的生活出現(xiàn)了方方面面的變化，人工智能技術(shù)促使機械加工產(chǎn)業(yè)也開始呈現(xiàn)出嶄新的發(fā)揮樣態(tài)。人工智能和制造業(yè)相互結(jié)合，不僅促使機械制造行業(yè)也開始朝向自動化、智能化的方向前進(jìn)，促使機械加工行業(yè)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)模式，而且對生產(chǎn)供應(yīng)鏈體系會產(chǎn)生諸多積極影響。

1 人工智能和機械加工的協(xié)同作用

作為一種新型技術(shù)類別，人工智能和機械加工行業(yè)相結(jié)合，能夠突破既往機械加工產(chǎn)業(yè)中的不足，也不同于制造業(yè)的自動化追求方向，朝向智能化的方向前進(jìn)。所謂機械加工智能化，并不是使用機器代替人進(jìn)行機器生產(chǎn)，而是秉持著人機協(xié)同的原則，促使機器和人相互配合，更好地適應(yīng)機械加工環(huán)境的變化。

人工智能和機械加工行業(yè)相結(jié)合，并非是單純地運用機器替換人工，而是促使機器和工作人員各司其職，前者承擔(dān)機械生產(chǎn)作業(yè)，后者則是承擔(dān)具有創(chuàng)造性的工作。機械加工行業(yè)工作復(fù)雜，任何一種產(chǎn)品生產(chǎn)與制造，至少會涉及幾十種原料投入，有時候甚至需要數(shù)百萬零部件，即使是同一種產(chǎn)品，不同企業(yè)的工藝生產(chǎn)流程也有明顯差別。正是由于生產(chǎn)工藝、數(shù)據(jù)格式的差異，使得機械加工供應(yīng)鏈連接復(fù)雜，為了進(jìn)行數(shù)字化改造企業(yè)需要專門設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)字化連接。基于技術(shù)發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的搭建能夠應(yīng)對既往工作中的問題，實現(xiàn)數(shù)字化連接，進(jìn)一步推進(jìn)人工智能和機械加工行業(yè)的融合，促使機械加工行業(yè)也能夠隨之轉(zhuǎn)型升級[1]。

2 人工智能在機械加工行業(yè)的多重影響

2.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

人工智能背景下，數(shù)據(jù)信息的交互能力不斷增強，極大解放人力、物力，促使機械設(shè)備的加工制造更加直接簡單、方便，還能相應(yīng)減少成本投入。現(xiàn)在機械加工產(chǎn)業(yè)已經(jīng)步入智能化時代，越來越多的技術(shù)手段促使機械加工形式與傳統(tǒng)模式呈現(xiàn)出很大差別，智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)技術(shù)互融互通也相應(yīng)優(yōu)化機械加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，不同于以往的勞動密集型機械加工行業(yè)，為機械加工產(chǎn)業(yè)形成競爭性發(fā)展優(yōu)勢。

（1）基于人工智能，以往大規(guī)模的人工生產(chǎn)模式開始慢慢被淘汰，人工智能的多元功能也能取代部分產(chǎn)品功能，促使相應(yīng)產(chǎn)品所屬行業(yè)則會隨之減少甚至直接消失，特別是傳統(tǒng)機械裝備、電子信息產(chǎn)品生產(chǎn)都面臨著很大的壓力。

（2）人工智能的引入，在某種程度上將會徹底改變機械加工行業(yè)的發(fā)展態(tài)勢。將人工智能和傳統(tǒng)機械加工產(chǎn)品相融合，能夠顛覆機械產(chǎn)品原有功能和機械加工行業(yè)原有產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢。例如，無人駕駛的出現(xiàn)，促使交通法規(guī)、汽車銷售都會相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，和汽車有關(guān)的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)格局都會相應(yīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變。智能化也慢慢開始演變成為機械加工產(chǎn)業(yè)許多產(chǎn)品的基礎(chǔ)功能，甚至可以說大多數(shù)機械制造產(chǎn)品由此而發(fā)生改變。

2.2 提高生產(chǎn)效率

人工智能能夠相應(yīng)地帶動機械加工行業(yè)生產(chǎn)效率的提高。在機械加工行業(yè)中，智能機器人能顯著延長工廠開工時間，無論是工廠還是機械車間都能擁有更長時間進(jìn)行作業(yè)，加班時間并不需要多余成本費用投入，無人工廠更是演變成為制造加工行業(yè)的全新形式。

實例1：我國首家食品無人工廠正大食品速凍水餃工廠，依托電子信息與計算機技術(shù)，使食品加工呈現(xiàn)為智能化制造，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、工作效率提高。在智能機器的協(xié)助下整個水餃生產(chǎn)制作更加智能，面粉自動稱重、自動攪拌、自動生成面皮，面皮制成后，則可以自動包裹餡料，進(jìn)入冷庫冷凍、包裝塑封裝箱。整個生產(chǎn)過程不需要額外的人力資源投入，不僅提高機械生產(chǎn)效率提高，同時還能減少勞動力成本。

實例2：老板廚房電器推出智慧無人工程，基于技術(shù)要求和客戶要求，相應(yīng)地生成集煙罩沖壓自動線，促使整個機械生產(chǎn)過程和機械生產(chǎn)管理呈現(xiàn)出智慧化的發(fā)展趨勢，促使機械生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量提高接近99%，機械生產(chǎn)效率相應(yīng)提高45%，產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低21%。

實例3：2017 年，晨訊科技集團(tuán)推出我國首個手機無人工廠，這個產(chǎn)品制造全程只需要1～2 名現(xiàn)場維護(hù)人員監(jiān)控?zé)o人化流水線，機器人可以實現(xiàn)自動加料、送料，按照設(shè)定軌道進(jìn)行移動，即使遇到障礙物也會自動避開，誤差幾乎為零，工廠看板可以直接查看流水線作業(yè)情況[2]。工廠看板如圖1 所示。

圖1 工廠看板

人工智能與機械加工行業(yè)的有機結(jié)合，能夠更好地滿足機械生產(chǎn)需求，使產(chǎn)品生產(chǎn)線得到優(yōu)化。人工智能技術(shù)能夠模擬人類思維模式，基于既有數(shù)據(jù)信息對市場行情進(jìn)行預(yù)估，靈活安排產(chǎn)品生產(chǎn)計劃，達(dá)到零庫存的設(shè)計要求，從而不斷提高機械加工產(chǎn)品和市場需求的一致性。基于人工智能，還可以相應(yīng)帶動機械加工產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化，人工智能能夠展開全過程實時監(jiān)控，不同于傳統(tǒng)的機械加工生產(chǎn)方式，全過程監(jiān)控促使企業(yè)工作人員全面掌握產(chǎn)品加工情況，盡可能降低機械加工產(chǎn)品的不良率、減少經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 重塑機械加工行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

2017 年，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，對人工智能做出發(fā)展規(guī)劃，力求人工智能更好地帶動各行各業(yè)的變革。人工智能促使傳統(tǒng)的機械加工行業(yè)分工體系發(fā)生諸多變革，重塑分工格局。基于傳統(tǒng)價值鏈，人工智能開始增加新環(huán)節(jié)，減弱勞動力成本優(yōu)勢，緩解用工成本壓力。需要注意的是，還可以對機械加工行業(yè)進(jìn)行具體區(qū)分：對于勞動密集型行業(yè)，人工智能的突出影響便在于減少用工數(shù)量、提高生產(chǎn)效率；對于流程型行業(yè)，如化工行業(yè)，人工智能集中作用于低成本定制化生產(chǎn)。

3 人工智能對機械加工過程的影響

3.1 機械設(shè)計

機械設(shè)計本身是一個較為復(fù)雜的過程，整個工程設(shè)計需要多方面的理論知識以及相對豐富的工作經(jīng)驗，將理論和實踐相結(jié)合，才能實現(xiàn)良好的設(shè)計效果。現(xiàn)階段的機械設(shè)計通常會采用CAD 系統(tǒng)，但是CAD 系統(tǒng)很難直接進(jìn)行數(shù)值計算、搭建數(shù)學(xué)模型。針對上述種種問題，可以通過人工智能有效克服既往工作中的不足，通過計算機的作用不斷拓展數(shù)值處理的范圍，促使機械設(shè)計更加自動化[3]。

3.2 機械制造

實際上，機械生產(chǎn)與制造是機械加工產(chǎn)業(yè)的主要內(nèi)容與核心環(huán)節(jié)。人工智能的應(yīng)用在一定程度上，促進(jìn)了機械制造的工作效能，不僅能提高機械制造安全性和機械生產(chǎn)制造效率，還能減少資源浪費等問題。

在機械加工行業(yè)實際生產(chǎn)過程中，安全問題不可忽視。具體而言，機械加工行業(yè)的安全問題主要表現(xiàn)在兩個方面，分別是機械制造相應(yīng)形成的質(zhì)量安全問題，以及機械加工制造對工作人員形成的人身安全問題。近年來我國機械加工行業(yè)一直在不斷發(fā)展，人員安全事故倍受關(guān)注，任何一個環(huán)節(jié)處理不當(dāng)都有可能威脅到現(xiàn)場工作人員的人身安全。引發(fā)安全事故的原因有很多，可以分為如下兩大類：

（1）機械加工行業(yè)技術(shù)落后造成的安全問題。由于技術(shù)落后，難以滿足機械加工制造行業(yè)的生產(chǎn)要求，最終制造形成的機械產(chǎn)品也難以達(dá)成基本質(zhì)量要求。

（2）工作人員疏忽造成的安全問題。部分工作人員由于理念認(rèn)識不足、沒有預(yù)先采取預(yù)防措施，在使用機械設(shè)備時很容易發(fā)生安全隱患、造成意外事故。

人工智能技術(shù)應(yīng)用于機械加工行業(yè)，能夠有效應(yīng)對機械制造時出現(xiàn)的各種安全問題，使機械設(shè)備和運行系統(tǒng)緊密結(jié)合，很多時候不需要人的參與便可以實現(xiàn)自動化機械生產(chǎn)與制造，無論是機械制造工作效率還是機械制造質(zhì)量都能得到相應(yīng)改善。特別是一些復(fù)雜精密器件生產(chǎn)工作，通過應(yīng)用智能機器人、以機器代替人工能夠提高機械生產(chǎn)精度和安全性。當(dāng)前我國一直在大力推行智能機器人的應(yīng)用，服務(wù)機器人占比已經(jīng)達(dá)到30%，市場規(guī)模達(dá)到60 億元。

另外，人工智能還可以實現(xiàn)機械生產(chǎn)制造過程中機械的故障診斷。機械加工行業(yè)涉及內(nèi)容廣泛、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)眾多，將會應(yīng)用到大量數(shù)據(jù)，如果只是依靠人工測算檢測故障，不僅工作壓力大、診斷效率低，還很容易出現(xiàn)計算誤差。但是引入人工智能，便可以實現(xiàn)機械制造加工的智能監(jiān)測，便于故障的排查和處理。

4 結(jié)論

綜上所述，對人工智能對機械加工行業(yè)的影響展開分析，具有至關(guān)重要的意義。人工智能促使機械設(shè)計和機械制造出現(xiàn)了諸多變化，機械加工行業(yè)開始朝著自動化、智能化的方向前進(jìn)。未來應(yīng)不斷加強人工智能的研究，切實帶動人工智能與機械加工行業(yè)的有機相融，不斷提高我國機械加工行業(yè)智慧化水平。