現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用

摘要：隨著我國科學技術(shù)的不斷發(fā)展，機械設(shè)計制作也發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)逐漸不能滿足當前的社會需求，制造效率難以跟上時代的發(fā)展腳步。現(xiàn)代人工智能主要研究了智能系統(tǒng)和智能機器的相關(guān)技術(shù)，將現(xiàn)代人工智能技術(shù)應(yīng)用在機械設(shè)計制造中，是機械制造商業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要舉措。現(xiàn)代人工智能技術(shù)實現(xiàn)了機械制造過程中的遠程控制、故障檢測以及運行情況分析等眾多內(nèi)容，大幅度地提高了現(xiàn)代機械的制造水平?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的合理應(yīng)用為制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。本文從人工智能和機械制造的內(nèi)涵入手，簡單分析了現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用，提出了現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中提高應(yīng)用能力的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代人工智能技術(shù);機械設(shè)計制造;具體應(yīng)用

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）17-0066-02

新一輪的產(chǎn)業(yè)革命隨著我國科技水平的進步而來，現(xiàn)代信息技術(shù)在機械設(shè)計制造中應(yīng)用十分廣泛，有效推動了我國制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展，也為其帶來了新的挑戰(zhàn)與發(fā)展機遇。將現(xiàn)代人工智能技術(shù)融入機械設(shè)計制造過程中，有助于制造企業(yè)優(yōu)化分析運行情況，做出精準的管理決策，改進制造工藝，有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)運行效果，完成個性化產(chǎn)品制造與精準營銷?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)已經(jīng)成為制造行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。隨著現(xiàn)代人工智能技術(shù)在新時代的發(fā)展，新的思維模式和技術(shù)方法逐漸應(yīng)用到機械設(shè)計制造過程中，促進了制造行業(yè)的進步與發(fā)展。

1 人工智能與機械制造的內(nèi)涵

1.1 人工智能

人工智能是計算機科學技術(shù)中的重要內(nèi)容，也是計算機行業(yè)領(lǐng)域的重要技術(shù)，通過人工智能來明確智能化的本質(zhì)，模擬人類思維與意識通過智能機器完成制造生產(chǎn)。人工智能包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)、仿真技術(shù)、語音識別技術(shù)等，人工智能技術(shù)涉及多個學科知識之間的交叉，具有較強的綜合性。人工智能技術(shù)在萌芽階段，也就是計算機技術(shù)剛剛出現(xiàn)，只在少數(shù)領(lǐng)域進行了人工智能技術(shù)的應(yīng)用，制造行業(yè)生產(chǎn)依靠的依然是人工勞動力，并未在日常生活中應(yīng)用人工智能技術(shù)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，人們在日常生活中熟練運用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，但對人工智能技術(shù)的了解也十分片面，對人工智能的認知程度也還停留在表面，人工智能技術(shù)在各行各業(yè)的深層運用還有著很長的發(fā)展路程。人們在越來越好的社會環(huán)境下，精神需求也有了較高要求，人們逐漸意識到人工智能給生活工作帶來的重要變化，在一定程度上促進了人工智能技術(shù)的提高。目前人工智能技術(shù)雖在生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用，但人工智能技術(shù)仍需進一步發(fā)展[1]。

1.2 機械制造的內(nèi)涵

機械設(shè)計制造主要從事動力機械、機床、化工機械等生產(chǎn)加工工作，從現(xiàn)代社會發(fā)展的角度分析，機械制造行業(yè)至關(guān)重要，特別是為國民經(jīng)濟提供重要的機械技術(shù)的相關(guān)行業(yè)，有助于推動市場經(jīng)濟不斷發(fā)展。除此之外，機械制造行業(yè)涉及的內(nèi)容較為廣泛，和很多行業(yè)領(lǐng)域都有著密切聯(lián)系，具有較強的影響能力。機械制造行業(yè)發(fā)展與我國工業(yè)化建設(shè)有著直接聯(lián)系，也與社會經(jīng)濟的發(fā)展有著重要聯(lián)系。在新時代信息技術(shù)背景下，機械制造行業(yè)有了更高要求，傳統(tǒng)的機械制造模式逐漸不能滿足當前社會需要，嚴重阻礙了機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當今很多機械制造企業(yè)都已經(jīng)向著現(xiàn)代信息化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，取得了一定的發(fā)展成果，但仍然面臨著很多挑戰(zhàn)，而現(xiàn)代人工智能技術(shù)的機械制造行業(yè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向，有著不可估量的重要意義。

2 現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我國現(xiàn)代人工智能技術(shù)還處于發(fā)展階段，對于智能化技術(shù)的應(yīng)用正在逐漸完善，隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，機械制造行業(yè)的企業(yè)越來越多，智能化技術(shù)在機械制造行業(yè)中的應(yīng)用也在實踐中不斷進步，應(yīng)用范圍與規(guī)模也在不斷擴大，制造行業(yè)從傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)模式逐漸向著智能化、自動化轉(zhuǎn)變，制造生產(chǎn)技術(shù)也隨著科技的進步而不斷改革與創(chuàng)新?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用是整個機械制造行業(yè)發(fā)展的新方向。在機械設(shè)計制造中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)有助于提高生產(chǎn)的精準程度，保障企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在較高風險的工業(yè)制造業(yè)或高污染的地下作業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，能有效避免出現(xiàn)安全事故，提高生產(chǎn)質(zhì)量。目前我國的人工智能技術(shù)正在不斷發(fā)展，但根據(jù)當前的社會經(jīng)濟實力、設(shè)備要求等方面分析，現(xiàn)代人工智能技術(shù)更多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)以及迫切需要應(yīng)用人工智能技術(shù)的相關(guān)行業(yè)中[2]?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)受到經(jīng)濟水平的制約，在經(jīng)濟實力較高的大城市和大型生產(chǎn)行業(yè)中應(yīng)用較多，在一般的機械制造中很少利用智能技術(shù)，在管理系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施中也沒有較大規(guī)模應(yīng)用，現(xiàn)代人工智能技術(shù)還有著很大的發(fā)展空間，這也是人工智能技術(shù)應(yīng)用過程中需要改進的方面。

3 現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用

3.1 機械設(shè)計制造中模糊推理系統(tǒng)的應(yīng)用

在人工智能中，模糊推理系統(tǒng)是重要的組成部分，模糊推理系統(tǒng)采用類似人腦的信息判斷與處理方式，通過語用等學科知識來設(shè)計與轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳達。將人工智能技術(shù)中的模糊推理系統(tǒng)應(yīng)用到機械設(shè)計制造中，能將大量的數(shù)據(jù)信息進行準確分析，高效處理相關(guān)數(shù)據(jù)，保障電子機械自動化生產(chǎn)正常運行，有效提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。但是，模糊推理系統(tǒng)有其優(yōu)勢的同時，也存在了一些待解決的問題，比如系統(tǒng)連接并不穩(wěn)定等問題。所以，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)積極開展深入的研究工作，讓模糊推理系統(tǒng)能在機械設(shè)計制造中充分發(fā)揮其價值，促進行業(yè)健康發(fā)展。

3.2 機械設(shè)計制造中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用

人工智能技術(shù)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為重要。在機械設(shè)計制造中充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的神經(jīng)元，在各大網(wǎng)絡(luò)渠道分享資源信息或數(shù)據(jù)，實現(xiàn)資源共享，在相關(guān)期限內(nèi)進行信息的保存和分享，推動整個機械制造自動化的健康發(fā)展。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能有效處理動態(tài)數(shù)據(jù)，將機械設(shè)計制造中涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，做出合理的處理指令，完成制造。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與人類大腦中神經(jīng)系統(tǒng)處理信息十分相似，在各大生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。制造行業(yè)可以充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中神經(jīng)元的反射特性來分析電子機械工程中的數(shù)據(jù)，保障信息數(shù)據(jù)的存儲。電子機械工程中，機床運動誤差補償、設(shè)備管理、熱變形控制等方面都可以應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，人工智能能在電子機械工程加工工藝方面進行工藝參數(shù)的評定，有效預(yù)測加工中產(chǎn)生的誤差，能在電子機械工程零件設(shè)計過程中進行齒輪強度、齒輪形態(tài)等方面的指導(dǎo)。在機械設(shè)計制造中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，有助于改善傳統(tǒng)機械工程中由于設(shè)計不合理導(dǎo)致的生產(chǎn)效率不高、經(jīng)濟效益不良等情況，為制造企業(yè)自動化生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持[3]。

3.3 機械設(shè)計制造中故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

在機械設(shè)計制造中應(yīng)用故障診斷系統(tǒng)有助于企業(yè)降低維修時間和維修成本。故障診斷系統(tǒng)主要由機械故障案例庫、故障推理機以及故障診斷過程解釋機三個部分組成，診斷方法也主要有以下三種：案例推理、規(guī)則推理、故障樹模型診斷。在機械設(shè)計制造中應(yīng)用故障診斷系統(tǒng)有以下幾個步驟：第一、用戶利用實時監(jiān)測系統(tǒng)了解人機交互界面或機電設(shè)備的實際情況，進行信息的輸入;第二、根據(jù)用戶輸入的信息，結(jié)合診斷庫中的相關(guān)資料信息進行分析和判斷，總結(jié)診斷結(jié)果;第三、將診斷結(jié)果與類似案例結(jié)合分析，在系統(tǒng)中得到機電設(shè)備最佳的維修建議。

3.4 機械設(shè)計制造中信息處理的應(yīng)用

機械設(shè)計制造智能化主要通過信息傳輸系統(tǒng)來進行信息的傳遞，但在信息的傳遞過程中十分容易發(fā)生各種問題。特別是有大量信息需要輸入或輸出時，常會有一些意料之外的錯誤，帶來嚴重的不良影響。導(dǎo)致這一情況的原因主要是機械電子系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性和可靠性未能達到要求，在信息處理環(huán)節(jié)引入現(xiàn)代人工智能技術(shù)就能很好地解決這一問題?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)能實時監(jiān)測電子信息系統(tǒng)在信息傳輸時的實際狀態(tài)，能讓信息輸入與輸出的穩(wěn)定性與可靠性得到有效保障，讓信息處理工作順利開展，為機械設(shè)計制造工作打下堅實的基礎(chǔ)。

3.5 機械設(shè)計制造中自動識別系統(tǒng)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機械生產(chǎn)過程中，需要建立控制模型，通過動態(tài)控制方程來操控機械執(zhí)行任務(wù)。動態(tài)控制方程的適應(yīng)性較差且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難將機械工程的預(yù)算進行準確判斷，特別是一些施工生產(chǎn)情況較差的工程任務(wù)，動態(tài)控制方程很難充分發(fā)揮其積極作用，導(dǎo)致控制工作很難實現(xiàn)。在新時代背景下，現(xiàn)代人工智能技術(shù)的應(yīng)用有助于機械設(shè)計制造工程高效運行，有效避免安全事故的發(fā)生。例如，在制造生產(chǎn)過程中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，能實時監(jiān)控機電設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，一旦參數(shù)出現(xiàn)異常，傳感器能及時發(fā)出預(yù)警，工作人員能及時采取相關(guān)補救措施，保障工作人員的人身安全。另外，機械工程主要通過超聲筆、激光掃描、自動識別等方法準確識別作業(yè)對象。自動識別系統(tǒng)通過計算機系統(tǒng)中相關(guān)的指令來控制，有助于生產(chǎn)效率的提高[4]。

4 提高現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中應(yīng)用水平的方法

4.1 加強現(xiàn)代人工智能技術(shù)的研究

現(xiàn)代人工智能技術(shù)在民生服務(wù)行業(yè)有了很大進步，為人們提供了很多的產(chǎn)品與服務(wù)，讓人們在日常生活工作中切身感受到人工智能帶來的生活便利。在機械設(shè)計制造中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，將機械制造行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?、自動化，有效提高了制造行業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，推動了行業(yè)的健康發(fā)展。為了保障人工智能技術(shù)在機械制造中的合理應(yīng)用，相關(guān)部門應(yīng)合理調(diào)配技術(shù)人員，加強現(xiàn)代人工智能技術(shù)的研究力度，通過優(yōu)化科學知識與制造工序的改善等方式將機械制造與人工智能技術(shù)進行有機融合，促進制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.2 加強現(xiàn)代人工智能技術(shù)方面的人才培養(yǎng)

人工智能技術(shù)的應(yīng)用對機械設(shè)計制造有著重要影響。高素質(zhì)人才是一個國家發(fā)展的前提，人才也是機械制造行業(yè)發(fā)展的重要支持，專業(yè)人才的數(shù)量與技能水平是現(xiàn)代工業(yè)水平進步的基礎(chǔ)，機械制造企業(yè)應(yīng)加強對現(xiàn)代人工智能技術(shù)方面人才的培養(yǎng)，制定完善的管理制度，為機械設(shè)計制造中現(xiàn)代人工智能技術(shù)的合理應(yīng)用提供強有力的人才支持。

4.3 轉(zhuǎn)變管理策略

在以往的機械設(shè)計制造過程中，常常對機械管理技術(shù)的應(yīng)用不夠重視，嚴重阻礙了機械制造工作的順利開展，嚴重時還會存在安全隱患。在機械設(shè)計制造管理中應(yīng)用人工智能技術(shù)，有助于機械生產(chǎn)效率的提高，增強機械制造的精準程度，為產(chǎn)品提供重要的質(zhì)量保障[5]。引入現(xiàn)代人工智能技術(shù)還能促進機械制造自動化、智能化的轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)機械制造工藝的現(xiàn)代化發(fā)展，為制造企業(yè)制造更高的經(jīng)濟價值。

5 總結(jié)

隨著我國信息化建設(shè)，機械設(shè)計制造行業(yè)逐漸向著數(shù)字化、自動化、智能化發(fā)展。隨著現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機械設(shè)計制造中的廣泛應(yīng)用，制造企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量得到了有效提高，為機械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的發(fā)展方向，也順應(yīng)了當前時代發(fā)展的需求。機械設(shè)計制造行業(yè)在今后的生產(chǎn)過程中還應(yīng)不斷進行技術(shù)的優(yōu)化和改進，讓現(xiàn)代人工智能技術(shù)充分發(fā)揮其作用，促進行業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻：

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收稿日期：2022-02-10

作者簡介：李青（1965—），女，北京人，高級工程師，副教授，研究方向：電子機械設(shè)計、計算機輔助設(shè)計教學。