人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践

发表时间:2021/5/19   来源:《科学与技术》2021年第4期   作者: 张铎
[导读] 人工智能作为新的生产要素,必将成为引领性的战略性战术和新一轮产业革命的驱动力

        张铎
        中国兵器工业集团航空弹药研究院  150030
        摘要:人工智能作为新的生产要素,必将成为引领性的战略性战术和新一轮产业革命的驱动力,更是国家间下一个战略竞争焦点。在当今的生活中,人工智能已经有长足的发展并且有具体的应用实例如智能汽车,智能家居,智能城市等等,而事实上,在机器设计制造中也能引进人工智能技术,人工智能将类似人类思维的模式赋能工业产业的产品,使其拥有自主学习并且不断自我改善的能力。一个业界的共同声音阐述道第四次工业革命是以人工智能为基础,我们必须抓住这次工业革命的浪潮和机会,将人工智能应用到机械设计制造乃至整个工业行业,全面提高自动化水平,那么我们将能够引领下一波工业革命大浪潮。
        关键词:人工智能;机械设计制造;其自动化;实践
        引言
        机械设计制造和自动化属于衡量地区、国家工业实际发展水平的重要参考指标,当前传统模式下的机械设计制造难以符合社会实际发展需要,这主要是由于社会逐渐在向智能化、技术化以及绿色化方向发展。因此机械设计制造应紧跟时代发展脚步,不断向智能化、自动化方向发展。自动化模式的运用,能够使工作时间得到极大程度节约,将工作效率提高,并减小工作误差,保证设备在使用时的精准性。
        1在机械设计制造领域应用智能化技术
        首先,设计人员需要综合最新型计算机技术与互联网AI技术等,将其融入机械产品的设计制造过程中,在机械设计制造过程中实现完全的智能化生产,同时设计人员需要熟练掌握新型的信息科技,并且吸收学习现代化的设计理念,充分了解现代化的机械制造产业生产加工程序,只有这样才能在产品的设计过程中,充分融入现代化的设计理念,并且使设计产品完全符合适应现代化机械制造工艺的生产需求。在以前的机械生产加工过程中,在其机械生产的前期设计阶段,以及后期的生产组装的阶段,不仅需要消耗大量的人力资源和物力资源,而且生产工作效率较低,在生产加工过程存在安全隐患问题。然而机械制造企业在现阶段,可以有效整合利用现代的信息科技,将其应用于机械的生产加工过程中,可以有效规避机械生产过程中的安全隐患,降低机械生产过程中的出错率,减少机械零件的生产误差,促使机械生产设计的整个流程更加智能化。除此之外,通过利用智能化的机械设计制造体系,可以对机械生产的整个流程进行有效的监督管理,例如,可以全方面的检查测量机械加工产出的各个零部件。
        2人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践
        2.1人工智能在工业中的应用
        人工智能得以发展,与大数据,云计算的崛起不无关系。我们可以打个比喻将人工智能看作是一个人类的大脑,在身体肉体架构上(云计算平台),吸收了大量的知识(大数据),然后通过不断的自我学习(机器学习),从而产生出更为高级的智能行为。其中由数据,算力,算法“三位一体”共同驱动的人工智能作为当前数字技术发展的前沿,有望为数字经济的发展带来新的技术红利。人工智能将有力驱动新一轮工业革命和信息革命,引领科技,经济和社会的巨大变革,开启数字经济新时代,肩负起促进经济增长,推动社会进步的时代重任。人工智能与工业物联网,大数据分析,云计算,信息物理系统的集成将使工业以灵活、高效和节能的方式运作。但工业智能化能处于初级阶段,我们仍需要不断探索人工智能与产业的融合方式,而机械设计制造在传统的工业中就是扮演着重要的一个环节,那么以机械设计制造作为切入点,有哪些机会我们可以率先进行智能化的升级转型呢?机械设计制造的环节中,包含着机械设计,机械制造,运行当中又产生着大量的数据可以反哺故障诊断,故障预测以达到更高的智能化。

在机械设计中又可以细化为设计,制造以及营销环节,在这每个部分都可以融入计算机技术,使人工智能能充分发挥,例如通过不断自我的机器学习,突破人类设计师的思维漏洞,并且能不断从自我缺陷中学习和进化。目前已经有大部分汽车制造商、飞机制造商使用基于人工智能的设计技术,完成创造性的机器设备零件设计,不受人类设计师思维局限性影响。将人工智能技术应用到工业化的机械制造过程必将是未来的趋势,这不仅能提高单位的生产效率,并且能够自动的预测性的发现错误,从而自我修正来提高产品的质量水平。运用人工智能技术,能对机械制造过程实现精确化控制,防止其受到外界环境以及外界要素带来的影响,以大幅度提高生产水平,确保产品质量。并且运用人工智能技术也能对生产过程进行智能调整和处理分析,满足柔性制造及市场个性化需求。
        2.2在机械设计制造中使用智能化技术和数字化技术的应用
        技术人员在以前的机械设计制造过程中,需要和设计人员一起对即将生产的机械产品进行拆解,管理人员需要对其进行分工,如果没有针对每个员工的工作性质,以及设计偏好等方面,对于每部分的设计研究工作进行合理的分配,那么在最后的设计产品中会展现多样性的属性效果图,并且工作的进度不能达到统一,通常会对生产设计要求造成影响。与此同时,在这种工作模式下机械工作效率难以得到发展。这种工作模式会促使机械设计制造的整体工作呈现出分散化的工作局面,甚至会对设计效果造成影响。因此,需要完全优化机械设计制造的整体流程,并且在设计生产过程中广泛应用数字化技术和智能化技术,提升设计工作的质量,有效避免传统机械生产模式的弊端,促使产品的设计结果与生产制造结果呈现统一性,增强设计流程的权威性。
        3未来机械设备制造及其自动化的发展趋势
        3.1智能化
        今后发展的方向势必是智能化,机械设计制造及其自动化中将普遍应用智能化,慢慢不需要受到人为因素产生的影响。通过合理应用智能自动化技术,在简单操作中融入计算机应用技术,使平时机械设备操作可以将全新的优势特征充分展示出来,这样可以显著提高生产效率。特别是计算机技术的大范围应用,而且构建全面的机械生产系统,将二者进行有机结合,从根本上实现机械设计制造及其自动化智能化发展。
        3.2向着模块化方向发展
        模块化在实现过程中,整体任务比较艰巨,这主要是受到机械自动化产品种类与生产厂家较多的影响,电气接口、机械接口、环境接口、开发与研制等工作在开展时比较复杂,如智能减速、集减速的研制等等,需运用具有图像处理、视觉、测距、识别等功能的单元,和能够将典型操作完成的机械装置。在此情况下,可以加强对标准单元开发,研制全新产品,并且将生产规模扩大,其在电气产品系列化、标准化方面的优势值得肯定,模块化能够推动机械自动化向着更好方向发展。
        结语
        在移动互联网,大数据,超级计算,传感网,脑科学等新理论新技术的驱动下,问世60余年却屡遭质疑的人工智能终于迎来了大发展,大跨越的热浪。而传统工业产业发展百年有余,在传统技术下的理论和实践已经相当成熟和先进但也遭遇发展的瓶颈,因此迫切需要以一种新的维度从更高的角度来给传统产业注入新的发展理论。当人工智能由科幻成为改变世界的前沿技术时,我们迫切需要系统性的去开发和实施人工智能,以便了解它在工业产业这个下一世代工业系统中的真实价值。伴随政策支持出台,科技巨头纷纷布局,最新进展日新月异,一个“新智能时代”正在到来。
        参考文献
        [1]卜永乐.探析机械设计制造及其自动化的发展方向[J].时代农机,2020(01):3,5.
        [2]钱程.机械设计制造及自动化发展方向[J].设备管理与维修,2019(22):132-133.
        [3]梁钻元.机械设计制造技术与数字化智能化发展探究[J].电子测试,2017(8X):131-132.
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