章祥杰
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摘要：人工智能决定着生产方式和数字经济的发展壮大，人工智能与实体经济的融合发展，可以推动传统产业转型升级，还可以形成产业的新业态。虽然人工智能技术在世界范围内已经成为众所周知的前沿技术，但由于我国装备制造业涉及面较广，对于新技术的应用以及成熟度仍有质疑，如何利用人工智能提高产品制造水平和质量，优化制造产品结构，仍处于迷惑状态。基于此，本文详细分析了人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践应用。
关键词：人工智能；机械设计；制造；自动化；实践
引言
制造业作为国民经济发展的重要命脉，对于国家发展，产业协同发展都具有重要的意义，在经济发展高速的今天，制造业的水平直接决定了国家在世界经济中的地位，随着信息化技术的发展，以智能化为方向带动产业发展成为当前发展的主流趋势，如云数据、大数据等技术的发展，促使制造业也需快速迭代更新，保证我国制造业水平在国际上处于绝对优势。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。
1人工智能概述
人工智能设计的领域十分广泛，涵盖多个大学科和技术领域，如计算机视觉，自然语言理解与交流，认知与推理，机器人学，博弈与理论，机器学习，统计学，脑神经学等，这些领域和学科目前尚处于交叉发展，逐步走向统一的过程，所以很难给人工智能下一个全面，准确的定义。一般来说，人工智能是模拟实现人的抽象思维和只能行为的技术，即通过利用计算机软件模拟人类特有的大脑抽象思维能力和智能行为，如学习，思考，判断，推理，证明，求解等，以完成原本需要人的智力才可胜任的工作。从这个意义上看，人工智能既可以捕捉海量的信息和知识，又可以以极高速度进行思维和运算，是海量知识和高速思维的结合体[1]。
2人工智能在机械制造及其自动化应用属性
人工智能在机械制造及其自动化应用属性主要基于机械制造业的发展趋势，融入人工智能基础，促使机械制造业快速实现成熟，如以机械制造专业为例，不仅需要了解机械相关的基础知识和技能还需要多学科渗透学习其他计算机技术、电气技术以及信息化技术的知识和技能。因此在经济和技术高速发展的今天，通过实践证明利用人工智能带动机械制造及其自动化行业的发展已经成为行业发展的主流方向。
3人工智能在机械制造及其自动化中应用实践
3.1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[2]。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。目前，机器人和机械手在自动化车间中非常普遍，而人工智能可以使机器人更好地完成任务，让机器人从“机械化”到“智能化”过渡。在机械制造过程中，通过人工智能增强机器人的效率，使机器人能承担多线任务，甚至可以增强任务的多功能性[3]。
3.2智能CAD应用分析
人工智能在机械制造的应用案例之一就是智能CAD的应用，传统的机械制造CAD，通过测量产品数据的点线面，按照点线面之间的关联设计和制造产品，而智能CAD集合了专家系统、神经网络算法；如例专家系统通过收集领域专家对过程中所产生的问题进行过程分析并将其编制成计算机语言，在产品设计和制造过程中，如出现问题可靠计算机来辅助解决并提供对应的解决方案；神经网络算法利用人工神经元的特殊属性，可提供产品在制造和设计过程中由于非线性关联而造成的断点数据，且人工智能算法还具有记忆和计算机自组能力。目前智能CAD已经将神经网络算法和专家系统进行了集成，为制造业的发展提供的技术保障[4]。
3.3机械制造方案应用分析
在大型机械重工行业，通过人工智能技术可快速实现行业的技术产业升级，为行业发展提供良好的发展契机。但考虑行业涉及面较广人工智能技术的应用过程中仍有阻碍，如目前大部分的企业、机构对于机械制造行业的发展趋势的认知不明确，仍停留在自给自足的状态，仍停留在传统工艺水平上，对于新技术的接纳度较低。造成行业发展缓慢，机电一体化发展水平受限。此外对于新技术理论理解不够深入，只会原样复制，不重视技术的分析，阻碍了机械制造业信息化进程的发展。因此在机械制造方案编制、设计过程中应考虑行业实际情况，不断更新和优化技术结构，早日实现人工智能技术在机械制造方案中科学应用[5]。
结束语
综上所述，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。
参考文献
[1]王禹博.人工智能在机械设计制造及自动化领域的应用[J].信息记录材料,2019,20(08):79-80.
[2]孙杰.机械设计制造及其自动化的特点与优势及发展趋势研究[J].科技风,2019(18):159.
[3]朱吉宇.机械自动化技术及其在机械制造中的应用研究[J].科学技术创新,2019(15):150-151.
[4]谢彬明,杨荣强.人工智能在机械自动化方面的应用与研究[J].南方农机,2019,50(04):153.
[5]杨明宇.浅谈机械设计制造及其自动化与产业发展的关系[J].科技经济导刊,2019,27(03):102.