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人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践杨术

发表时间：2021/6/3 来源：《基层建设》2021年第2期作者：杨术

[导读] 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。

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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。人工智能驱动着社会向智能化，智慧化方向发展，是诸多行业发展的新引擎，并且人工智能代表着数字技术发展的新阶段和新维度，人工智能与产业的融合将成为我国经济发展的大趋势。
        关键词：人工智能；机械设计制造；自动化；实践
        1人工智能与机械设计制造及其自动化的概念
        1.1人工智能
        什么是人工智能？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机械设计制造及其自动化
        机械设计制造及其自动化是利用各项先进的技术，结合计算机技术、自动控制等有关知识理论去研发各种先进的设备，以确保设备可控制产品的设计和生产等每个流程。在中国微电子技术和计算机等先进技术取得较大进展后，机械设计师们融入这些先进技术去改造设备，使我国的机械设计制造技术迈入了更高阶段，给工业发展带来诸多助力，更提升了我国实力。现代制造设计技术已经成为支撑我国经济和工业发展的关键技术。机械设计制造及其自动化的逐步提升，让我国诸多企业产品走出国门，引起了世界各国的重视，也让我国在国际上掌握了话语权。更多的人意识到机械领域引入计算机后，给我国工业带来了深刻改革，大大增强了我国实力，对此仍需继续努力。以计算机对机械设计进行辅助、改进、优化，可提升机械的精准性，让机械愈发智能化。微电子技术、计算机技术和机械技术的融合，让机电产品功能多元化，实现了一体化功能。在航天、航空、汽车、船舶、电器、兵器等各个行业中，机械设计制造及其自动化得到了非常大的应用空间，数控机床、加工中心、机器人和微型机电系统等都是利用机械设计和自动化有关知识设计的。这些设备智能控制机电产品的设计、生产、制造、销售和安装等流程，减少了人工工作量。
        2人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践应用
        2.1在机械设计中的应用
        在社会发展的过程中，过去的设计思路和现在的设计思路之间的差别越来越明显，尤其是在现代化机械设计工作中，这种差异变得越来越突出，计算机技术的应用使这一差距日益拉大，从中可以发现，过去的设计模式在今天已经不再具有可行性和有效性。因此机械设计工作者必须要根据实际发展进度，充分利用人工智能技术多方向发展的趋势，让机械设计的方法和思路越来越广泛。具体来说，在进行机械设计的过程中，除了要保证自动化效果之外，还应尽可能降低主观因素产生的一系列影响，让人工智能充分发挥应有的作用。和过去的机械设计模式比较起来，现阶段的机械设计工作因为人工智能技术的介入和使用而显得更加高效和优质，比如说现代机械能保持二十四小时不间断运行、运营成本比较低、信息储存效果更可观，最重要的是其应用范围远超传统机械设计模式，在汽车制造、飞机制造等行业扮演着重要角色，不再受到过去设计局限性的影响。实际上，人工智能技术的应用必将会掀起机械设计制造及自动化领域的一次发展狂潮，使过去的机械设计弊病得到有效处理。
        2.2在机械制造中的应用
        将人工智能技术应用于机械制造中，除了可以提高生产效率外，还能够保证产品质量。

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将人工智能技术和机械制造相结合，可以实现自动化处理和控制，避免受到不利因素的影响，为生产效率和质量提供保障。发挥出人工智能技术作用，对生产过程进行智能调整和处理，很好满足柔性制造及市场个性化需求。一般企业生产的产品都是标准尺寸，但有的客户对尺寸有不同的要求，在这种情况下，系统通过智能调整，生产出符合相关要求的产品。机器人在企业生产车间使用已经非常普遍，代替员工来进行生产，可以更加高效地完成生产任务，从机械化上升到智能化。人工智能技术运用增强了机器人功能，可以满足更高需求。
        2.3在信息处理中的应用
        人工智能在机械设计制造及其自动化的实践还可以体现在信息处理过程中，实际上其信息传输是以电子信息系统为渠道实现的，但是从实际经验来看，这种信息传输方式并不稳定，在输入信息或输出信息过多的情况下，可能发生信息传输失误、传输中断等问题，给后续的信息应用造成负面影响。而将人工智能应用到信息处理中以后，人工智能技术的精准监测功能就可以对信息传输进行全程式跟踪监控，确认信息输入输出的准确度，为机械设计制造及其自动化的发展打下坚实的基础。
        2.4在故障诊断中的应用
        机械设计制造及其自动化是一个庞大、复杂的系统，如果需要作出调整，为了实现预期目标，需要结合大量数据来计算。由于数据量大、难度高，如果采用人工计算方式需要耗费大量时间，而且受到人为因素影响会出现错误，对生产会产生不利影响。为了优化计算效果要引入人工智能技术，对数据信息进行整理、分类，可以提高计算结果的准确性，避免后期运行中发生故障。另外人工智能技术还可以对机械设备故障进行诊断，便于及时发现问题、及时处理，恢复到正常运行状态。发生故障后，通过监测可以获取相关数据信息，传输到系统中，采取正向推理的方法可以获得诊断结果，并提出专家建议。机械出现故障对企业对带来损失，如果不能及时发现并处理，将会造成更大范围影响，甚至让整个生产系统陷入瘫痪，所以要运用人工智能技术进行故障诊断。
        2.5采用神经网络实现计算和存储数据
        神经网络系统是模仿人类的神经系统建立起来的电子信息系统，存储量巨大，而且可以保证数据的准确性，这是其优势所在。换句话来说，神经网络系统是运用模拟结构的方法，对数据进行分析，再运用结果计算出参与值。神经元结构具有稳定性、紧密性的特点，所以智能化水平比较高，在面对大量数据信息时，依然可以保证高效、准确的处理。机械设计制造及其自动化相关数据，可以运用神经网络系统来仅从存储。部分发达国家已经将这项技术应用到实际生产中去，证明是可行的，提高了系统组织能力，让电加工技术具备更高智能化水平，形成了加工智能综合体。
        结束语：
        机械设计制造及自动化工程的发展，不仅是实现我国工业强国目标，提高国民生产总值的有效支撑，也能提高人民生活水平，为当前社会发展提供生产基础。就目前而言，我国机械设计制造及自动化发展仍然具有专业人才的缺乏、技术融合不平衡和能源消耗等问题，因此在发展过程中，需要不断更新优化当前机械设备的自动化水平与智能化技术，紧跟时代脚步，坚持可持续发展的绿色理念。推动机械设计制造及自动化产业发展，是推动我国经济发展，提高社会平均生产水平的有效途径。
        参考文献：
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        [4]许燕玲.人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践[J].南方农机，2020，51（14）：105-106.
        [5]何欢.机械设计制造及其自动化的发展方向[J].时代农机，2019，46（03）：22-23.