尹英飞
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摘要：21世纪，随着我国社会经济的发展与进步，推动了机械设计制造行业的发展，与此同时自动化水平也在不断提升。对未来发展趋势进行展望，智能化是重要方向之一，所以加强人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践研究具有重要意义。
关键词：人工智能；机械设计制造；自动化；应用
引言
如今，智能汽车、智能家居、智能巡检机器人、智能停车场等在生活中随处可见，这些设备核心技术为人工智能。由此可以发现，在人们生活中人工智能技术是尤为重要的。事实上，在机械设计制造中也能引进人工智能技术，人工智能将人类思维、意识等智能赋予产品，使其拥有自主学习、推理、判断、自适应的能力。20世纪初，日本丰田汽车公司提出的“精益生产”理念，以应对品种多、小规模的生产需求，“精益生产”在于以“人”为中心，将降低生产成本、人力成本、精益求精形成理念，融入企业研发设计、生产、管理过程中，借此丰田使日本汽车工业超越美国，占世界汽车生产总值的30%，一跃成为世界工业巨头。第四次工业革命是以人工智能为基础，我国如果能将人工智能应用到机械设计及其自动化中，全面提高自动化水平，利用“精益生产”理念，满足柔性制造需求，中国将引领下一波工业革命大浪潮。
1人工智能技术概述
现阶段中国的现代化建设已经初步取得了成果，人工智能技术开始在人们的生活中发挥作用，智能汽车、智能机器人、智能家居都是人工智能技术的延伸产物。实际上，将人工智能技术应用到机械设计制造当中也具有一定的可行性，产品将会因此具有人类思维和模拟意识，因此可以进行自主学习、分析、判断等能力。早在上个世纪初，日本的丰田汽车就提出了精细化生产的理念，并对多品种、小规模的生产需求进行了适应和分析，这一思想的提出，从根本上降低了该企业的生产成本和人力成本等，并在汽车产品设计、制造和管理中得到贯彻落实，这使得日本汽车工业快速超越美国、生产总值成为世界第一，而这恰恰体现出了“以人为中心”的必要性。在第四次工业革命即将到来的今天，人工智能这种极为特殊的技术，将会成为机械设计制造及自动化“以人为中心”的最大推动力，在今后的发展中根据柔性制造需求，对人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的实践进行研究至关重要。人工智能技术是计算机技术的一种发展成果，同时也是新时期计算机技术不可分割的一部分，具有智能化特点、兼备人类的思维模式，能够实现机械设备的智能化模拟，比较常见的人工智能方向有语音识别技术以及虚拟现实技术等，它们分别由不同的学科组成，因此还具有一定的综合性。在人工智能尚未独立于计算机技术而存在的阶段中，计算机技术的应用范围并不大，此时社会生产方式大多为手工生产，虽然人工智能的概念已经初步出现，但距离实际应用还有很长的一段路，直至电子信息技术的普及和兴起，网络技术才开始在生产生活中发挥作用，人工智能技术的应用领域仍然比较稀少。随着网络技术和信息技术的发展，人工智能技术才开始真正为人们所知，并在生产生活中大规模地存在。
2人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用
2.1在机械设计中的应用
随着经济快速发展，要求生产系统具备先进性，传统机械设计理念存在滞后性，已经无法满足实际需求。在这种情况下，为了有效适应发展，要有效运用人工智能技术，让机械设计方案朝着多元化方向发展。人工智能技术的应用构建出智能系统，保证整个系统实现自动化，可以避免过程中人为主观因素的影响。相比较于传统设计理念，将人工智能技术运用在机械设计中可以取得更好成效，保证系统始终处于正常运转中，减少了人力成本投入，提高了整体经济效益。
从目前情况来看，以汽车制造领域为例，机械设计中已经引入了人工智能技术，在设计中实现了创新，不会受设计师思维的影响。将人工智能引入机械设计中是发展的必然趋势，将会实现新的发展，优化传统设计效果。将机械设备用于生产系统中，设计是第一步，因此要创新理念，和发展需求相结合，有助于提升机械设计水平，为生产开展提供支持。
2.2运用神经网络实现计算和存储数据
将人工智能技术运用在机械设计制造及其自动化中，最典型的是神经网络系统。事实上，此系统是利用模仿人类的神经系统来建立的电子信息系统，其特点有很多，不仅存储量很大，而且能确保存储数据的准确性。换言之，神经网络系统是采用模拟结构的方法来分析一些数据，接着利用分析所得的结果计算出参与值。就结构来讲，神经元结构比较稳定，也紧密，所以神经网络系统的智能化水平相当高，因此，就算处理大量的数据信息，神经系统依旧可以确保准确性。而机械设计制造及其自动化包含的有关数据，都能借助神经网络系统来存储和计算。在实际应用方面，日本、瑞士在智能电加工领域技术中最为突出，经过研发，让神经网络实现计算和存储数据，通过神经网络完善了电加工庞大的智能系统组织能力，使电加工技术更加智能化，可通俗概括为电加工技术朝着像“人”一样的智能方向发展，变成高效安全的加工智能综合体。
2.3应用在故障诊断中
机械设计制造及自动化本身具有一定的困难性，涉及到许多数据的计算传输等等，比如说在论证和建模的时候，就需要进行大量的运算推导，稍有不慎就可能出现错误，尤其是在人工计算的情况下，失误的几率往往比较高，而一旦某个数据失误后续的所有努力都会付诸东流，导致时间和精力的浪费，这对于机械设计制造及自动化显然十分不利。所以，充分利用人工智能技术开展自动化信息分类处理，能够有效提升计算推导的准确度，把存在的失误风险扼杀在摇篮里。另外，人工智能还在机械故障诊断中发挥作用，在人机交互中将机械检测数据输入到系统当中，而后利用推理机制获得针对结果，同时给出处理建议，而后将本次情况与案例库中的情况进行比对，根据诸多案例的相似度确定机械故障原因，即可实现人工智能自动化机械故障处理。在实际的全球工业生产当中，机械故障导致的经济损失高达6470亿美元，为了避免这种不必要的经济损失，很多大型生产企业都开始积极引进人工智能从而分析故障成因、对设备的剩余使用年限进行推定，从而确定符合实际情况的设备维护方案。我国在这方面的研究成果居于世界前列，早在十多年前就已经尝试将人工智能与机械设计制造故障诊断进行结合，目前故障检测智能系统已经开始在越来越多的领域得到实际应用。
结束语
随着技术的不断升级，传统意义上的机械制造水平和效率已经不能满足发展，急需机械制造及其自动化匹配的产业也应进行技术革新。本文通过对于人工智能进行概述，分析人工智能在机械制造及其自动化应用属性并通过举例智能CAD、机械制造方案以及机械自动化技术来分析人工智能的应用实践，通过分析可得：人工智能在机械制造方案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；在智能CAD的应用机械自动化技术方面应用程度较高。人工智能的行业发展需求，是促进行业升级的一把利器，需要我们摒除传统观念，虚心接纳人工智能技术，这样才能促使行业蓬勃发展。
参考文献
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