人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践

摘 要：智能机械设计制造自动化是由多种先进的科学技术所组成的，属于新型学科，其自动化、智能化水平较高，具备了传统机械设计制造技术所没有的功能与优势。智能化机械设计制造设备在生产制造领域中的应用，极大地促进了机械生产制造自动化、智能化水平的提升，为工业、制造业领域发展提供了强有力的支撑与保障。本文首先概述了智能机械设计制造及其自动化的特征;其次分析了智能机械设计制造自动化优势;最后探讨了智能机械设计制造自动化发展趋势。

关键词：人工智能;机械设计制造;自动化

0 引言

随着科学技术水平的提高，社会经济的快速发展，自动化机械制技术也取得了较大进步。自动化机械制造可理解为对机械制造行业中的被加工产品进行连续不断的自动生产，从而达到有效自动生产的目的。随着自动化机械制造技术的发展以及应用，其机械制造行业的相关技术也随之进行了优化改进与创新进步。自动化机械制造技术对整体机械制造业的发展起到了十分重要的作用，同时也对社会经济的各个组成部分产生了一定影响，推动其相关技术进步。因此我国相关机械自动化部门应对其所使用的关键技术进行分析与探究，以社会背景以及国情作为出发点，将重点放在基础工作中，从而推动我国自动化机械制造技术的快速发展。

1 人工智能和機械制造的内涵

1.1 人工智能的内涵

人工智能简称AI，为一种新兴技术，在各个领域得到了广泛运用，人工智能由两个方面组成，人工与智能。而前者需要人工进行把控和操作，而后者包含的方面比较多。目前，对智能的解释比较多，如思维、意识等。实际上，人工智能技术可以运用到智能系统搭建中，展开数据研究与利用等。人工智能为计算机学科的分支，在互联网快速发展的背景下，人工智能的运用范围越来越广，不管是理论方面还是实践方面都自成一个系统。而人工智能技术作为时代发展的新兴产物，将其利用到各个领域中，能够切实实现高科技运营与发展。

1.2 机械制造的内涵

机械制造为从事工具、动力机械、机床以及化工机械等生产加工的部门。对现代化社会可持续发展来讲，机械制造业具有不可或缺的作用，其是给国民经济提供技术装备的主要行业，能够有效推动市场经济不断上涨。另外，机械制造业涉及的领域较广，因此和很多行业都有所关联，相对而言其影响力较强。机械工业的发展水平和我国工业化程度息息相关，还和社会经济发展有莫大联系。在信息技术快速发展的背景下，对机械制造业提出的要求越来越高，传统的机械制造方式无法满足现代化社会发展需要，给机械制造业可持续发展带来不良影响。现如今，我国绝大多数的机械制造企业都在朝着信息化的方向前进，并获得了一定成果，但依然有很大的局限性。而人工智能技术是机械制造企业转型的重要方向，具有很强的现实意义。

2 人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践

2.1 虚拟化

在过去的一段时间里，机械设计制造图样大多是手绘的，以手绘图样来展示产品实际情况，整个过程非常得繁琐复杂，如果发现图样存在问题，则需要进行全部修改，因此需要消耗大量的时间与精力。并且在修改的过程当中，无法很好地明确图样是否适用于实际生产，无法很好的保障图样质量。在接下来的时间里，机械设计制造及其自动化的虚拟化发展，则成为社会发展的必然趋势，借助先进的虚拟技术来整合处理海量的设计图样及数据，整个操作过程呈现虚拟化状态，能够及时地发现其中所潜在的问题，以便于在及时地做好更新完善工作，这样一来，能够极大地降低对于人力、物力以及财力方面的投入，同时也能够有效缩短产品的设计时间，使得机械设计制造更加符合时代发展需求。

2.2 应用在故障诊断中

机械设计制造及其自动化过程是极其复杂的，而且经常需要进行许多数据计算，例如：论证与建模的过程中，就需要应用到很多公式进行计算和推导。若在这个过程中全部依赖人工计算，不仅有可能发生计算错误，而且必须花费很多精力和时间，这样必定不利于生产过程。因此，必须合理应用人工智能技术，使其自动化归纳和分类信息，保证计算结果的准确性，防止后续发生故障。除此之外，运用人工智能也能对机械故障进行诊断，首先可以利用人机界面将机械监测获取的数据输到系统中，接着推理机利用正向推理规则和推理机制获得对应的诊断结果，并提出一些专家建议。最后，利用检索获取以往与其类似的案例，结合这些案例，将相似度准确计算出来，以正确诊断机械故障。每年全球由于故障等因素导致停工的企业损失高达6470亿美元，因此在日常生产过程中，已经有许多大型制造业，利用人工智能，探查出潜在故障警告，并预测机械使用寿命，协助制定更加合理、科学的维护计划。

2.3 人工智能、专家系统以及智能传感技术

如今，在柔性制造系统中所采用的人工智能大多数为将规则作为基础的专家系统。这种系统使用专家知识以及推理规则来进行推理工作，从而对生产中遇到的各种问题进行解决。专家系统在使用过程中可以十分便捷地将所有知识与经验进行融合，并通过对事实进行查验理论的方式来强化柔性制造系统中多个方面的自动化程度。未来还可使用知识更加密集人工智能技术，通过对知识进行处理的方式结合专家系统，从而在智能型柔性制造系统中发挥重要作用。在柔性制造系统中所采用的多种技术，最有发展前景的便是人工智能技术，2050年以后，人工智能技术的应用范围以及规模将比目前扩大四倍。在机械制造的过程中，系统可对其运动状态进行自动监视，可在受到外界刺激以及内部刺激时对其参数进行自动调整，从而使其保持最佳的工作状态。

3 结语

目前机械设计制造及其自动化已经普遍运用在我国各行各业，如工业以农业以及军事等，并为每个行业发展提供有力的支持，促进了许多领域现代化发展。可持续发展作为机械设计制造行业的目标，有关企业必须积累更多的经验，不断优化相关技术，进而确保每个相关行业都享受到良好的服务，以进一步促进我国社会经济稳定发展。

参考文献：

[1]任志强，李铁.机械设计制造及其自动化发展方向的研究[J].中国设备工程，2019（06）：212-213.

[2]张智武.人工智能技术在机械设计制造中的应用[J].信息记录材料，2020，21（02）：92-93.

作者简介：李永生（1998-），男，河南郑州人，本科，研究方向：机械制造及其自动化。