人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用分析

刘涵，梁家勋

（河北大学质量技术监督学院，河北 保定 071002）

0 引言

随着科学技术水平的提高，智能化、机械化的产物越来越多，我国开始迈向信息化时代。在这个过程中人工智能技术逐渐被人们关注和探索，并且随着这项技术的不断发展，许多企业都开始将其引进自家产品中，例如虚拟个人系统、智能汽车、智能家居设备等，皆达成了不错的成果。由于信息时代的发展特点，导致智能化、机械化产品的更新很快，而人工智能符合时代需求，发展前景可观。基于此本文主要内容为人工智能在机械设计制造及自动化中的应用分析。

1 人工智能技术的相关概念论述

随着时代的发展，我国在现代化发展建设中取得了阶段性的成果，对人工智能技术的研究收到较好成效，智能家居、智能汽车、智能手表都是通过人工智能技术而设计出来的，实践证明，人工智能技术在机械设计制造中也具备一定的发展空间，通过将人工智能技术植入到相关产品中，就可以使产品在一定程度上具备人类思维以及模拟意识，从而实现自主判断、学习等能力。比如说日本生产的丰田汽车在20世纪初期提出了生产精细化理念，并小规模地对汽车生产需求进行分析。这种思想的产生，使企业获得了大量的经济效益，同时也节省了生产和人力资源上的成本，现阶段日本已将这一思想理念有效落实在汽车的设计、生产和管理中，提高了日本汽车的生产总值。上述案例也说明了在实际生产中以人为本的重要性[1]。在现今时代，人工智能技术具有其特殊的优越性，能够有效推动机械制造和自动化迈进以人为本的发展趋势中，且在未来发展中机械设计制造及智能化将更注重柔性需求，人工智能符合社会发展趋势。

对于人工智能技术来说，它是计算机技术所衍生的一种产物，是新时代发展建设的重要标志，有助于提升机械设备的自动化发展。如今人工智能技术应用在语音识别和虚拟现实等方面较为常见，其技术理论由多种学科支撑，综合性较强，在人工智能需要依托计算机技术而运行的阶段，应用计算机技术的范围不大，社会生产模式多为人工生产，虽然已经初步产生了人工智能的理论概念，但想要具体应用还需要很长时间，直至社会兴起了信息技术后，生产工作才开始使用网络技术，而这时人工智能技术仍然缺少发展空间，人们对其的认知还很浅薄。随着信息技术的进一步发展，人工智能才逐渐出现在大众视野，且应用范围较为广泛。

2 机械设计制造及其自动化的重要作用

随着工业化生产规模的日益扩大，我国在生产、加工过程中开始注重对机械化设备的使用，而机械设计制造及其自动化对专业性和理论基础具有严格的要求，通过将设计出的产品投入使用，能够提高企业的生产效率，带来更大的经济效益。目前来看，我国所设计和制造的机械和自动化产品，还存在一定的发展空间，而想要设计出更有针对性和精确度的机械自动化产品，就需要持续不断地对其进行研究，并且还应分析我国未来发展趋势，以现有技术为基础，提升研究效率[2]。只有多方面的考量才能确保机械设计制造及自动化更具研发意义，也能推动人工智能在其中的建设和发展，最大化减少资源浪费，为祖国建设提供动力。机械设计制造及其自动化生产技术的质量是确保安全生产的必要条件，而只有确保投入生产的机械设备自身安全稳定，才能保证企业的发展，并为相关操作人员提供人身保障。我国现有很多种类的机械装置都出现了或多或少的安全问题，并且一些设备要求人工参与，并且没有配备保护措施，极容易导致员工在工作中出现事故。而通过将人工智能应用到机械设计制造及其自动化中，能够确保机械自主运行，很大程度上防止人员伤亡，并且机械设计制造及其自动化能够实现全天监控，如遇意外事件，其内智能系统就可以及时采取应急预案，自动检修管控故障，由此来确保设备的性能以及安全稳定性。

机械设计制造及其自动化的发展使以往人工操作所出现的失误大幅度降低，机械化自动化产品在操作上通过计算机控制，它可以分析和模拟整个生产过程，并保障所生产的产品质量，确保生产流程规范化操作，确保其能在规定期限内完成生产工作，减少了意外事件的发生，进而提高了工业生产效率[3]。在现实社会中机械设计制造及自动化被各大行业普遍应用，例如在网络购物上，就有机械自动化技术的身影，它通过和互联网有效融合，维护着我国电商支付平台的正常运转，并使物流运输得到发展，是我国社会经济发展的主要推动力。

3 人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用分析

3.1 人工智能在机械设计中的应用

在当今社会，机械设计制造及自动化得到了更好的发展，相比传统的设计工艺和理念，两者之间具有明显差异性。目前在机械设计中，计算机技术被普遍应用起来，以此满足人们在日常生产生活中的需求，这是传统设计无法达到的。想要促进机械设计制造及其自动化的发展，需要考虑如今人们对机械产品的实际需求，并注重设计的多元化发展，通过在机械设计中融入人工智能技术能够创新机械系统的生产模式，在设计阶段，应注重机械的自动化水平建设，减轻主观设计因素对其的影响。并且机械设计相比以前，已经可以实现长时间连续性的工作，减少了人工资本的投入，且开发出了较大的存储空间，可以存储不同的信息，并且对信息进行阅读和日常的学习应用都非常方便。现阶段，人工智能已经应用到汽车制造、飞机制造等机械工程中并且其机械设备的零件设计得以创新，打破了传统机械设计的思维局限，让机械设计更具灵活性。通过人工智能技术，让机械设计进一步得到创新发展[4]。

3.2 人工智能技术在信息处理中的应用

通过人工智能技术来处理信息，能够确保信息处理的安全和稳定性。在机械设计制造的传统模式下，机械在运行过程中通常会出现大量拥挤的信息，导致传输和输入信息时很不稳定，且容易出现接收误差现象。通过在其中融入人工智能技术，机械设备的智能化信息处理功能将得到增强，这是因为人工智能技术对信息处理的准确性很高，且内含强大的数据分析系统，可以快速处理各种信息并准确将信息送往规定区域。在不使用人工智能进行信息传输时，如果机械设备的软硬件出现问题，往往所设计的信息指令将无法有效落实在生产过程中，导致产品出现更高的残次率，而应用人工智能技术，其系统将会保存整个设计过程，在生产过程中如果发现设计不合理，系统将会对这一点进行提醒，进而让信息处理和交流能力得到提升[5]。

3.3 人工智能技术在故障诊断中的应用

在机械设计制造环节，设计人员需要论证检测机械运行时所出现的信息，而传统的论证方式需要大量的人工参与，期间人力物力资源大量投入，但如果员工在计算过程中出现一项失误，则会影响到整个论证过程。通过在论证环节引入人工智能技术，高效处理和分类多种信息，可以有效改善这个问题，而在论证过程中应用智能计算功能，能够确保论证工作的准确性，并且，通过人工智能技术，可以实现对机械故障的自动化检测功能，并且通过反向推测方式验证检测结果，提升了检测的准确性。通过人工智能系统，能够实现机械装置的诊断工作，提升机械使用的生产效率。

3.4 将人工智能技术应用到神经网络中实现计算和数据存储

在机械设计制造及其自动化中，人工智能的应用范围十分广阔，而神经网络就是其中的一种，就运行原理来描述，可理解为一种类似人类神经系统功能的信息系统，具备多种功能，优势性很强。比如其所具备的存储功能就可达到很好的效果，并且可形成极高的准确性。总的来说，神经网络系统可在结构人工智能化的情况下，智能分析、比对信息数据[6]。与传统的数据处理技术相比，神经网络系统具有更高的智能，及时处理多种大批量的信息数据，也能保证计算的准确性，这一功能满足了机械设计与制造及其自动化在发展中的某些需求，所以目前通过神经网络来对数据进行计算储存的概念得到了许多人的认可和应用。这一技术在日本和瑞士研究得较为深入，并且其内的电加工领域已经引入了神经网络系统，这样一来电加工技术将具有强大的组织与计算信息技术的能力，有助于提升相关装置的使用功效，并确保电加工设备的稳定运行以及工作准确性，在未来，神经网络系统的功能应进一步加强，实现更多领域的应用。

4 结语

当今社会，信息网络高速发展，社会生产水平逐渐提高，相较以往，我国的工业化生产模式从人工转变为机械自动化，极大地提高了生产效率。

而人工智能技术是现代化的技术产物，也是时代发展的必然趋势，它所具备的智能化处理系统、信息传输功能、故障检测功能等都很符合机械化生产的功能需求，能够有效推动机械设计制造及自动化领域的发展。就当前对人工智能的发展分析，它在机械设计行业中的应用范围主要是机械设计、机械制造、机械自动化等方面，其发展潜力很高。