人工智能在机械自动化中的运用

努丽亚·艾拉木江

（阿克苏地区库车中等职业技术学校 新疆维吾尔自治区阿克苏地区库车市 842000）

人工智能在机械自动化领域应用属性的显现，主要是基于我国产业转型升级背景下，机械制造业的技术升级改革运动。倡导通过在机械自动化过程中融入人工智能技术，来促使机械自动化可以更好的与电子技术、信息技术、计算机技术实现功能与知识方面深度融合，使机械自动化系统中一些容易出现的故障性问题得到更好的改善，降低机械自动化故障的发生率，促进机械生产效率的提升。

1 相关概述

1.1 人工智能

人工智能英文简称AI，又称作机器智能、智械。指的是在对计算机程序进行不断模拟开发的基础上，通过功能的延伸，使机器在逻辑思维、行为方式上表现出人类所具有的智慧。基于人工智能目标要求，其研究领域已经从计算机科学拓展到了心理学、语言学、哲学、生物学、等学科领域。在人工智能强大的机器学习作用下，一些繁杂而困难的工作可以由人工智能替代人力，这样不仅可以大大减轻人力工作负担，更有助于工作效率的提升。在倡导以计算机技术创新发展，实现产业转型升级的新时代背景下，人工智能作为一门新兴技术形式，凭借自身强大的功能优势，已经成为了如今互联网行业的热点话题，是引领社会信息化升级发展的潮流所在。

1.2 机械自动化

自动化即在无人干预的状态下，机器装置依然可以按照预定的指令，进行自动化操控。机械自动化是在自动化的基础上发展而来，指的是机器装置以机械的形式来呈现出自动化控制。作为自动化的一个重要分支，机械自动化概念的提出，将机械生产从人工操控提升到了一个更高的层次，可以在自动化控制系统的作用下，实现机械的无人操控。可最大程度降低劳动强度，实现机械生产效率的提升。如今在产业升级的助力下，机械自动化已经被广泛应用在了工业制造、生产管理、产品设计等多个方面，并结合电气工程、电子技术实现了功能上的拓展。

2 智能型机械自动化的显著优势

智能型机械自动化是在社会经济、科技迅猛发展背景下应产业转型升级的迫切需求而逐渐产生和发展起来的，是时代发展的结果，代表了如今机械制造领域最前沿科技成果。在传统的机械自动化基础上，加入人工智能的强大辅助效用，能够有效弥补传统机械自动化技术上的一些缺陷和弊端，使操作人员能够在一系列计算机固定程序的作用下，对机械发送运行指令，进而确保机械能够充分按照操作人员要求进行运转。具体而言，相比较传统机械自动化，智能型机械自动化在实践中所显现出来的主要优势有以下几点：

2.1 有助于解放生产力，实现生产效率的提升

机械自动化与互联网、数字化、信息化、智能化等先进技术的结合，能够在技术优势的作用下赋予机械自动化更为强大的生产力。不仅能够依托机械各部件智能单元作用的发挥，保障机械可以按照相关规定自动运行，降低由人为不良操作产生的各种失误情况的发生，实现机械生产效率的提高。此外，智能化技术的加入还可以使机械可以完成一些复杂性、危险性较高的操作，进而完全替代人工，切实保障生产人员的生命安全。

2.2 拥有高度的集成性

智能型机械自动化之所以拥有显著的功能优势，是由于其结构由众多拥有多种自动化优势的电气设备组合而成，在这些设备技术优势的集成作用下，智能型机械自动化才可以按照预先程序设定完成相应的工作。与此同时，高度集成性特征的存在，也为智能型机械自动化后期部件整合、系统升级等奠定了坚实的基础。

2.3 拥有较强的适应力

相比较而言，智能型机械拥有以往任何一种机械都不具备的自适应能力。在生产实践过程中，可依托自身配置的互联网系统、计算机智能系统以及系统配置的大数据库，对工作环境、对象等相关信息进行智能化记录、采集，在对这些数据进行集中化分析、处理的基础上，形成系统反馈机制，由此来反作用于机械本身，使其能够实现潜在新功能的不断挖掘。从而促使机械可以在最短的时间内，融入到工业制造、农业生产、服务业等社会各领域当中。

3 我国智能型机械自动化发展现状

3.1 主要成绩

近年来受我国科技制造业迅猛发展的影响，我国机械自动化发展程度日益加深。与以往相比，我国人工智能与机械自动化融合程度不断加深，智能型机械自动化发展水平已经上升到了一个新的台阶。从技术层面来看，为追赶世界制造业发展的脚步，我国一些企业在近年来，不断加大技术攻坚力度，突破了伺服电机、伺服控制、减速机等核心零部件技术难题。这为核心零部件生产、应用的国产化奠定了坚实的基础，使我国的机械自动化开始脱离对国外核心技术的依赖；从产业链构建角度来看，如今随着我国智能型机械自动化需求市场的逐渐扩大化，人工智能机械设备下游需求商为满足自身迅速膨胀的采购规模，开始向智能机械自动化设备生产商转型。而智能型机械自动化设备龙头企业则将自身发展的重点放在了新技术的研发方面。由此我国已经基本形成了由零部件企业、系统集成商、本体制造企业所共同组成的一个完整产业链。

3.2 存在的不足

虽然目前我国在智能型机械自动化领域已经取得了显著的成绩，逐渐向着国际化水平靠近，成为了国际公认的机械制造大国。但受各方面现实影响，我国在许多方面仍存在一定的发展空间，相比较英美等智能型机械自动化制造强国而言，未来要走的路还很长。纵观我国当前在智能型机械自动化发展综合情况来讲，现阶段存在的显著性问题主要可以归结为以下几点：

（1）智能型机械自动化管理技术缺乏充足的实践经验，在各方的共同努力下虽然已经形成了一套完整的技术管理体系，但这些内容多存在于理论层面，未能够在市场上得以广泛普及和推广。这不仅不利于智能型机械自动化规范化发展，更难以为技术管理理论的更新、调整提供充足的空间

（2）智能型机械自动化在协调性方面的发展显现出了薄弱性的一面。虽然在人工智能技术的作用下，机械自动化拥有了显著的环境适应能力，能够被很好的应用于多种作业场景当中。但基于工业生产的复杂性，不同场景中往往会涉及到多种机械设备，需要在这些机械设备的综合协调之下来共同完成生产作业工作。但从以往的实践来看，我国的智能型机械设备在协调作业方面表现较差，不能按照生产计划进行协调、支持作业。此种情况的存在，不仅会导致生产工期的延长，还会因机械之间协调低效而导致生产作业成本的增加，最终违背了智能型机械自动化产生发展的最终目的。

（3）对于智能型机械自动化的生产加工，目前仍然缺少一套全面、详细的智能监管系统，大多数企业仍然通过人力监管作用的发挥，来对其生产加工进行监督管控。殊不知智能型机械自动化涉及到了复杂的机械元件以及运行系统，这些都是人力无法有效掌控的，长此以往只会大大增加智能型机械自动化设备生产问题的发生，导致其系统漏洞的存在。这些对设备使用寿命的延长都是极为不利的。

4 人工智能在机械自动化中的运用

4.1 人工智能在机械自动化中效能的发挥

伴随着人工智能技术的不断发展和完善，当前基于机械自动化转型发展的迫切需要，人工智能已经被广泛运用到了机械的设计、制造、信息处理、故障诊断等过程当中，人工智能效用的发挥，极大的促进了机械自动化功能的提升。具体来讲，人工智能在机械自动化中效能的发挥主要体现在以下几点：

（1）人工智能在机械自动化设计中的运用。时代的巨变，使得传统的机械设计理念不再适用于当今行业需求。人工智能技术的采用，赋予了机械设计多元化发展的可能。使原本依靠人力操控的机械自动化，能够在智能系统的辅助下，脱离人员操控，实现充分的自动化、自主化。在提高机械生产运作效率，减少人力、物力成本投入的情况下，促使企业实现了生产经济效益的提升。

（2）人工智能在机械制造中的运用。机械生产制造涉及环节较为繁复且存在一定的难度，尤其是涉及到精密器件的生产还对产品的精准度提出了较为苛刻的要求。将人工智能技术引入到机械制造当中，以器械人操作来替代人工，可最大程度保障机械生产的按规完成，能够有效避免因人员操作不当所带来安全、质量问题。

（3）人工智能在信息处理中的运用。无论是过去还是当前，机械要想实现自动化这一目标，在生产制造过程中都会涉及到大量的信息传递，这些信息是支撑机械实现自动化功能的基础所在。但以往的信息传递主要依靠电子信息传输系统来进行，碍于系统本身的局限性以及承载量问题，使得信息传输过程中时长出现信息漏传、误传等情况，对机械自动化生产造成了极大的阻碍作用。人工智能技术的引入，使得机械自动化信息传输能够时刻处于人工智能的监测下进行，一旦出现问题便于及时解决和处理，能够最大程度确保所传输信息的完整性，保障机械制造活动的顺利开展。

（4）人工智能技术在机械故障诊断中的运用。机械设计制造本身就是一个庞大的工程，加之各种自动化功能，该项目更是成为了一个涉及到大量数据计算的复杂度极高的工作。在机械的生产制造以及后期维护保养过程中，如若单纯的依靠人工测算的办法进行故障查询。不仅诊断效率不高，且容易出现计算误差，由此而对故障点的准确研判造成一定的阻碍作用。人工智能技术的加入，可以结合日常机械监测数据在系统中的录入，依照系统固定的故障推理机制来准确找寻到故障点。并在大数据系统的作用下，使检修人员可以快速找寻到以往相关故障案例，并将其故障解决方案显示出来。这样有助于机械故障的及时排除与处理。

4.2 智能型机械的实际运用领域

随着智能型机械优势功能的逐渐显现，智能型机械在如今社会各领域均有着广泛的应用。如，大型农业生产、工业生产、医疗卫生等领域都可以看到智能型机械的身影。

（1）在农业生产领域的应用。继欧美等发达国家后，我国也正在朝着智能型农业机械生产迈进。以农业激光平地机为例，该机械在定位农业机械的基础上，融合了人工智能、激光技术、GPS 等先进技术。不仅能够准确定位作业目标位置、对象，还可以在激光信号的作用下实现自我作业功能、行为的不断优化；而智能旋耕机的出现，可以在多传感器融合技术、北斗导航技术的作用下，使机械可以全自主作业，大大降低了农民劳动强度。如今随着5G 时代的到来，2020年9月国家农机装备创新中心正式向外公布了由其研发的我国首台氢燃料智能5G 拖拉机，可在5G 通信技术、摄像头以及雷达的作用下，实现自动化驾驶作业。

（2）在工业生产领域的应用。随着我国制造业的崛起，目前我国已经真正成为世界制造大国。在生产构造日渐复杂化的背景下，人工操作已经难以满足工业生产的需要，智能型机械自动化设备的采用，可大大提高工业生产效率。越来越多的企业已经认识到人工智能+产线机器人将其未来很长一段时间内，我国工业生产制造领域的主要发展趋势。机器人的介入不仅可以充分替代人工劳动，在高速运转的基础上充分达到流水线重复性工作任务要求。并且相比较高昂的人工成本而言，机器人投入较低、可靠性、使用寿命都表现较好，可以满足如今机械自动化生产需要。在 “十三五”规划当中，机器人成为了会议出现频率最高的词汇，被视为推进产业化发展的重要一环。《机器人产业发展规划（2016—2020年）》的推出，更是为机器人在产业领域的广泛应用与发展提供了政策保障及引导效用。

（3）在医疗卫生领域的应用。智能型机械自动化更是早已成为了我国医疗卫生领域发展必不可少的一个重要因素。智能型机械自动化设备的采用，使得医护人员可以突破自身局限，对各种病症进行检测和临床处理，这不仅是机械自动化领域的发展，更是医学界的一大发展。如我国常见的腹腔镜手术、机器人心脏微创手术等都属于极具代表性的智能型机械自动化，能够在人工智能的作用下起到一种“化繁为简”的作用，使大型手术变为了广大医生都可以普遍操作的小手术，大大提高了手术的成功率。为进一步提升我国智慧医疗水平，我国卫健委于2019年3月国发布了《医院智慧服务分级评估标准体系（试行）》，指出在未来的发展中，我国各地医院要将智慧医疗服务正式纳入到智慧医院建设目标任务当中，在信息技术的作用下，不断提高医院医疗服务智慧化水平。

5 小结

综上所述，人工智能在机械自动化中的运用显现出了强大的功能优势，有助于机械自动化生产效率的大幅度提升，这对于我国的社会发展而言意义重大，是我国走向世界制造强国的关键一步。在未来的工作中，我们要继续加大对智能型机械自动化的研究力度，结合市场发展需要，对其潜在功能、优势进行深入的挖掘，由此来推动智能型机械自动化在社会各领域的广泛运用。使社会越来越多的人能够看到、感受到人工智能机械自动化为社会所带来的新变化。