人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用

张昕宇

摘  要： 当今社会科学技术已经慢慢的融入到了各行各业生产中，为推动企业智能化发展起到了非常重要的促进作用，对于人们生活、生产都带来 了较大的影响。我国国民经济发展中，制造行业发挥了非常重要的作用，为此将人工智能引入到机械制造中，不但可以实现生产效率的提高，而且节省 了劳动力，降低了人工费用。人工智能在机械制造及其自动化中的应用是时代发展进程中的必然趋势，对于产业升级与转型具有很好的促进作用。而此 次通过对人工智能在机械制造及其自动化中的应用进行分析，以期望能够为制造行业智能化、自动化发展提供参考。

关键词： 人工智能;机械制造;自动化;应用

1 人工智能与自动化

智能化技术是在计算机技术、大数据技术、无线网络传输技术以及仿 真模拟技术、智能控制技术等多种现代信息化技术相融合的基础之上而开 发和应用的多科学技术，在多项技术的协同作用和长期的应用之下形成了人 工智能技术，在当前的发展中也有着很好的应用。它的研究还涉及各学科 专业领域的知识交叉，具有高度的复杂性。在大众能广泛接触到的民生领域 中，语音识别技术和虚拟现实（ VR ）技术显得尤为突出，已在众多领域得 到了广泛应用。人工智能技术的诞生与发展，离不开软件算法开发以及高 速网络通信的支持。各项技术的综合性发展的工作阶段中实现了信息技术 的大规模提升，在这一时期的发展中人们的生产生活方式和社会方式都发 生了极大程度的变化，信息建设和发展的水平不断提升，这也就使得人工 智能技术在生产生活中有着更加广泛的应用。人们的日常生活中已经被人 工智能技术包围，这些技术的应用也就使得智能家居和电器的控制等为人 们的生活提供了极大的便利程度，也就人工智能软件也就成为人们生活中 的一部分。因为当前技术方面的一系列限制，后续的整体性能提升还需要 不断努力。

2 人工智能在机械设计制造及其自动化中应用现状

我国目前机械设计制造行业正处在快速发展的提升时期，而智能化技 术的应用也逐渐开始更加成熟，在市场经济不断完善和需求持续增长推动 下，机械制造行业中企业的数量不断增多，相比2017年， 2019年机械制造 市场企业数量增加了近50%。而且机械设计制造中的智能化技术应用也正 不断的改进，应用范围也在不断的扩大，早已从传统的手工生产方式开始 转向自动化、智能化操作，一些新的机械生产制造技术也不断进行升级。 由此可见，机械设计制造行业人工智能技术应用是智能化发展的新趋势和 新方向。人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的应用能够有效地提 高生产效率和生产的质量，尤其在一些风险性较高、高度污染的作业环境 中，对于人工智能的应用能够有助于提高生产质量和生产安全水平。从当 前的人工智能技术整体发展水平来看，其发展速度正在不断加快，但以目 前经济水平和设备要求以及引进成本来讲，人工智能化技术的应用仍然较 为偏向于工业生产和迫切需要实现人工智能技术应用的领域，而且受到经 济水平限制，只有一些经济水平较高的大城市和大型生产领域中有着较高 的应用，一般的机械设计制造中智能化利用率较低，且其管理系统和相关 配套设施并没有做到大规模的发展，与国外发达国家相比仍然有着不小的 差距和提升空间，这对于机械设计制造中对于人工智能化的应用也造成了 一定的影响。

3 人工智能在机械制造及其自动化中应用实践

3.1  智能CAD应用分析

人工智能在机械制造的应用案例之一就是智能CAD的应用，传统的机 械制造CAD ，通过测量产品数据的点线面，按照点线面之间的关联设计和 制造产品，而智能CAD集合了专家系统、神经网络算法;如例专家系统通 过收集领域专家对过程中所产生的问题进行过程分析并将其编制成计算机 语言，在产品设计和制造过程中，如出现问题可靠计算机来辅助解决并提 供对应的解决方案;神经网络算法利用人工神经元的特殊属性，可提供产 品在制造和设计过程中由于非线性关联而造成的断点数据，且人工智能算 法还具有记忆和计算机自组能力。目前智能CAD已经将神经网络算法和专 家系统进行了集成，为制造业的发展提供的技术保障。

3.2  人工智能在机械制造中的应用

当前人工智能在机械制造中应用也非常广泛，不但可以实现生产效率 的提高，而且所生产出来的产品质量也较高。如果站在人工智能角度，机械制造中可以借助其强大的功能性，进行自动化的处理与相应的控制，不 仅可以确保制造中精准度提高，而且减少了外界环境造成的不必要干扰， 使生产水平得到了大幅度提升，产品质量得到了保证。在生产环节应用人 工智能可以实现智能化的处理与调整，充分考虑到当前市场中多样化的需 求，满足客户对产品个性化的要求。在机械制造中，以机器人为代表的自 动化工具、设备应用较为普遍，其中人工智能在其中发挥了重要的作用， 使最初的机械化逐渐向智能化转变。将视觉相机，力＼力矩传感，位移传 感器等技术与自动化设备相结合的应用实现了设备工作效率的增强，将大 量人工操作代替，多线任务都是由机器人来完成，所具备的多项功能性是 人工无法取代的。

3.3  人工智能在机械设计制造及其自动化中故障诊断的应用

机械设计：制造及其自动化过程有着较高的复杂性，而且对各项数据 有着极为精确的要求，需要经常进行数据计算，例如在进行建模和论证过 程中，需要应用多种计算公式和推导、演算，如果在这一过程中全部进行 手工计算，不但需要花费大量的时间，同时在计算误差方面也会有着很高 的错误率，对生产效率和生产质量都会带来严重的影响，所以，需要运用 人工智能技术的精准化和计算速度进行自动化归纳与信息分类，确保计算 结果的精确性和准确性。也能够快速完成计算。而且在机械设计制造及其 自动化过程中，各项设备的运行状态也能够在人工智能技术运用下进行准 确的诊断，利用人工智能技术中人机交互界面进行机械运行数据的实时监 测，并运用正向推理规则和推理机制诊断结果分析，一旦出现异常，能够 快速进行智能化自动化调整。

3.4  人工智能在机械制造信息处理中的应用

在机械制造及其自动化中，关于信息的有效传递主要是借助电子信 息传输系统，但是传输中也并非是毫无漏洞的，特别是在多样化信息传输 中，极易存在较为严重的问题，主要是由于机械电子系统在复杂的集成过 程中，极易受到机械干涉、物理环境污染、电气干扰等不稳定因素所影 响，所以将人工智能融入到信息处理环节，充分利用先进技术的精准度特 點对信息传输进行有效的监测，确保电子信息系统能够安全动作，使信息 的输入与输出更加精准，实现信息高效处理，为后续机械制造及其自动化 更好的运行提供保障，奠定基础。

4 结束语

当前我国经济增长的速度非常快，而制造行业在其中发挥了非常重要 的促进作用。在社会快速发展进程中，机械制造及其自动化面临着较大的 挑战，要想得到长远发展就要紧跟时代发展步伐，充分利用人工智能技术 优势，在不断创新中总结经验，对相关技术进行优化，积极迎接挑战，借 助人工智能等一些先进的技术，寻求更好的发展路径，一方面实现机械制造行业尽快升级与转型，另一方面也能够为我国经济增长再创新高。

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