人工智能在机械设计制造的实践

来源：职称阁分类：电子论文时间：2021-01-07 10:27热度：

　　社会经济快速发展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。本文将人工智能和机械设计制造及其自动化联系起来，以实现行业的可持续发展。

人工智能在机械设计制造的实践

　　关键词：人工智能；机械设计制造及其自动化；实践应用

　　1引言

　　随着智能化技术发展，人工智能时代已经悄然到来，对生产生活产生了重要影响。我国是一个制造大国，制造业在产业经济中占据很大比例，提升机械制造自动化水平，可以大大提高生产效率，减少劳动力投入。将人工智能运用到机械设计制造及其自动化中是发展的必然趋势，有助于促进产业转型升级。

　　2人工智能

　　人工智能简称AI，是计算机科学的一个分支，这项领域主要研究方向包括机器人、语言识别、图像识别等。人工智能自诞生以来，处于不断发展之中，未来有着广阔前景，对于社会经济发展具有重要意义。人工智能对人的意识、思维的信息过程的模拟，可以像人一样思考。人工智能涉及多项专业技术，例如科学、心理学、数学等，具有综合性特点。未来是人工智能的时代，从目前情况来看，人工智能技术已经深入到我们生活中，例如智能手机已经非常普及，给人们使用带来了方便，主要原因是在设计时融入了人工智能理念，具有人性化特点，更好满足用户的要求。人工智能逐渐被应用到生产中，例如很多工厂使用机器人，不仅提高了生产效率，而且降低了劳动力成本，可以获得更高经济效益。无论是在学习、工作、生活中，人们的要求越来越高，很大程度上促进了人工智能技术的发展，应用范围在不断扩大。由于人工智能技术前景广阔，目前仍处于探索阶段，在未来会取得更大成就，将会对社会发展产生重要影响[1]。

　　3机械设计制造要求

　　3.1满足机器功能需求

　　在制造生产过程中，使用的机械设备类型比较多，不同机械功能需求有所差异，在设计时要区别对待，确保可以有效应用于生产中。从工业生产来看，机械设备制造要满足能量、物质、信息三个要求，所以要进行综合考虑，不断提升设计水平。机械设计及其自动化要对输入的能量、物质、信息进行有效处理，保证输出具有相应特质的能量、物质、信息。机械设计制造及其自动化主要包括机电一体化和机电一体化产品。为了保证机械自动化系统的正常运行，需要综合运用多项专业技术。功能需求是机械设备设计最基本的条件，保证具有特定功能，有效应用生产活动中去。考虑到机械设备功能的差异性，设计要坚持具体问题具体分析原则，保证机械具备某一特定功能，为生产活动开展提供支持。机械设计要与生产功能保持一致性，才能保证正常生产[2]。

　　3.2以先进技术创新设计

　　通常情况下，分类系统都是以产品功能为依据。重点在于物质加工，加工机器基于物质输入与信息能量加工，变成另一位置与形态的产品，并进行输出，这方面的产品基本是纺织机械、印刷机等。对于能量加工来说，动力机械转换能量与信息，能够输出不同形式的能量，也就是热能转变为动能的内燃机。以信息转化为根本，机器对输入的信息和能量有效处理后，再通过多种形式输出，例如图片、声音等，信息机器是指计算机与传真机。创新是发展的不竭动力，在机械设计创新过程中，要积极引入先进技术，创新设计理念，不断提升机械应用水平。先进技术应用可以解决遇到问题，优化设计方案，从而增强机械设备功能。

　　4机械设计制造及其自动化具有的优势

　　4.1提高生产安全水平

　　安全是生产的前提条件，因此要提高重视程度，确保满足安全生产要求。我国机械化生产发展过程中，安全问题一直是关注的重点，不仅会给企业造成经济损失，而且威胁到人员生命财产安全，所以要进一步提升生产安全性。机械自身质量问题，技术比较落后，是引发事故的重要原因之一。员工在生产过程中缺乏安全意识，没有做好自身安全防护，再加上操作不当很有可能引发事故。自动化技术在机械生产中的运用，整个生产系统实现了无人操作，对员工生命危险性会降到最低，真正意义上实现安全生产。机械自动化生产是一个完整的系统，对运行情况进行动态监管，一旦发生故障，在最短时间内实现控制，从而提升了生产的安全性。将安全放在生产的第一位，只有在安全环境下，才能保证生产活动顺利开展，这是非常重要的。机械自动化最大优势在于无人参与，可以在远端对设备操作，大大提升了安全性，避免意外事故发生。安全生产一直是企业的管理重点，要发挥出机械自动化生产的作用[3]。

　　4.2提升生产速度

　　由于生产系统具有复杂性，所以操作环节比较多，需要多个人员协调合作来保证系统运行，一旦出现操作不规范的情况，就会对生产效率产生影响。运用自动化技术，让整个生产过程更加简化，从而提高了生产效率，同时避免了人为因素的影响，降低意外事故发生概率。机械设计制造及其自动化根据实际情况进行合理设计，实现对生产系统的优化，保证产品质量符合标准，增加市场经济价值。在市场经济环境下，企业发展目标是追求经济效益最大化，和生产效率有着直接关系，当生产效率提高时，产量就会增加，效益自然会增加。例如每年的双11是购物狂欢节，为了保证消费者在规定时间内收到物品，必须要提高物流效率。机械自动化在提高物流效率中发挥着重要作用，采用机械设备对包裹进行分拣，不仅具有较高效率，而且保证了物品分拣的准确性。机械自动化会代替人力，具有不可比拟的优势，特别是在生产效率方面。随着机械自动化水平的提升，生产系统会不断优化，对于效率提高具有重要意义[4]。

　　4.3改善检修效果

　　在社会发展过程中，客户对产品需求呈现出个性化和多样化的特点，这对生产系统提出了更高要求。机械设计及其自动化，在原本需求的基础上，对机械设备作出适当调整，保证生产出符合要求的产品。在产品检测中可以取得良好成效，发现质量问题可以快速解决，为产品质量提供可靠保障。产品质量关系到一个企业的发展，如果出现问题会流失大量客户，造成不可挽回的经济损失。机械设计制造及其自动化具备多重复复合功能，可以满足不同产品生产需求，提高客户的满意程度，获得更多发展机遇，增强在市场中竞争力。当系统发生故障时，会采取自动化保护措施，让故障设备停止运转，避免造成更大范围影响，同时减少对人员的伤害，满足安全生产要求。实现对系统的全面监测，对故障位置进行快速、准确的定位，通过分析找到其中原因，并制定有效处理方案，将损失降到最低，在最短时间内恢复到正常运行状态[5]。

　　5人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践应用

　　5.1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[6]。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。

　　5.2在机械制造中的应用

　　将人工智能技术应用于机械制造中，除了可以提高生产效率外，还能够保证产品质量。将人工智能技术和机械制造相结合，可以实现自动化处理和控制，避免受到不利因素的影响，为生产效率和质量提供保障。发挥出人工智能技术作用，对生产过程进行智能调整和处理，很好满足柔性制造及市场个性化需求。一般企业生产的产品都是标准尺寸，但有的客户对尺寸有不同的要求，在这种情况下，系统通过智能调整，生产出符合相关要求的产品。机器人在企业生产车间使用已经非常普遍，代替员工来进行生产，可以更加高效地完成生产任务，从机械化上升到智能化。人工智能技术运用增强了机器人功能，可以满足更高需求[7]。

　　5.3在信息处理中的应用

　　目前机械设计制造及其自动化在进行信息传递时主要借助于电子信息传输系统，当信息量比较大时，过程中容易出现错误，主要原因是电子信息传输系统问题，为了解决面临问题，保证信息传输的完整性、准确性，要引入人工智能技术。人工智能技术可以实现对信息传输系统的监测，及时发现问题并解决，从而保证信息的安全性，避免问题出现[8]。随着生产效率提高，系统在运行中会产生更多信息，让电子信息传输系统面临更大挑战，要加强人工智能技术应用，保证实现对信息高效、安全的处理，为系统正常运行提供保障。如果信息出现差错，对产品质量就会产生不利影响，因此信息传输是非常重要的一个环节，在提高效率的前提下，更要保证信息的准确、安全。

　　5.4在故障诊断中的应用

　　机械设计制造及其自动化是一个庞大、复杂的系统，如果需要作出调整，为了实现预期目标，需要结合大量数据来计算。由于数据量大、难度高，如果采用人工计算方式需要耗费大量时间，而且受到人为因素影响会出现错误，对生产会产生不利影响。为了优化计算效果要引入人工智能技术，对数据信息进行整理、分类，可以提高计算结果的准确性，避免后期运行中发生故障。另外人工智能技术还可以对机械设备故障进行诊断，便于及时发现问题、及时处理，恢复到正常运行状态。发生故障后，通过监测可以获取相关数据信息，传输到系统中，采取正向推理的方法可以获得诊断结果，并提出专家建议[9]。机械出现故障对企业对带来损失，如果不能及时发现并处理，将会造成更大范围影响，甚至让整个生产系统陷入瘫痪，所以要运用人工智能技术进行故障诊断。

　　5.5采用神经网络实现计算和存储数据

　　神经网络系统是模仿人类的神经系统建立起来的电子信息系统，存储量巨大，而且可以保证数据的准确性，这是其优势所在。换句话来说，神经网络系统是运用模拟结构的方法，对数据进行分析，再运用结果计算出参与值。神经元结构具有稳定性、紧密性的特点，所以智能化水平比较高，在面对大量数据信息时，依然可以保证高效、准确的处理。机械设计制造及其自动化相关数据，可以运用神经网络系统来仅从存储。部分发达国家已经将这项技术应用到实际生产中去，证明是可行的，提高了系统组织能力，让电加工技术具备更高智能化水平，形成了加工智能综合体。

　　6展望人工智能在机械设计制造及其自动化中应用的发展趋势

　　环保是当今时代发展的主题，国家大力倡导节能减排，坚持走可持续发展道路。机械设计制造及其自动化要朝着绿色化方向发展，生产过程中尽可能减少排放，同时提高资源利用率，提升综合效益。智能化。未来发展中机械设计制造智能化和自动化会不断融合。智能化是模拟人的思维活动，让机械形成独立的逻辑思维评估与推理决策能力，从而实现对操作的有效控制。目前机械生产智能化水平在不断提高，但是未来会朝着智能化与自动化有机融合方向发展，促进我国机械生产的升级。技术处于不断发展之中，对未来形势进行展望，制定科学合理战略，并明确目标，加快人工智能技术和机械制造及其自动化的融合。7结语我国机械设计制造及其自动化处于快速发展中，运用人工智能技术是大势所趋，所以要增强创新意识，注重不同技术整合，通过优势互补提升水平。人工智能技术在机械设计制造及其自动化中应用程度会不断加深，推动社会经济稳定发展。

　　参考文献：

　　[1]许燕玲.人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践[J].南方农机,2020,51(14):105-106.

　　[2]李世文,张翔宇,王力强.基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践[J].内燃机与配件,2020(2):231-232.

　　[3]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(2):92-93.

　　[4]赫富强,冯海祥,侯攀林.人工智能在机械设计制造及自动化领域的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(35):503.

　　[5]陈杰.分析人工智能在机械设计制造及其自动化领域的应用[J].建筑工程技术与设计,2019(36):688.

　　[6]荣鸿飞.人工智能在机械设计制造中的应用研究[J].科学与信息化,2018(32):41.

　　[7]翟兆凯.浅谈机械设计制造及其自动化的发展趋势之人工智能方向[J].科学与信息化,2020(15):107.

　　[8]赖庚财.基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践[J].百科论坛电子杂志,2020(8):1915-1916.

　　[9]杨崇英.信息化时代机械设计制造中人工智能技术研究[J].湖北农机化,2020(1):154.

　　作者：胡荣耀

文章名称：人工智能在机械设计制造的实践