基于人工智能技術(shù)在機械制造過程的技術(shù)應用研究

閆峰

摘要：科學技術(shù)快速發(fā)展的新時代的到來，極大地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展。作為最新發(fā)展起來的一項技術(shù)，人工智能在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應用，同時給我們的生活帶來了很多便利。近幾年來，人工智能技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域得到應用，在科技和經(jīng)濟方面都取得了良好的效果。故而，本文主要對人工智能技術(shù)和機械電子工程的概念作出闡述，對人工智能技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域的應用研究展開詳細探討。關(guān)鍵詞：機械制造；人工智能；深度學習 引言人工智能技術(shù)被應用到機械電子工程領(lǐng)域當中，促使傳統(tǒng)的機械電子工程在信息傳輸?shù)男问缴习l(fā)生了變化，代替簡單能量之間的連接，進一步實現(xiàn)了動能的連接，所以人工智能技術(shù)在機械電子工程領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮著不可忽視的作用。1、人工智能技術(shù)與機械電子工程1.1 人工智能技術(shù)的概念作為新型科學力量的一種，人工智能技術(shù)展現(xiàn)了強大的綜合性，主要以電子信息和計算機科學為基礎(chǔ)，并結(jié)合社會心理學和哲學逐漸發(fā)展成熟。在搭建系統(tǒng)方面，人工智能技術(shù)已經(jīng)遠遠領(lǐng)先于很多技術(shù)，其自動模式由無數(shù)個自動化軟件組合而成，與其他類型的應用型技術(shù)相比，智能自動模式已經(jīng)發(fā)展得相對完善，通常來說，它的基本配置是不可缺少的，包含數(shù)字萬用表、多功能校準器和標準源，控制器和被檢表，這些零件是人工智能自動化技術(shù)的基本配置的組成部分，同時保障了人工智能自動化技術(shù)在機械電子工程中充分發(fā)揮其優(yōu)勢。依據(jù)對人工智能技術(shù)良好發(fā)展前景的展望，本文將人工智能技術(shù)劃分為三個發(fā)展階段，第一階段為萌芽階段，在該時期計算機還未呈現(xiàn)當今社會的應用態(tài)勢，人們對互聯(lián)網(wǎng)的認知還處于起步階段，被個人眼光所限制，這使得人工智能技術(shù)的發(fā)展受到了很大的限制。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到越來越廣泛的應用以及社會對互聯(lián)網(wǎng)知識的普及，計算機技術(shù)逐漸得到推廣應用，這一科技進步推動著人工智能技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，故被稱之為人工智能技術(shù)的萌芽階段；第二階段是初級階段，在該階段計算機儼然已經(jīng)成為社會生產(chǎn)力發(fā)展不可或缺的關(guān)鍵因素。此外，人們?nèi)粘Ｉ钆c計算機的關(guān)聯(lián)也越來越緊密，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸向外擴張，實現(xiàn)了對社會各個生產(chǎn)領(lǐng)域的全覆蓋，以多媒體技術(shù)的蓬勃發(fā)展為時代背景，人工智能技術(shù)開始走進人們的生活當中；最后是發(fā)展上升階段，該階段人工智能技術(shù)的發(fā)展主要得益于電子信息技術(shù)的出現(xiàn)以及廣泛應用，促使人工智能技術(shù)實現(xiàn)了在機械電子工程領(lǐng)域中的普及。當今社會，人工智能技術(shù)正不斷展示出蓬勃向上的發(fā)展態(tài)勢，并漸漸成為新型信息化技術(shù)發(fā)展市場的重要推動力。2、機械制造過程與交互技術(shù)人工智能技術(shù)可以通過分析、處理和學習數(shù)據(jù)的能力，不斷學習制造系統(tǒng)的復雜調(diào)度處理和實踐經(jīng)驗，從而自行設(shè)計制造系統(tǒng)。不斷地學習、優(yōu)化和自控制，為制造系統(tǒng)賦予智能化。而之所以能夠?qū)崿F(xiàn)這種智能化的原因，是因為人工智能多種技術(shù)融入到了各個環(huán)節(jié)，包括設(shè)計、生產(chǎn)實施和運營維護以及人機交互等，在此過程中融合了深度學習，虛擬現(xiàn)實，虛擬代理、自然語言生產(chǎn)、特征識別等AI技術(shù)，如圖1所示。為了實現(xiàn)系統(tǒng)主動和人的溝通交互，系統(tǒng)常采用的技術(shù)包括：自然語言生成、虛擬代理和生物特征識別技術(shù)。生物識別技術(shù)：支持人與機器之間更貼近自然交互的功能，包括語言、圖像、觸覺感知和肢體語言。它目前主要用于市場研究。語音識別是將人類語音信號轉(zhuǎn)換為應用軟件識別的格式。類人語言生成：使用計算機數(shù)據(jù)生成返回給用戶的文本。它通常用于顧客應答服務，數(shù)據(jù)報告和智能綜合分析。虛擬代理：低級的如：聊天機器人；也有高級的如：可以深度學習、像人一樣思考的高級系統(tǒng)。目前主要用作自動客戶服務和高級智能家居管理服務平臺。3、在機械設(shè)計、制造、維護中的應用3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實（VR）不僅僅是一個演示媒體，而且還是一個設(shè)計工具，已經(jīng)在機器制造的各個方面都發(fā)揮著不可或缺的作用。VR技術(shù)將設(shè)計以三維模型的形式呈現(xiàn)出來，使設(shè)計和制造工程師能夠直觀地理解并及時調(diào)整每個部件的特性，質(zhì)量或位置。使用VR技術(shù)，機器制造商可以模擬機器設(shè)計并降低設(shè)計成本。機器生產(chǎn)測試特別復雜，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以簡化系統(tǒng)測試，并且可以更輕松地縮小，添加或修改模塊。既節(jié)約了時間，又節(jié)省了做模型的費用。3.2 深度學習（Deep Learning）可以視為機器學習的一種特殊（升級）類型，包括具有多層抽象的人工神經(jīng)網(wǎng)絡（Artificial Neural Networks，ANN）。它目前主要用于大數(shù)據(jù)下支持的分類判決和模型識別領(lǐng)域。觀察點可由多種形式表示，如不同位置的不同像素矢量值。如對機械生產(chǎn)過程中大量實際數(shù)據(jù)的特點進行歸納總結(jié)，通過采用深度學習方法建立模型對機械設(shè)備的健康狀況進行監(jiān)測診斷，以取得監(jiān)測診斷精度。3.3 專家系統(tǒng)用人工智能中的知識表示和知識推理技術(shù)來模擬通常由這個領(lǐng)域的專家才能解決的復雜問題。應用于一系列廣泛的領(lǐng)域，協(xié)助或執(zhí)行自動決策。使用實時監(jiān)控制造過程中產(chǎn)生的時間序列數(shù)據(jù)：反饋設(shè)備性能參數(shù)、系統(tǒng)錯誤參數(shù)，從而主動預警系統(tǒng)的潛在異常，以及歷史數(shù)據(jù)的聚類分析、診斷和定位異常原因，制定運營決策并執(zhí)行預防性維護，從而提前消除隱患。如，根據(jù)機械設(shè)備海量故障特征，并設(shè)計分類器，實現(xiàn)故障模式分類；收集多種故障模式，設(shè)計逐級匹配形態(tài)分析方法，實現(xiàn)故障的準確診斷。3.4 機器人技術(shù)將生物識別、深度學習算法等技術(shù)整合至極小卻高性能的傳感器、制動器、以及其他硬件中，這就催生出符合工程生產(chǎn)需求的機器人，能夠單獨或者配合人類一起工作，能在各種未知環(huán)境中靈活處理不同的任務、提高生產(chǎn)制造效率。目前應用于人類不便執(zhí)行的高危任務或成本太高。4、發(fā)展趨勢4.1 大規(guī)模商用隨著AI產(chǎn)業(yè)和技術(shù)不斷走向成熟，其成本必然降低，同時全球大廠進入該領(lǐng)域，市場競爭因素也將進一步拉低人工智能產(chǎn)品的成本。開發(fā)的平臺吸引著更多開發(fā)者加入進來，開發(fā)出豐富產(chǎn)品功能和應用場景，促進應用技術(shù)的落地。相信商業(yè)領(lǐng)域的AI 技術(shù)很快迎來爆發(fā)期。4.2 將達到人類專家顧問級別隨著性能更強的神經(jīng)元網(wǎng)絡、價格低廉的芯片以及大數(shù)據(jù)的幾何增長和積累、機器深度學習能力的提升。使用人工智能的人越多，人工智能就越聰明，未來專家系統(tǒng)將覆蓋我們這個世界，針對我們所有問題，給出所有專家級的解決方案。4.3 改變?nèi)蚪?jīng)濟生態(tài)隨著AI技術(shù)的發(fā)展，當技術(shù)成本低于雇傭勞動力的成本時，顯然低效率的人工勞動力會被AI技術(shù)下的各種設(shè)計、制造、運維維護技術(shù)都將被機器人大部分或全部替代，未來世界的社會模式也將隨之發(fā)生天翻地覆的改變。參考文獻[1]岳增，王飛.農(nóng)業(yè)機械制造業(yè)中的現(xiàn)代制造技術(shù)分析[J].山東農(nóng)業(yè)工程學院學報，2018（12）：33-34.[2]張潔，汪俊亮，等.大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能制造[J].中國機械工程，2019（02）：127-133+158.