人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用

（廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院，廣東珠海 519090）

1 人工智能技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化概述

1.1 人工智能技術(shù)

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物，也是在進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)發(fā)展最為快速、應(yīng)用也較為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一。其本質(zhì)是通過(guò)使用計(jì)算機(jī)或者集成電路來(lái)對(duì)人類的思維和意識(shí)進(jìn)行模仿，進(jìn)而達(dá)到所謂自動(dòng)處理、智能處理的效果，來(lái)減少人工的使用，提升工作的效率的特性，這種特性使得它在21世紀(jì)應(yīng)用范圍很廣，綜合性也較強(qiáng)。當(dāng)前，人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于家居生活等各個(gè)方面，但在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化過(guò)程中仍然缺乏合理的應(yīng)用。

1.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域具有涉及程度高、涉及面較廣的特性。綜合來(lái)說(shuō)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化就是以機(jī)械工程為中心與電子工程和自動(dòng)化技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)不同學(xué)科進(jìn)行結(jié)合來(lái)提升在生產(chǎn)領(lǐng)域的生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)而滿足人們和社會(huì)的需要。當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于相關(guān)的工業(yè)企業(yè)當(dāng)中，并且其對(duì)人們的影響在進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著該技術(shù)在生活領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用，其最終將大大方便人們的生活。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)和人工智能發(fā)展

想要充分了解人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，就必須對(duì)當(dāng)前人工智能技術(shù)的發(fā)展和機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。進(jìn)而才能得到合理的人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用方向[1]。

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)的特點(diǎn)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)于過(guò)去的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)，其最明顯的特點(diǎn)是更加智能，具有很強(qiáng)的自動(dòng)性，因此也使得采用該技術(shù)的生產(chǎn)過(guò)程更加省時(shí)省力，相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本在大大降低的同時(shí)，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，還減少了因?yàn)槿藶殄e(cuò)誤而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格的情況的出現(xiàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)并非單純的將相關(guān)技術(shù)疊加應(yīng)用，更是對(duì)多種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合并優(yōu)化的結(jié)果，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)具有很強(qiáng)的復(fù)雜性。而在這些復(fù)雜的技術(shù)中，自動(dòng)化技術(shù)作為一個(gè)核心環(huán)節(jié)，其作用必須得到充分的發(fā)揮和體現(xiàn)。如自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)該在最大程度上保證簡(jiǎn)潔性和便捷性，并且具有較強(qiáng)的智能性，只有這樣才能充分保障機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)作用的發(fā)揮，進(jìn)而最大程度來(lái)提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

2.2 人工智能的發(fā)展

人工智能的發(fā)展歷經(jīng)了多個(gè)階段，而當(dāng)前人工智能的發(fā)展正處于一個(gè)較為平穩(wěn)的階段，該階段對(duì)人工智能的真正作用開(kāi)始得到充分的體現(xiàn)，并開(kāi)始應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)方面，為人們的生活提供便利。而人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用正是人工智能發(fā)展的一個(gè)必然階段。

3 人工智能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 對(duì)信息進(jìn)行處理

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中信息的傳輸是電子信息系統(tǒng)進(jìn)行的，這些電子信息系統(tǒng)大多都不夠先進(jìn)。在信息傳遞的過(guò)程中很容易發(fā)生問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)制造和生產(chǎn)活動(dòng)無(wú)法順利進(jìn)行。特別是在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)，會(huì)發(fā)生很多不可控的錯(cuò)誤，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)造成嚴(yán)重的后果，甚至產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失。而通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)，可以對(duì)電子信息系統(tǒng)在進(jìn)行信息傳輸時(shí)的準(zhǔn)確性進(jìn)行實(shí)時(shí)檢驗(yàn)，而避免信息傳輸錯(cuò)誤或故障的現(xiàn)象發(fā)生，保障機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化過(guò)程中信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化順利進(jìn)行提供條件[2]。

3.2 自動(dòng)化對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別和處理

由于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的復(fù)雜性，在其進(jìn)行的過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)很多不可預(yù)知的問(wèn)題，而想要解決這些問(wèn)題，就必須對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，這個(gè)過(guò)程往往會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。最終使得機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的研究進(jìn)程變慢，不利于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用以及生產(chǎn)的順利進(jìn)行。在傳統(tǒng)對(duì)故障原因進(jìn)行研究時(shí)，需要通過(guò)建模和大量的計(jì)算機(jī)論證來(lái)進(jìn)行，這無(wú)疑需要耗費(fèi)較大的人力和精力以及時(shí)間，阻礙生產(chǎn)的順利進(jìn)行。而如今，通過(guò)人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)將有關(guān)故障信息進(jìn)行相關(guān)的分類和分析，進(jìn)而可以初步得出相關(guān)的故障原因，從而大大地方便了后續(xù)對(duì)故障的進(jìn)一步確認(rèn)和解決，還避免了因?yàn)槌跗诜治鲥e(cuò)誤而導(dǎo)致故障問(wèn)題無(wú)法及時(shí)得到解決或重復(fù)出現(xiàn)故障的現(xiàn)象[3]。同時(shí)人工智能技術(shù)除了可以在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)故障分析中發(fā)揮作用以外，還可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的相關(guān)機(jī)械故障等進(jìn)行分析。一般通過(guò)人工智能技術(shù)在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)相關(guān)機(jī)械故障進(jìn)行分析時(shí)，相關(guān)工作人員只需要將相關(guān)被檢測(cè)到的信息和數(shù)據(jù)輸入到對(duì)應(yīng)的人工智能分析系統(tǒng)中，便可通過(guò)相應(yīng)的智能推算進(jìn)行診斷，得到大致的故障原因進(jìn)而再交由相關(guān)人員進(jìn)行復(fù)查確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中故障的快速識(shí)別，快速處理，最大程度上降低機(jī)械故障對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的影響，保障生產(chǎn)的高質(zhì)量、高效率進(jìn)行。

3.3 通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能技術(shù)中最為核心的技術(shù)之一，其在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域中具有較強(qiáng)的針對(duì)性和代表性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本質(zhì)上是一種電子信息系統(tǒng)，但不同的是，該電子信息系統(tǒng)是以人類的神經(jīng)系統(tǒng)為模仿對(duì)象而構(gòu)建的，因此具備很強(qiáng)的智能性和準(zhǔn)確性。其在對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，具備著處理能力較強(qiáng)，儲(chǔ)存空間較大，一些處理較為準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。很適合應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)處理方面上。從根本上來(lái)看，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是一種通過(guò)結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的系統(tǒng)，得益于這樣的框架，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)保持了準(zhǔn)確和穩(wěn)定的情況下，獲得了很強(qiáng)的智能性，使得其即便面臨十分龐大的數(shù)據(jù)，也很少會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。也因?yàn)檫@個(gè)特性使得其在應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化時(shí)，可以很大程度上避免過(guò)程中因?yàn)閿?shù)據(jù)計(jì)算分析錯(cuò)誤而導(dǎo)致的故障的發(fā)生。而神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的精確度也使得任何過(guò)程中產(chǎn)生的相關(guān)信息都可以被精確的保存，為未來(lái)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展研究提供條件。

3.4 對(duì)資源配置進(jìn)行優(yōu)化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)具備較高的智能性和復(fù)雜性，可以通過(guò)對(duì)相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)資源的合理配置，從而在降低成本的同時(shí)為企業(yè)創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)利益。節(jié)約成本是提升企業(yè)利潤(rùn)的主要方式之一，當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化技術(shù)雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較為科學(xué)的資源配置模式，但總體上來(lái)看仍然不夠精確，還存在較大的提升空間，而通過(guò)對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用，可以對(duì)當(dāng)前機(jī)械制造及自動(dòng)化技術(shù)中的資源配置過(guò)程進(jìn)一步優(yōu)化，使資源配置的過(guò)程更加精準(zhǔn)科學(xué)。除此以外，通過(guò)人工智能技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)中除了資源配置以外的過(guò)程，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的不合理、不科學(xué)之處及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，進(jìn)而進(jìn)行及時(shí)的處理，避免產(chǎn)生故障和對(duì)生產(chǎn)資源的浪費(fèi)等現(xiàn)象。同時(shí)，根據(jù)人工智能技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的相關(guān)反饋，可以對(duì)相關(guān)機(jī)械的設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化的不足之處進(jìn)行反映，從而對(duì)相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化領(lǐng)域中存在較大的應(yīng)用空間，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行合理的應(yīng)用可以大幅提升機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域及自動(dòng)化的工作效率。除此以外，在機(jī)械生產(chǎn)的過(guò)程中，人工智能技術(shù)還可以廣泛的應(yīng)用在故障診斷、信息的儲(chǔ)存與計(jì)算等方面，最大程度上提升生產(chǎn)效率。同時(shí)人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)促進(jìn)人工智能的進(jìn)一步發(fā)展，為社會(huì)的發(fā)展提供動(dòng)力。