人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：我國的科技在改革開放以來得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步，這種發(fā)展對(duì)智能化機(jī)械設(shè)計(jì)提出了更高的生產(chǎn)要求。在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中，要使得制造過程嚴(yán)格的按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行，這樣才能夠使得機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)實(shí)現(xiàn)真正的信息化和智能化。

關(guān)鍵詞：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);智能化;機(jī)械設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

在近些年科技的發(fā)展迅速，我國各個(gè)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)中都將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到本領(lǐng)域中。機(jī)械的生產(chǎn)加工和設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域也不例外，通過機(jī)械設(shè)計(jì)制造和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有效融合推動(dòng)了我國高速發(fā)展下對(duì)工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的需求，實(shí)現(xiàn)了對(duì)操作流程的規(guī)范，同時(shí)也促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提升。

我國的機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)雖然發(fā)展迅速但仍存在著一些不足，例如并沒有完全的把制造的要點(diǎn)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)進(jìn)行完美融合，并且機(jī)械設(shè)計(jì)中運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來發(fā)展方向仍有待商榷，如果不從大局觀的長遠(yuǎn)發(fā)展角度出發(fā)進(jìn)行這項(xiàng)技術(shù)的探究，就無法發(fā)揮智能化機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的全部價(jià)值。

一、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)屬于較大規(guī)模的分布式并行信息處理系統(tǒng)，其主旨在于對(duì)人腦的組織模擬上實(shí)現(xiàn)對(duì)較為復(fù)雜問題的系統(tǒng)化解決。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和一般的專家型系統(tǒng)相比，具有更為完備的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，并且有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。首先從處理手段上來看，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼具了聚聯(lián)網(wǎng)的非線性動(dòng)力學(xué)特性和聯(lián)想記憶處理系統(tǒng)。然后對(duì)于表層和淺層的經(jīng)驗(yàn)推理以及模糊推理中，這種人工網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系統(tǒng)也非常的適用。在這里值得注意的是，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性能夠極大的使得網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)連接點(diǎn)得到確定，并且經(jīng)過龐大的計(jì)算和處理過程將內(nèi)容向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳播，從調(diào)整到平衡的整個(gè)過程中能夠顯示出人工網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的分布記憶特性和并行計(jì)算特性，并且形成進(jìn)一步的知識(shí)存儲(chǔ)，使得知識(shí)存儲(chǔ)更加的簡單，運(yùn)行效率更高。

此外對(duì)于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，具備自我組織和自我學(xué)習(xí)的功能，這兩種功能可以分為兩種狀態(tài)，有導(dǎo)師狀態(tài)和無導(dǎo)師狀態(tài)，這樣就能夠加速知識(shí)的記憶，使得機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí)以及設(shè)計(jì)的要點(diǎn)得到更加快捷的存儲(chǔ)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具備容錯(cuò)率，在出現(xiàn)問題錯(cuò)誤時(shí)能夠通過網(wǎng)絡(luò)信息來還原數(shù)據(jù)。

二、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的重要性

時(shí)代的發(fā)展解放了傳統(tǒng)工人的勞動(dòng)力，使自動(dòng)化的生產(chǎn)方式得到了廣泛的應(yīng)用。在這樣的時(shí)代背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)制造必須從傳統(tǒng)的制造業(yè)中走出來，大力發(fā)展自動(dòng)化工業(yè)，全面提升機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為新時(shí)代我國社會(huì)的生產(chǎn)舔磚加瓦。

隨著科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步，機(jī)械設(shè)計(jì)制造也朝著智能化的方向發(fā)展，不僅減輕了工人的生產(chǎn)壓力，放松了他們的體力，同時(shí)也讓機(jī)械制造的產(chǎn)量大幅提升，并且得到了以往人工操作所達(dá)不到的產(chǎn)品精度。

智能化機(jī)械設(shè)計(jì)就是高新科技和傳統(tǒng)技術(shù)的有效結(jié)合，提升了生產(chǎn)制造的現(xiàn)代化水平，讓機(jī)械加工更加智能化，精細(xì)化，提高了機(jī)械加工產(chǎn)品的整體質(zhì)量，并提高了生產(chǎn)效能。其發(fā)展使對(duì)我國整體工業(yè)水平的提高，產(chǎn)品的多元化也滿足了社會(huì)的發(fā)展的實(shí)際需求。

三、智能化機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械裝備和機(jī)電類機(jī)械裝備的設(shè)計(jì)和開發(fā)，也涉及到相關(guān)制造業(yè)的運(yùn)行管理。機(jī)械的自動(dòng)化技術(shù)是在機(jī)械部件生產(chǎn)的過程中進(jìn)行不間斷的流水生產(chǎn)，極大的提升了生產(chǎn)效率，并解決了生產(chǎn)落后的現(xiàn)象和和產(chǎn)品質(zhì)量低下的現(xiàn)狀。

智能化機(jī)械設(shè)計(jì)是對(duì)眾多科技發(fā)展技術(shù)成果的整合，是一門獨(dú)立的新學(xué)科，在對(duì)機(jī)械的設(shè)計(jì)制造過程中，通過自動(dòng)化對(duì)生產(chǎn)體系進(jìn)行整體的改良和完善，使之達(dá)到目標(biāo)生產(chǎn)效率和完成質(zhì)量。我國目前的機(jī)械制造水平相較于國際上的高新水平還屬于發(fā)展階段，無法與一些發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造技術(shù)相提并論，而且對(duì)新技術(shù)的引進(jìn)，自主研發(fā)新技術(shù)的情況也并不樂觀。

發(fā)達(dá)國家普遍已經(jīng)對(duì)微型機(jī)械進(jìn)行大范圍的使用，微雕加工，精細(xì)加工甚至納米加工的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)爐火純青。然而這些技術(shù)目前還沒有在國內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)普及，我國也在自主研發(fā)一些高難的精密技術(shù)，但仍舊沒有成型的研發(fā)結(jié)果，因此我國的機(jī)械制造行業(yè)生產(chǎn)水平仍處于一個(gè)較低的位置，不能滿足我國高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對(duì)機(jī)械制造行業(yè)生產(chǎn)效率的需要。

四、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在智能機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、滿足對(duì)機(jī)械功能的需求

機(jī)器的自動(dòng)化設(shè)計(jì)體系和生產(chǎn)流程一定要滿足相關(guān)規(guī)定的具體要求，必須在保證設(shè)計(jì)的過程中擁有一個(gè)中心的性能，對(duì)信息和能量展開必要的變換之后為整個(gè)產(chǎn)業(yè)提供所需的信息和能量狀態(tài)。

機(jī)械自動(dòng)化的體系把機(jī)械生產(chǎn)中的商品和措施融合在一起，從策劃到生產(chǎn)到滿足性能要求全面的服從現(xiàn)代機(jī)械智能化和人性化的發(fā)展要求。

2、應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)

采取各種優(yōu)越的措施是機(jī)械生產(chǎn)策劃和自動(dòng)化的根本保障和關(guān)鍵點(diǎn)，不論是機(jī)械商品還是管理體系，其所擁有的性能和措施都應(yīng)該滿足現(xiàn)代機(jī)器的智能化和人性化的要求。

（1）各種生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)計(jì)要滿足經(jīng)過生產(chǎn)和處置的相關(guān)程序變動(dòng)之前的形狀，力求增加輸出的效率和保證商品的性能。例如機(jī)床，各種生產(chǎn)設(shè)施等現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)備。

（2）能量變換機(jī)械。動(dòng)力設(shè)備的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是以能量的變換為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)。例如電動(dòng)設(shè)備，內(nèi)燃機(jī)等等。

（3）信息處理機(jī)械。這種機(jī)械的設(shè)計(jì)原則是力求將輸入的資料通過相關(guān)處理后得到想要的資料，最常見的資料處置機(jī)械有計(jì)算機(jī)和一些其它的傳真設(shè)備等辦公用具。一般情況下把信息處置為主要功能的機(jī)械稱之為信息設(shè)備，利用信息輸送的方式帶給人們所需要的直觀資料，影像文字等等。

（4）其它性能的機(jī)械。必須完全的弄清楚智能化機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性能，才能夠設(shè)計(jì)出不一樣的商品。要開拓新的思路和新的視野，把不同機(jī)械所擁有的不同活動(dòng)行為進(jìn)行歸納統(tǒng)一，然后根據(jù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。機(jī)械的自動(dòng)化前景廣闊，在機(jī)械的設(shè)計(jì)中加入設(shè)計(jì)師的改革和策劃能夠使得機(jī)械的自動(dòng)化更加完整，依靠有效的措施和相關(guān)的手段作為支撐，能夠做出符合當(dāng)下民眾需要的合理設(shè)計(jì)計(jì)劃。

五、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的發(fā)展

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的應(yīng)用在實(shí)際運(yùn)行中都是依靠計(jì)算機(jī)完成的。計(jì)算機(jī)進(jìn)行嵌入式編程然后構(gòu)建整體的使用規(guī)則，把計(jì)算機(jī)程序和機(jī)械加工進(jìn)行功能上的關(guān)聯(lián)和整合，從而達(dá)到一鍵生產(chǎn)，機(jī)器自主自動(dòng)生產(chǎn)的效果，這樣就大大的降低了人力的勞動(dòng)成本并且提高了效率。

目前對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要求就是要實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的智能化，智能化操控整個(gè)工作的生產(chǎn)流程，由于機(jī)械加工隸屬于工業(yè)范疇，因此有可能在下一步的發(fā)展中模擬人腦進(jìn)行人工智能編程，使整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)流程更加的有規(guī)律且效率更高。

我國目前的智能化技術(shù)已經(jīng)得到了一部分實(shí)現(xiàn)，并且一部分智能技術(shù)處在研發(fā)中，生活中的手機(jī)就屬于智能化技術(shù)的一種體現(xiàn)。而要將智能化技術(shù)放到人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械制造中就需要科技的進(jìn)一步發(fā)展和生產(chǎn)制造流程的生活化。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶動(dòng)下的生產(chǎn)流程能夠極大的節(jié)省財(cái)力和物力，其發(fā)展的最終結(jié)果就是無人生產(chǎn)，整個(gè)流水線全部有機(jī)械自主完成，這個(gè)目標(biāo)看似遠(yuǎn)大，實(shí)則在科技高速發(fā)展的今天一部分機(jī)械生產(chǎn)廠家已經(jīng)開始使用。

六、結(jié)束語

綜上所述，智能化機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中需要大量的資金和技術(shù)支持，因此國家應(yīng)該出臺(tái)相關(guān)政策來對(duì)這項(xiàng)工業(yè)生產(chǎn)予以鼓勵(lì)和發(fā)展，加強(qiáng)科技研發(fā)力度，推動(dòng)這技術(shù)向更高更新的領(lǐng)域發(fā)展，全面提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的整體水平，為我國的工業(yè)發(fā)展提供助力。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳正.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，716：3917-3919.

[2]楊超，李亦滔.機(jī)械設(shè)備故障智能診斷技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].華東交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，2805：23-28.

作者簡介：凌云，1975.10，男，漢，江西尋烏，教師，講師，本科，廣東省輕工業(yè)技師學(xué)院，智能制造.