人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

徐小明

（衡陽華菱鋼管有限公司，湖南衡陽 421001）

人工智能是高新信息化技術(shù)飛速發(fā)展下的產(chǎn)物，現(xiàn)如今這種技術(shù)已經(jīng)廣泛用在國內(nèi)各行各業(yè)。為適應(yīng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)及其工業(yè)發(fā)展的需要，人工智能也越來越被運(yùn)用到機(jī)械制造行業(yè)之中，同時也有效地推動了機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。在這個大環(huán)境下，我國已經(jīng)把新型人工智能技術(shù)的革新寫入了新時期的未來發(fā)展策略之中。對此，研究人工智能在機(jī)械制造中的運(yùn)用，就有著很大的現(xiàn)實(shí)意義。

1 人工智能概述

Artificial 或Intelligence（人工智能），是指通過對人的智慧加以模仿、引申、擴(kuò)展而產(chǎn)生的一種新興技術(shù)科學(xué)。人工智能是電子技術(shù)領(lǐng)域中的一大分支，它最基本的目的是用來認(rèn)識人類智能的本質(zhì)，以及開發(fā)出與人的行動、思維方式相同的智慧機(jī)器，但在這項(xiàng)科學(xué)研究的進(jìn)展之下，目前對人工智能的使用已經(jīng)漸漸變成了一種“輔助工具”，其使用范圍也更加廣闊。換句話說，人工智能便是人類思維的一個“器皿”。單單就字義上來講，人工智慧的概念可包括為“人工”“智能”兩部分，在這里人工即是指人工生產(chǎn)，而智慧則代表了意識、思考等。從生物的視角，意志、思考、自我認(rèn)識都只存在于高等的智慧生命體內(nèi)，而當(dāng)人工生產(chǎn)意識和智慧互相融合時，其理念范圍將變得十分廣闊。人工智能科技目前處在“尚未完整”的階段，盡管和當(dāng)初的研究目標(biāo)存在著一些不同，但是目前這種技術(shù)還是具有很大的使用價值。目前的機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域，人工智能機(jī)器目前所能取得的能力，可以適應(yīng)當(dāng)下機(jī)械制造生產(chǎn)和設(shè)計過程中的多種要求，對產(chǎn)量效益、產(chǎn)品品質(zhì)的改善起到了不同程度的促進(jìn)作用。

2 人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用優(yōu)勢

人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用優(yōu)勢表現(xiàn)為以下幾個主要方面：①可以讓以機(jī)械制造業(yè)為主的相關(guān)企業(yè)在一定程度上提升自身的生產(chǎn)效益。人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的大量使用，不但可以有效提高機(jī)器制造業(yè)生產(chǎn)效能的自動化，增加其生產(chǎn)規(guī)模，而且還可以增加企業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)含量和產(chǎn)品的精度，進(jìn)而有效節(jié)約了成本，極大地提高了企業(yè)的產(chǎn)品所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。②可以促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)安全生產(chǎn)管理水平的提升。通過進(jìn)行機(jī)械制造業(yè)的人工智能化生產(chǎn)可以減輕了人員作業(yè)，進(jìn)而可以有效減低出錯概率，極大降低了產(chǎn)品隱患，進(jìn)而提升了安全生產(chǎn)管理水平。

3 人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過當(dāng)下較為先進(jìn)的信息技術(shù)下實(shí)現(xiàn)的一種區(qū)別于現(xiàn)實(shí)社會的、模擬現(xiàn)實(shí)社會的一種仿真技術(shù)，在目前的機(jī)械制造中是一種較為常見的應(yīng)用技術(shù)。

對于專業(yè)的機(jī)械制造師來講要先通過專業(yè)的三維建模App 將機(jī)械制造中的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計，然后將設(shè)計出來的產(chǎn)品模型通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中進(jìn)行展示，這樣可以迅速地觀看到產(chǎn)品各部分的細(xì)節(jié)和部件，然后再進(jìn)行虛擬運(yùn)行進(jìn)而發(fā)現(xiàn)問題，并在虛擬的環(huán)境下進(jìn)行修改，及時的解決。相關(guān)企業(yè)可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對要生產(chǎn)的產(chǎn)品先進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，并將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，組成研發(fā)小組對模擬過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行商議與產(chǎn)品設(shè)計的改進(jìn)，不僅提升了生產(chǎn)的效率，與此同時還能降低以往生產(chǎn)模具所要花費(fèi)的巨額費(fèi)用，通過虛擬技術(shù)提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時，節(jié)約了資金，還在一定程度上促進(jìn)了整個企業(yè)的發(fā)展。

3.2 機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

現(xiàn)如今，機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械制造中被大量使用，通常情況下都是幫助人類從事一些危險系數(shù)較高的工作，這種機(jī)器人和人類相比有著明顯的優(yōu)勢，不用考慮到疲勞、休息等問題，對此，能夠極大提升工作效率，所以具備了強(qiáng)大的智能化特性，這就能夠極大地提升公司的生產(chǎn)效益，同時也降低了事故的產(chǎn)生。從目前國內(nèi)的人工智能化的使用程度上來看，不僅是汽車工業(yè)，在其他領(lǐng)域的智能化程度比較西方國家來說還處在發(fā)展初級階段。

3.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，并且在運(yùn)行方式上呈非線性，便于將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，因此，在機(jī)械制造中有著極大的作用：①對于那些信息量較大的數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行存儲，并且通過分析能夠?qū)⒅匾男畔⑦M(jìn)行篩選，便于后期的查找與使用；②由于這種技術(shù)的智能性較強(qiáng)，因此在機(jī)械故障的診斷中能夠自動發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行及時的深入查找，從而判斷出出現(xiàn)故障的原因；③能夠精準(zhǔn)制定機(jī)床上的定位，降低加工過程中的誤差，從真正意義上實(shí)現(xiàn)自動化；④能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行自主的識別，具有一定的抗干擾能力。因?yàn)檫@種技術(shù)在邏輯和計算方面有一定的優(yōu)勢，因此在機(jī)械制造中，對于一些較為繁瑣的系統(tǒng)，不但能夠確保其安全運(yùn)行，還能夠在后期進(jìn)行自主的運(yùn)算，以此來適應(yīng)復(fù)雜的數(shù)據(jù)，進(jìn)而保障了企業(yè)的工作效率，提高了企業(yè)的生產(chǎn)。

3.4 人工智能在機(jī)械設(shè)計方面的應(yīng)用

產(chǎn)品的設(shè)計表現(xiàn)出作者的思想與能力，但隨著社會的進(jìn)步和理念深化，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計理念和傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計理念已經(jīng)不同程度發(fā)生了分化。尤其是在現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計流程中，不但在產(chǎn)品設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)等整個流程都有了信息技術(shù)的全面參與，在市場營銷、售后、客戶服務(wù)等各個層面也是全程介入。這說明傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計模式已無法適應(yīng)現(xiàn)代社會的實(shí)際需要。所以為克服這一問題，在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域人們越來越注重發(fā)展人工智能技術(shù)系統(tǒng)。由于這種全新智能技術(shù)的多樣性，使得以往的設(shè)計技術(shù)的方式更加趨于復(fù)雜多樣，因?yàn)槭侵腔巯到y(tǒng)，在整個機(jī)械設(shè)計中力圖實(shí)現(xiàn)全流程的自動化成為可能，它還能夠最大限度地降低設(shè)計師在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計流程中，可能因?yàn)閭€人能力局限而出現(xiàn)的技術(shù)缺陷。此外，與傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計模式比較，應(yīng)用新型人工智能系統(tǒng)具有難以比擬的優(yōu)越性，它不但能夠長期開展設(shè)計工作，節(jié)約人工時間和成本，同時，還能夠?yàn)榧夹g(shù)人員提供了信息存儲手段，便于日后其他人在進(jìn)行學(xué)習(xí)傳承。很顯然人工智能的出現(xiàn)，讓以往的方式帶來了全新的設(shè)計方向，也避免了在以往設(shè)計中遇到的問題。

3.5 人工智能在機(jī)械制造方面的應(yīng)用

在機(jī)械制造中使用人工智能控制系統(tǒng)即可增加產(chǎn)量，同時也能夠更進(jìn)一步改善機(jī)械制造生產(chǎn)的品質(zhì)。而隨著人工智能的使用，在生產(chǎn)機(jī)械流程中也能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制和自主處理的能力。就這樣運(yùn)用人工智能控制系統(tǒng)就能夠精確地管理整個機(jī)械制造流程，從而降低對外部條件的影響，以提升生產(chǎn)制造效率和產(chǎn)品的品質(zhì)。而且，除了能夠更加準(zhǔn)確管理整個生產(chǎn)流程，利用人工智能也能夠自動進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并做出調(diào)整來適應(yīng)人們對各種生產(chǎn)過程的要求。此外，人工智能還有助于運(yùn)用其信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備故障的檢測。當(dāng)某一時刻控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障情況，人工智能控制系統(tǒng)將能夠運(yùn)用相應(yīng)功能通過測試獲取客觀數(shù)據(jù)，判斷故障成因和部位，便于管理人員及時調(diào)整維修，這對比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)效益更為明顯。

3.6 深度學(xué)習(xí)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

在機(jī)械制造中，深度學(xué)習(xí)是一種特殊的技術(shù)方式，也是開展人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，這種技術(shù)主要是依靠大數(shù)據(jù)分析來進(jìn)行判斷和模型的識別。在機(jī)械制造的過程中，深度學(xué)習(xí)技術(shù)能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)過程中所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納，然后建立相應(yīng)的模型，并且能夠?qū)ぷ髟O(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的判斷，從而得出更精確的檢測信息。

3.7 專家系統(tǒng)在機(jī)械制造中的應(yīng)用

專家系統(tǒng)也適用于在機(jī)械制造中的一些復(fù)雜環(huán)節(jié)中，參與或能夠進(jìn)行自主的判斷。該系統(tǒng)能夠?qū)χ圃爝^程中的時間方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時檢測，進(jìn)而當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時，能夠?qū)⑦\(yùn)行的信號進(jìn)行及時反饋。避免在機(jī)械制造的過程中出現(xiàn)技術(shù)上的故障并及時解決設(shè)備故障問題。除此之外通過長期累積的歷史數(shù)據(jù)，專家系統(tǒng)還能夠根據(jù)相關(guān)的故障問題提供處理措施，并進(jìn)行運(yùn)營管理決策預(yù)案的實(shí)施。當(dāng)下所采用的專家系統(tǒng)已能夠進(jìn)行故障模式的劃分，并按照故障性質(zhì)設(shè)計相匹配的形態(tài)分析，以便于及時消除安全隱患。

4 機(jī)械制造中人工智能技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

4.1 機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用要點(diǎn)

人工智能技術(shù)擁有非常巨大的思維能力和創(chuàng)新能力，這有助于機(jī)械設(shè)計工作的開展，現(xiàn)如今這種技術(shù)在國內(nèi)飛速發(fā)展，先進(jìn)的設(shè)計逐漸成為行業(yè)的主流，在設(shè)計、生產(chǎn)和服務(wù)過程等多個環(huán)節(jié)都導(dǎo)入了新型的人工智能信息技術(shù)，對于提高國內(nèi)機(jī)械制造技術(shù)自動化、專業(yè)化和智能化水平方面，具有非常關(guān)鍵的意義。

4.2 機(jī)械制造中的應(yīng)用要點(diǎn)

一般而言，機(jī)械制造中應(yīng)用人工智能技術(shù)，主要表現(xiàn)在如下幾個方面：①通過人工智能技術(shù)，企業(yè)能夠比較精確地管理整個機(jī)械生產(chǎn)流程，能夠抵抗外界的不確定因素的影響，進(jìn)而保證生產(chǎn)的品質(zhì)。通過開展這種技術(shù)，能夠在生產(chǎn)的過程中控制產(chǎn)品的質(zhì)量，提高對產(chǎn)品個性化的需求。②人工智能技術(shù)可對機(jī)器生產(chǎn)中可能遇到的故障問題進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)一個機(jī)器制造環(huán)節(jié)發(fā)生了故障問題，人工智能技術(shù)可在第一時間內(nèi)對故障發(fā)生的有關(guān)信號做出分析，通過客觀評價數(shù)據(jù)信號，準(zhǔn)確分析故障，并為后續(xù)的修理工作提供一定的參考。

4.3 信息處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

在之前進(jìn)行數(shù)據(jù)工作的采集過程中有一定的局限性，對數(shù)據(jù)信號不能進(jìn)行正常的處理，因而在一定程度上不能保證機(jī)械制造的產(chǎn)品質(zhì)量。比如說通過信息的傳遞能夠在管理的過程中確保大數(shù)據(jù)的生成，但是一旦信息量增大時，卻很容易在輸出的環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，這其中主要的原因是由于電子系統(tǒng)自身在運(yùn)行過程中不穩(wěn)定，進(jìn)而不能滿足現(xiàn)代機(jī)械制造的相關(guān)要求。對此，為了降低在機(jī)械制造過程中信息處理方面的問題，需要開展人工智能技術(shù)。

5 人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用水平

5.1 加強(qiáng)人工智能技術(shù)的研究水平

當(dāng)下人們的生活離不開人工智能技術(shù)，這種技術(shù)為人們提供了更為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，在生活中也給人們帶來了更多的便利，將這種技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械制造中，能夠使機(jī)械制造行業(yè)朝著數(shù)字化與智能化的方向發(fā)展，在某種程度上提升了機(jī)械制造過程中的工作效率，推動了行業(yè)的發(fā)展。為了更好地將這種技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械制造中，服務(wù)于行業(yè)，需要在人員配置上進(jìn)行合理的調(diào)配，提升人工智能的行業(yè)水平，通過專業(yè)的知識和將人工技術(shù)完美地融入到機(jī)械制造中，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)步。

5.2 提高人工智能技術(shù)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)

人工智能技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)上運(yùn)用獲得了較大的成功，具有歷史性的革命意義。一個國家和區(qū)域的發(fā)展，離不開人才和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。人才和技術(shù)已經(jīng)成為了科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)進(jìn)步的關(guān)鍵。人才的培養(yǎng)以及技術(shù)的發(fā)展決定了一個國家未來機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展水平，在這樣的大環(huán)境下，要注重人才的培養(yǎng)，這樣才能給機(jī)械制造行業(yè)中人工智能技術(shù)的運(yùn)用提供強(qiáng)有力的人才保障。

5.3 開發(fā)人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用領(lǐng)域

現(xiàn)如今，國內(nèi)的機(jī)械制造行業(yè)正在朝著智能化的方向發(fā)展，在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域也不斷獲得提升，并且所應(yīng)用的范圍也日益廣泛。對此，應(yīng)該在機(jī)械制造行業(yè)中加大對人工智能技術(shù)的研發(fā)。通過數(shù)字化、自動化等專業(yè)技術(shù)來對機(jī)械制造進(jìn)行技術(shù)層面的管理，進(jìn)而提升機(jī)械制造行業(yè)的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，通過這種技術(shù)促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展。

6 結(jié)束語

人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)步入到了一個全新的發(fā)展時代。機(jī)械制造技術(shù)與人工智能的互動融合，更是打造出了一個高標(biāo)準(zhǔn)、高科技水平的生產(chǎn)方法。通過運(yùn)用人工智能完成機(jī)械制造中的各項(xiàng)要求，不但能夠降低勞動力成本，還能夠提升產(chǎn)品的效能，這對于國內(nèi)社會生產(chǎn)率的提高具有革命性的意義。