現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)制作也發(fā)生了巨大的變化，傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)逐漸不能滿(mǎn)足當(dāng)前的社會(huì)需求，制造效率難以跟上時(shí)代的發(fā)展腳步?，F(xiàn)代人工智能主要研究了智能系統(tǒng)和智能機(jī)器的相關(guān)技術(shù)，將現(xiàn)代人工智能技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，是機(jī)械制造商業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要舉措?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械制造過(guò)程中的遠(yuǎn)程控制、故障檢測(cè)以及運(yùn)行情況分析等眾多內(nèi)容，大幅度地提高了現(xiàn)代機(jī)械的制造水平?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的合理應(yīng)用為制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。本文從人工智能和機(jī)械制造的內(nèi)涵入手，簡(jiǎn)單分析了現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用，提出了現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中提高應(yīng)用能力的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代人工智能技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì)制造;具體應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）17-0066-02

新一輪的產(chǎn)業(yè)革命隨著我國(guó)科技水平的進(jìn)步而來(lái)，現(xiàn)代信息技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用十分廣泛，有效推動(dòng)了我國(guó)制造行業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展，也為其帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)與發(fā)展機(jī)遇。將現(xiàn)代人工智能技術(shù)融入機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，有助于制造企業(yè)優(yōu)化分析運(yùn)行情況，做出精準(zhǔn)的管理決策，改進(jìn)制造工藝，有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)運(yùn)行效果，完成個(gè)性化產(chǎn)品制造與精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo)?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)已經(jīng)成為制造行業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。隨著現(xiàn)代人工智能技術(shù)在新時(shí)代的發(fā)展，新的思維模式和技術(shù)方法逐漸應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，促進(jìn)了制造行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。

1 人工智能與機(jī)械制造的內(nèi)涵

1.1 人工智能

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中的重要內(nèi)容，也是計(jì)算機(jī)行業(yè)領(lǐng)域的重要技術(shù)，通過(guò)人工智能來(lái)明確智能化的本質(zhì)，模擬人類(lèi)思維與意識(shí)通過(guò)智能機(jī)器完成制造生產(chǎn)。人工智能包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)等，人工智能技術(shù)涉及多個(gè)學(xué)科知識(shí)之間的交叉，具有較強(qiáng)的綜合性。人工智能技術(shù)在萌芽階段，也就是計(jì)算機(jī)技術(shù)剛剛出現(xiàn)，只在少數(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了人工智能技術(shù)的應(yīng)用，制造行業(yè)生產(chǎn)依靠的依然是人工勞動(dòng)力，并未在日常生活中應(yīng)用人工智能技術(shù)。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，人們?cè)谌粘Ｉ钪惺炀氝\(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，但對(duì)人工智能技術(shù)的了解也十分片面，對(duì)人工智能的認(rèn)知程度也還停留在表面，人工智能技術(shù)在各行各業(yè)的深層運(yùn)用還有著很長(zhǎng)的發(fā)展路程。人們?cè)谠絹?lái)越好的社會(huì)環(huán)境下，精神需求也有了較高要求，人們逐漸意識(shí)到人工智能給生活工作帶來(lái)的重要變化，在一定程度上促進(jìn)了人工智能技術(shù)的提高。目前人工智能技術(shù)雖在生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用，但人工智能技術(shù)仍需進(jìn)一步發(fā)展[1]。

1.2 機(jī)械制造的內(nèi)涵

機(jī)械設(shè)計(jì)制造主要從事動(dòng)力機(jī)械、機(jī)床、化工機(jī)械等生產(chǎn)加工工作，從現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的角度分析，機(jī)械制造行業(yè)至關(guān)重要，特別是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供重要的機(jī)械技術(shù)的相關(guān)行業(yè)，有助于推動(dòng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。除此之外，機(jī)械制造行業(yè)涉及的內(nèi)容較為廣泛，和很多行業(yè)領(lǐng)域都有著密切聯(lián)系，具有較強(qiáng)的影響能力。機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展與我國(guó)工業(yè)化建設(shè)有著直接聯(lián)系，也與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要聯(lián)系。在新時(shí)代信息技術(shù)背景下，機(jī)械制造行業(yè)有了更高要求，傳統(tǒng)的機(jī)械制造模式逐漸不能滿(mǎn)足當(dāng)前社會(huì)需要，嚴(yán)重阻礙了機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)今很多機(jī)械制造企業(yè)都已經(jīng)向著現(xiàn)代信息化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，取得了一定的發(fā)展成果，但仍然面臨著很多挑戰(zhàn)，而現(xiàn)代人工智能技術(shù)的機(jī)械制造行業(yè)轉(zhuǎn)型的發(fā)展方向，有著不可估量的重要意義。

2 現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我國(guó)現(xiàn)代人工智能技術(shù)還處于發(fā)展階段，對(duì)于智能化技術(shù)的應(yīng)用正在逐漸完善，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造行業(yè)的企業(yè)越來(lái)越多，智能化技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中的應(yīng)用也在實(shí)踐中不斷進(jìn)步，應(yīng)用范圍與規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，制造行業(yè)從傳統(tǒng)的制造生產(chǎn)模式逐漸向著智能化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)變，制造生產(chǎn)技術(shù)也隨著科技的進(jìn)步而不斷改革與創(chuàng)新。現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用是整個(gè)機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的新方向。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)有助于提高生產(chǎn)的精準(zhǔn)程度，保障企業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。在較高風(fēng)險(xiǎn)的工業(yè)制造業(yè)或高污染的地下作業(yè)中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，能有效避免出現(xiàn)安全事故，提高生產(chǎn)質(zhì)量。目前我國(guó)的人工智能技術(shù)正在不斷發(fā)展，但根據(jù)當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)力、設(shè)備要求等方面分析，現(xiàn)代人工智能技術(shù)更多地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)以及迫切需要應(yīng)用人工智能技術(shù)的相關(guān)行業(yè)中[2]?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)受到經(jīng)濟(jì)水平的制約，在經(jīng)濟(jì)實(shí)力較高的大城市和大型生產(chǎn)行業(yè)中應(yīng)用較多，在一般的機(jī)械制造中很少利用智能技術(shù)，在管理系統(tǒng)和生產(chǎn)設(shè)施中也沒(méi)有較大規(guī)模應(yīng)用，現(xiàn)代人工智能技術(shù)還有著很大的發(fā)展空間，這也是人工智能技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需要改進(jìn)的方面。

3 現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的具體應(yīng)用

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中模糊推理系統(tǒng)的應(yīng)用

在人工智能中，模糊推理系統(tǒng)是重要的組成部分，模糊推理系統(tǒng)采用類(lèi)似人腦的信息判斷與處理方式，通過(guò)語(yǔ)用等學(xué)科知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)與轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳達(dá)。將人工智能技術(shù)中的模糊推理系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造中，能將大量的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確分析，高效處理相關(guān)數(shù)據(jù)，保障電子機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)正常運(yùn)行，有效提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。但是，模糊推理系統(tǒng)有其優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也存在了一些待解決的問(wèn)題，比如系統(tǒng)連接并不穩(wěn)定等問(wèn)題。所以，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)積極開(kāi)展深入的研究工作，讓模糊推理系統(tǒng)能在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中充分發(fā)揮其價(jià)值，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

3.2 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用

人工智能技術(shù)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較為重要。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的神經(jīng)元，在各大網(wǎng)絡(luò)渠道分享資源信息或數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)資源共享，在相關(guān)期限內(nèi)進(jìn)行信息的保存和分享，推動(dòng)整個(gè)機(jī)械制造自動(dòng)化的健康發(fā)展。另外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能有效處理動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，將機(jī)械設(shè)計(jì)制造中涉及的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，做出合理的處理指令，完成制造。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與人類(lèi)大腦中神經(jīng)系統(tǒng)處理信息十分相似，在各大生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。制造行業(yè)可以充分利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中神經(jīng)元的反射特性來(lái)分析電子機(jī)械工程中的數(shù)據(jù)，保障信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。電子機(jī)械工程中，機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償、設(shè)備管理、熱變形控制等方面都可以應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，人工智能能在電子機(jī)械工程加工工藝方面進(jìn)行工藝參數(shù)的評(píng)定，有效預(yù)測(cè)加工中產(chǎn)生的誤差，能在電子機(jī)械工程零件設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行齒輪強(qiáng)度、齒輪形態(tài)等方面的指導(dǎo)。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，有助于改善傳統(tǒng)機(jī)械工程中由于設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致的生產(chǎn)效率不高、經(jīng)濟(jì)效益不良等情況，為制造企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)提供了重要的技術(shù)支持[3]。

3.3 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用故障診斷系統(tǒng)有助于企業(yè)降低維修時(shí)間和維修成本。故障診斷系統(tǒng)主要由機(jī)械故障案例庫(kù)、故障推理機(jī)以及故障診斷過(guò)程解釋機(jī)三個(gè)部分組成，診斷方法也主要有以下三種：案例推理、規(guī)則推理、故障樹(shù)模型診斷。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用故障診斷系統(tǒng)有以下幾個(gè)步驟：第一、用戶(hù)利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)了解人機(jī)交互界面或機(jī)電設(shè)備的實(shí)際情況，進(jìn)行信息的輸入;第二、根據(jù)用戶(hù)輸入的信息，結(jié)合診斷庫(kù)中的相關(guān)資料信息進(jìn)行分析和判斷，總結(jié)診斷結(jié)果;第三、將診斷結(jié)果與類(lèi)似案例結(jié)合分析，在系統(tǒng)中得到機(jī)電設(shè)備最佳的維修建議。

3.4 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中信息處理的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造智能化主要通過(guò)信息傳輸系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行信息的傳遞，但在信息的傳遞過(guò)程中十分容易發(fā)生各種問(wèn)題。特別是有大量信息需要輸入或輸出時(shí)，常會(huì)有一些意料之外的錯(cuò)誤，帶來(lái)嚴(yán)重的不良影響。導(dǎo)致這一情況的原因主要是機(jī)械電子系統(tǒng)本身的穩(wěn)定性和可靠性未能達(dá)到要求，在信息處理環(huán)節(jié)引入現(xiàn)代人工智能技術(shù)就能很好地解決這一問(wèn)題?，F(xiàn)代人工智能技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電子信息系統(tǒng)在信息傳輸時(shí)的實(shí)際狀態(tài)，能讓信息輸入與輸出的穩(wěn)定性與可靠性得到有效保障，讓信息處理工作順利開(kāi)展，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.5 機(jī)械設(shè)計(jì)制造中自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中，需要建立控制模型，通過(guò)動(dòng)態(tài)控制方程來(lái)操控機(jī)械執(zhí)行任務(wù)。動(dòng)態(tài)控制方程的適應(yīng)性較差且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難將機(jī)械工程的預(yù)算進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，特別是一些施工生產(chǎn)情況較差的工程任務(wù)，動(dòng)態(tài)控制方程很難充分發(fā)揮其積極作用，導(dǎo)致控制工作很難實(shí)現(xiàn)。在新時(shí)代背景下，現(xiàn)代人工智能技術(shù)的應(yīng)用有助于機(jī)械設(shè)計(jì)制造工程高效運(yùn)行，有效避免安全事故的發(fā)生。例如，在制造生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，能實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)電設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，一旦參數(shù)出現(xiàn)異常，傳感器能及時(shí)發(fā)出預(yù)警，工作人員能及時(shí)采取相關(guān)補(bǔ)救措施，保障工作人員的人身安全。另外，機(jī)械工程主要通過(guò)超聲筆、激光掃描、自動(dòng)識(shí)別等方法準(zhǔn)確識(shí)別作業(yè)對(duì)象。自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相關(guān)的指令來(lái)控制，有助于生產(chǎn)效率的提高[4]。

4 提高現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用水平的方法

4.1 加強(qiáng)現(xiàn)代人工智能技術(shù)的研究

現(xiàn)代人工智能技術(shù)在民生服務(wù)行業(yè)有了很大進(jìn)步，為人們提供了很多的產(chǎn)品與服務(wù)，讓人們?cè)谌粘Ｉ罟ぷ髦星猩砀惺艿饺斯ぶ悄軒?lái)的生活便利。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用現(xiàn)代人工智能技術(shù)，將機(jī)械制造行業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑⒆詣?dòng)化，有效提高了制造行業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和效率，推動(dòng)了行業(yè)的健康發(fā)展。為了保障人工智能技術(shù)在機(jī)械制造中的合理應(yīng)用，相關(guān)部門(mén)應(yīng)合理調(diào)配技術(shù)人員，加強(qiáng)現(xiàn)代人工智能技術(shù)的研究力度，通過(guò)優(yōu)化科學(xué)知識(shí)與制造工序的改善等方式將機(jī)械制造與人工智能技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，促進(jìn)制造行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4.2 加強(qiáng)現(xiàn)代人工智能技術(shù)方面的人才培養(yǎng)

人工智能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造有著重要影響。高素質(zhì)人才是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的前提，人才也是機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展的重要支持，專(zhuān)業(yè)人才的數(shù)量與技能水平是現(xiàn)代工業(yè)水平進(jìn)步的基礎(chǔ)，機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)代人工智能技術(shù)方面人才的培養(yǎng)，制定完善的管理制度，為機(jī)械設(shè)計(jì)制造中現(xiàn)代人工智能技術(shù)的合理應(yīng)用提供強(qiáng)有力的人才支持。

4.3 轉(zhuǎn)變管理策略

在以往的機(jī)械設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，常常對(duì)機(jī)械管理技術(shù)的應(yīng)用不夠重視，嚴(yán)重阻礙了機(jī)械制造工作的順利開(kāi)展，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)存在安全隱患。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造管理中應(yīng)用人工智能技術(shù)，有助于機(jī)械生產(chǎn)效率的提高，增強(qiáng)機(jī)械制造的精準(zhǔn)程度，為產(chǎn)品提供重要的質(zhì)量保障[5]。引入現(xiàn)代人工智能技術(shù)還能促進(jìn)機(jī)械制造自動(dòng)化、智能化的轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造工藝的現(xiàn)代化發(fā)展，為制造企業(yè)制造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

5 總結(jié)

隨著我國(guó)信息化建設(shè)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)逐漸向著數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化發(fā)展。隨著現(xiàn)代人工智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用，制造企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量得到了有效提高，為機(jī)械制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了重要的發(fā)展方向，也順應(yīng)了當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的需求。機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)在今后的生產(chǎn)過(guò)程中還應(yīng)不斷進(jìn)行技術(shù)的優(yōu)化和改進(jìn)，讓現(xiàn)代人工智能技術(shù)充分發(fā)揮其作用，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

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收稿日期：2022-02-10

作者簡(jiǎn)介：李青（1965—），女，北京人，高級(jí)工程師，副教授，研究方向：電子機(jī)械設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)。