基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践

李圣伟

摘  要：人工智能在机械自动化领域应用属性的显现，主要是基于我国产业转型升级背景下，机械制造业的技术升级改革运动。倡导通过在机械自动化过程中融入人工智能技术，来促使机械自动化可以更好的与电子技术、信息技术、计算机技术实现功能与知识方面深度融合，使机械自动化系统中一些容易出现的故障性问题得到更好的改善，降低机械自动化故障的发生率，促进机械生产效率的提升。

关键词：人工智能;机械设计制造;自动化实践

引言

随着社会发展和现代科学技术的进步，我国对于人工智能技术的研究也在不断推进。作为一种新兴技术，人工智能在人们的日常生活中应用逐渐开始更加广泛，例如智能家居、智能汽车、智能机器人、智能停车场等等，在人们的日常生活中随处可见。这些设备应用核心技术均为人工智能。而且伴随着现代科学技术的研发，在人工智能整体技术水平方面起到了极大的推进作用。

1相关概述

1.1人工智能

人工智能英文简称AI，又称作机器智能、智械。指的是在对计算机程序进行不断模拟开发的基础上，通过功能的延伸，使机器在逻辑思维、行为方式上表现出人类所具有的智慧。基于人工智能目标要求，其研究领域已经从计算机科学拓展到了心理学、语言学、哲学、生物学、等学科领域。在人工智能强大的机器学习作用下，一些繁杂而困难的工作可以由人工智能替代人力，这样不仅可以大大减轻人力工作负担，更有助于工作效率的提升。在倡导以计算机技术创新发展，实现产业转型升级的新时代背景下，人工智能作为一门新兴技术形式，凭借自身强大的功能优势，已经成为了如今互联网行业的热点话题，是引领社会信息化升级发展的潮流所在。

1.2机械自动化

自动化即在无人干预的状态下，机器装置依然可以按照预定的指令，进行自动化操控。机械自动化是在自动化的基础上发展而来，指的是机器装置以机械的形式来呈现出自动化控制。作为自动化的一个重要分支，机械自动化概念的提出，将机械生产从人工操控提升到了一个更高的层次，可以在自动化控制系统的作用下，实现机械的无人操控。可最大程度降低劳动强度，实现机械生产效率的提升。如今在产业升级的助力下，机械自动化已经被广泛应用在了工业制造、生产管理、产品设计等多个方面，并结合电气工程、电子技术实现了功能上的拓展。

2.人工智能在机械设计制造及其自动化中应用现状

我国目前机械设计制造行业正处在快速发展的提升时期，而智能化技术的应用也逐渐开始更加成熟，在市场经济不断完善和需求持续增长推动下，机械制造行业中企业的数量不断增多，相比2017年，2019年机械制造市场企业数量增加了近50%。而且机械设计制造中的智能化技术应用也正不断的改进，应用范围也在不断的扩大，早已从传统的手工生产方式开始转向自动化、智能化操作，一些新的机械生产制造技术也不断进行升级。

由此可见，机械设计制造行业人工智能技术应用是智能化发展的新趋势和新方向。人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的应用能够有效地提高生产的精度，确保生产的效率和生产的质量，尤其在一些具备较高风险的工业制造业和高污染的工业、地下作业中，对于人工智能的应用能够有助于提高生产质量和生产安全水平。

从当前的人工智能技术整体发展水平来看，其发展速度正在不断加快，但以目前经济水平和设备要求以及引进成本来讲，人工智能化技术的应用仍然较为偏向于工业生产和迫切需要实现人工智能技术应用的领域，而且受到经济水平限制，只有一些经济水平较高的大城市和大型生产领域中有着较高的应用，一般的机械设计制造中智能化利用率较低，且其管理系统和相关配套设施并没有做到大规模的发展，与国外发达国家相比仍然有着不小的差距和提升空间，这对于机械设计制造中对于人工智能化的应用也造成了一定的影响。

3人工智能在机械自动化中的运用

3.1人工智能在机械自动化中效能的发挥

伴随着人工智能技术的不断发展和完善，当前基于机械自动化转型发展的迫切需要，人工智能已经被广泛运用到了机械的设计、制造、信息处理、故障诊断等过程当中，人工智能效用的发挥，极大的促进了机械自动化功能的提升。具体来讲，人工智能在机械自动化中效能的发挥主要体现在以下几点：

（1）人工智能在机械自动化设计中的运用。时代的巨变，使得传统的机械设计理念不再适用于当今行业需求。人工智能技术的采用，赋予了机械设计多元化发展的可能。使原本依靠人力操控的机械自动化，能够在智能系统的辅助下，脱离人员操控，实现充分的自动化、自主化。在提高机械生产运作效率，减少人力、物力成本投入的情况下，促使企业实现了生产经济效益的提升。

（2）人工智能在机械制造中的运用。机械生产制造涉及环节较为繁复且存在一定的难度，尤其是涉及到精密器件的生产还对产品的精准度提出了较为苛刻的要求。将人工智能技术引入到机械制造当中，以器械人操作来替代人工，可最大程度保障机械生产的按规完成，能够有效避免因人员操作不当所带来安全、质量问题。

（3）人工智能在信息处理中的运用。无论是过去还是当前，机械要想实现自动化这一目标，在生产制造过程中都会涉及到大量的信息传递，这些信息是支撑机械实现自动化功能的基础所在。但以往的信息传递主要依靠电子信息传输系统来进行，碍于系统本身的局限性以及承载量问题，使得信息传输过程中时长出现信息漏传、误传等情况，对机械自动化生产造成了极大的阻碍作用。

3.2智能型机械的实际运用领域

随着智能型机械优势功能的逐渐显现，智能型机械在如今社会各领域均有着广泛的应用。如，大型农业生产、工业生产、医疗卫生等领域都可以看到智能型机械的身影。

（1）在农业生产领域的应用。继欧美等发达国家后，我国也正在朝着智能型农业机械生产迈进。以农业激光平地机为例，该机械在定位农业机械的基础上，融合了人工智能、激光技术、GPS等先进技术。不仅能够准确定位作业目标位置、对象，还可以在激光信号的作用下实现自我作业功能、行为的不断优化;而智能旋耕机的出现，可以在多传感器融合技术、北斗导航技术的作用下，使机械可以全自主作业，大大降低了农民劳动强度。如今随着5G时代的到来，2020年9月国家农机装备创新中心正式向外公布了由其研发的我国首台氢燃料智能5G拖拉机，可在5G通信技术、摄像头以及雷达的作用下，实现自动化驾驶作业。

（2）在工业生产领域的应用。随着我国制造业的崛起，目前我国已经真正成为世界制造大国。在生产构造日渐复杂化的背景下，人工操作已经难以满足工业生产的需要，智能型机械自动化设备的采用，可大大提高工业生产效率。越来越多的企业已经认识到人工智能+产线机器人将其未来很长一段时间内，我国工业生产制造领域的主要发展趋势。机器人的介入不僅可以充分替代人工劳动，在高速运转的基础上充分达到流水线重复性工作任务要求。

结束语

综上所述，目前机械制造行业能够为各工业企业提供大量的机械设备、零部件产品，所以，机械制造行业是实现工业现代化、工业自动化的基础。因此，要想实现机械设计制造及自动化水平的整体提升，就必须要应用人工智能，将其融入到机械生产制造过程中。

参考文献

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