浅谈机械设计制造及其自动化的发展趋势之人工智能方向

(延边大学 吉林 延吉 133002)

人工智能在我们现代的生活中应用的越来越宽泛，它对于我们的生活影响越来越重要，随着现代信息化技术的发展,未来的人工智能技术也会大大的提高,并且广泛应用于各个领域，包括机械制造及其自动化领域。机械设计制造及其自动化领域的一些工作具有重复性、高负荷和危险性高的特点，人工智能的应用能够避免这些特点带来的损失和伤害，所以机械设计制造及其自动化的未来发展必定是人工智能化的。人工智能在机械设计制造业的应用,还可以最大程度的降低人工成本,提高生产的效率,同时还能大大减少生产事故的发生,防护生产机器，保护生产工作人员。因此，机械设计制造及其自动化的发展趋势之人工智能方向是必然的，会给我们的生产生活带来极大的便利。

一、机械设计制造及其自动化之人工智能发展方向的概述

机械设计制造及其自动化是研究各种工业机械装备及机电产品从设计、制造、运行控制到生产过程的企业管理的综合技术学科[1]。机械设计制造及其自动化与人们日常的生产生活息息相关,同时机械设计制造及其自动化也在不断地完善和发展。

随着现代社会的不断发展，很多学科都发展成了交叉学科。马晟瑞认为，机械设计制造及其自动化是一门交叉学科，指设计、制造、研发各种工业机械装备、机电产品的运行控制、生产过程以及维护过程的企业管理的综合技术学科，以机械设计与制造为基础，融入计算机科学、信息技术、自动控制技术的一门学科[2]。

二、机械设计制造及其自动化之人工智能发展方向的发展现状

随着现代社会科学技术和信息技术的不断发展，人工智能是机械设计制造及其自动化发展的必经之路，人工智能是在多项技术的融合下发展成的一项新技术，其中包括信息技术、控制技术、语音技术、生物学技术等技术。将人工智能与机械设计制造及其自动化相融合，对于推动我国机械制造技术的发展有着重要的促进作用。由于我国大多数工业企业的生产比较密集，通过智能化的机械设计制造及其自动化技术，能够使用计算机对生产过程进行控制，从而提高生产效率，降低生产带来的风险，并且能够逐渐实现无人化的操作，进而推动制造行业的变革和进步[3]。机械设计制造及自动化在人工智能的发展方向主要体现在以下几个方面：

(一)人工智能在机械设计方面的应用。

人工智能技术与机械设计制造及其自动化的初步融合，是在机械设计的过程中，技术人员会围绕机械设备的功能做指标分析和综合判断，在此过程中会涉及到数据计算、信息分析、机械制图等复杂繁琐的内容，设计人员除了必须具备系统化的知识水平，而且还需要其在实践中积累大量的经验，而且在机械设计过程中，往往无法通过熟知计算的方法建立起准确的数学模型，而人工智能技术的应用，则能够提升CAD系统的智能性，促使CAD系统的信息处理范围得到进一步提升，具体涉及到知识与经验的集成、推理和决策，因此，在智能化系统的作用下，机械设计过程中所考虑的因素会更加全面，设计效果会显著提升，通过这种方式，可以极大的增强机械设计的智能化水平和科学化水平。

(二)人工智能在机械制造方面的应用。

机械制造是机械制造业的主体，在机械制造活动中，首先是需要制定相应的生产计划，在此过程中，需要综合考虑各方面因素，而且还要从多种计划方案中选择最佳方案，也就是说，是要从多种因素的组合中选择能够满足所有条件的最佳组合。但是在传统的机械生产制造工艺中无法利用数学模型来有效精准快速的准确表达，而人工智能技术的应用，则能够有效解决这一问题。在人工智能技术的帮助下，生产计划的制定可以智能化进行，智能系统会在综合各种因素的判断下，建立明确目标，并且围绕特定目标设定动作序列，以此来提升机械制造的水平。

(三)人工智能在机械电子方面的应用。

在机械制造业的发展过程中，机械电子系统的结构相对简单，在整个机械电子系统中，元件和运动部件的数量较少，而且性能较高，但是机械电子系统的内部结构比较复杂。在机械电子系统运作过程中，虽然可以使用传统的数学方法进行解析，但是这一方法只能够在相对简单的机械电子系统中发挥作用，如果机械电子系统的复杂性提升，那么传统的数学解析方法则无法提供准确的解析式，很大程度上需要依靠操作来完成。而人工智能化技术的应用，则能够有效解决这一问题，在人工智能化技术的协助下，整个处理过程则会以知识信息为基础进行推理，而且在应用过程中不会存在已知的算法和传统的数学公式化方法，而在传统机械电子发展中不能够解决的实际问题，人工智能化技术则提供了新的解决方法，即神经网络系统和模糊推理系统。通过这个系统可以提高机械电子设计制造的效率和质量。

(四)人工智能在机械系统故障诊断方面的应用。

在机械制造的发展过程中，故障诊断及处理是常见的项目之一，故障诊断是指针对机械系统中出现的不正常现象，在特定法则的规制下，对不正常现象产生的原因进行查找，以明确机械系统这一现象所产生的部位，并针对这一不正常现象的处理提出解决方案。具体而言，机械系统故障诊断会涉及到3个方面的内容：全面监测；具体分析；制定解决方案。但是在整个机械系统中，当出现机械故障时，通过故障来查找原因，是一个相对复杂的推理过程，通常情况下，这需要依赖于专业技术人员凭借其专业化的技术水平以及长年积累的经验来进行判断，但是很多情况下会出现判断失误，导致所制定的解决方案成效很不明显。

三、机械设计制造及其自动化之人工智能发展方向的展望

人工智能可以实现人与机械设备之间的结合，通过不断联结两者之间的联系，逐渐利用人工智能设备代替部分的人类脑力活动[4]。在这个过程中还可以降低人们工作的压力，节省生产过程中的资源消耗，促使产品的生产销售过程不断得到优化，可以帮助人类完成一些危险、繁琐的工作，可以切实提高工作效率和质量。在未来机械制造及其自动化的发展进程中，人工智能必将占有一定的地位，人工智能将会促进机械制造及其自动化的迅猛发展，夺得人工智能技术在机械制造及其自动化的应用技术必将抢占领域的先锋。