人工智能在机械制造及其自动化中的应用分析

丁枢新

（山东寿光巨能特钢有限公司，山东 寿光 262700）

0 引言

我国经济快速增长，制造行业在其中发挥了很重要的推动作用，可以说制造业发展水平的高与低会对经济增长带来较大的影响。特别是最近几年，信息化技术高速发展，智能化、自动化成为当今社会非常热闹的话题，将人工智能融入到机械制造中，带动整个行业的发展步伐，促进机械制造业不断升级与转型，在优化中将自身竞争优势突出，提高核心竞争力。当前人工智能已经覆盖了各行各业，作为前沿技术其应用的范围也越来越广，但是机械制造所涉及到的环节非常复杂多变，新技术的融入依然需要不断磨合，怎样将人工智能作用充分利用，推动制造业水平以及质量的提高，成为了当前此行业关注的重点。本次通过对人工智能在机械制造及其自动化中的应用优势进行分析，从不同层面的应用情况阐述，进而揭示人工智能对于制造业发展中所产生的积极影响[1]。

1 人工智能在机械制造及其自动化中的应用优势

1.1 提高生产安全水平

机械制造企业会涉及到很多设备，而此时安全生产便成为了重点，所以要给予高度重视。如果出现安全问题不但会带来严重的经济损失，而且会对人员生命造成威胁。事故发生的主要因素是机械技术问题，再加上操作中安全意识的缺乏，自我防护未做到位，操作不当等都极易引发安全问题。所以机械制造中自动化技术融入实现了无人操作，将人员操作失误风险降低。同时机械自动化系统较为全面且完善，能够动态监测运行情况，当发现故障可以及时控制，使生产安全系数提高。一直以来机械制造企业都将安全第一作为核心，进而开展生产活动，而自动化无需人员操纵，就能够实现远程控制，安全性提高的同时，事故发生几率降低。

1.2 提升生产速度

对于机械制造企业而言，生产环节会涉及到诸多复杂的系统，操作流程多，要求每个工作人员都要配合密切，若有不规范的操作行为，极易影响到生产效率。而自动化技术的运用，使得生产环节简单化，生产高效率，减少了由于人为因素而造成的意外事故。机械制造以及自动化设计合理，优化了生产系统，确保产品质量与标准相和，经济价值增加。企业发展最终目的就是实现效益的最大化，这与生产效率紧密相联，如果提高了生产效率，那么便会增加产量，提高效益。比如双十一购物节，对于物流效率提出高要求，而自动化可以在较短时间内实现包裹的分拣，确保了效率的同时，精准度更高。机械自动化将人力取替，其在生产效率方面的优势更加突出。

1.3 改善检修效果

社会快速发展，客户需求多样化、个性化，这对于生产系统而言要求也越来越高。机械制造及其自动化根据客户需求，优化设备，确保产品更加符合客户需求。特别是在检测产品中成效较为突出，能够快速检测出质量问题，进而采取有产措施，保证了质量。对于企业而言，质量是制胜的法宝，若质量不达标，客户便会流失，经济损失难以估量。机械制造及其自动化功能齐全，能够使多种产品生产需求得到满足，进而使客户更加满意，抓住机遇，抢占市场。如果系统存在故障，其会自动化进行保护，停转故障设备，不仅将损失降到最低，而且避免出现人员伤亡。自动化能够实时全面监测系统，快速查找故障部位，在分析过程中找原因，找方法，减少损失，能够确保较短时间内恢复生产[2]。

2 人工智能在机械设计中的应用

社会快速发展，时代的不断进步，传统的机械制造理念已经难满足当前生产的多样化需求。当前很多机械制造企业将先进设施设备引进，不断是设计方面，还是制造与营销方面都发生了较变化，而传统的理念必然会被现代化创新理念所代替。为此机械制造企业要以实际情况为重要的依据，借助人工智能技术优势，推动机械制造逐渐向着多样化发展。由于其属于新兴智能系统，所以应用时应该涵盖于整个制造生产环节，全过程实现自动化，将设计中因主观意识而造成的影响降到最低。现代机械制造中人工智能技术的应用和传统模式对比，前者优势更加突出，不仅能够实现无间断长时间持续性的工作，而且将人工成本降低，同时使得工作人员信息存储方法更国多样化，以便于更好的进行学习与信息的查询。当前我国很多汽车、飞机等制造企业开始将人工智能技术引入，那些全部都要创造创新的机械设施设备零部件，在设计的时候由系统完成，不会再受到设计师思维约束的影响。总而言之，人工智能的引入，机械制造企业发展机遇会更多，有产的弥补了传统设计中存在的缺陷。

3 人工智能在机械制造中的应用

当前人工智能在机械制造中应用也非常广泛，不但可以实现生产效率的提高，而且所生产出来的产品质量也较高。如果站在人工智能角度，机械制造中可以借助其强大的功能性，进行自动化的处理与相应的控制，不仅可以确保制造中精准度提高，而且减少了外界环境造成的不必要干扰，使生产水平得到了大幅度提升，产品质量得到了保证。在生产环节应用人工智能可以实现智能化的处理与调整，充分考虑到当前市场中多样化的需求，满足客户对产品个性化的要求。在机械制造中，机器人、机械手应用较为普遍，其中人工智能在其中发挥了重要的作用，使最初的机械化逐渐向智能化转变。机械制造中人工智能的应用实现了机器人效率的增强，将大量人工操作代替，多线任务都是由机器人来完成，所具备的多项功能性是人工无法取代的[3]。

4 人工智能在机械制造信息处理中的应用

在机械制造及其自动化中，关于信息的有效传递主要是借助电子信息传输系统，但是传输中也并非是毫无漏洞的，特别是在多样化信息传输中，极易存在较为严重的问题，主要是由于机械电子系统本身就有缺陷，不稳定性因素较多，所以将人工智能融入到信息处理环节，充分利用先进技术的精准度特点对信息传输进行有效的监测，确保电子信息系统能够安全动作，使信息的输入与输出更加精准，实现信息高效处理，为后续机械制造及其自动化更好的运行提供保障，奠定基础。

5 人工智能在机械制造故障诊断中的应用

机械制造及其自动化涉及到的环节非常多，而且复杂多变，计算流程繁琐，比如建模以及论证中，会包含着诸多细小的计算公式，同时还会涉及到一些推理及原则，如果仅仅依靠人工进行计算，不仅工作量较大，而且极易出错，投入的精力以及时间较多，也未必能够达到预期的效果，反而会对生产过程造成影响。所以，将人工智能应用到机械制造故障诊断中，能够将海量的信息进行自动收集、整理以及归类，确保计算的结果更加精准，避免故障频繁发生。另外，机械故障诊断的时候应用人工智能，可通过人机界面监测机械数据的传输情况，然后由推理机采用正向推理规则、机制将诊断结果展示出来，同时系统还能够给予具备较为专业的建议。以上操作完成以后针对原来相似案例进行快速检索，以案例为基础，准确的计算出相似度，对机械故障完成正确诊断。每一年全球范围内都会有很多企业因为故障原因而造成停产，带来的经济损失是庞大的，所以机械制造企业在日常生产中已经开始重视人工智能的应用，对一些潜在故障设计了相应的预警体系，同时会对机械使用寿命进行预测，以此为依据，确保制定的维护计划更具科学性、合理性。例如美国海军在1967年的时候就在故障诊断技术方面有了较为显著的成果，在战斗机、军舰等大型军事设备中应用了故障诊断系统；而我国也此方面也进行了深入的研究，2006年上海交大研发了中小型收割机智能化系统，2013年清华研发了锅炉故障诊断设备，同年，华中理工也研发出了汽轮故障检测智能化的系统。

6 运用神经网络实现计算和存储数据

机械制造及其自动化中，人工智能应用最为突出的优势便是神经网络系统，其构建的电子信息系统主要模仿的是人类神经系统，最大的特点便是庞大的存储功能，同时储存的数据准确度较高。总而言之，神经网络系统运用的是模拟结构法对相关的数据进行深入的分析，然后将分析后获得的结果完成参与值的计算。如果站在结构层面而言，由于神经元结构非常稳定，而且密实，使得系统智能水平提高，所以即使对一些大量数据以及信息进行处理，此系统仍然能够将准确性优势突出。在机械制造及其自动化中涉及到的所有数据都可以通过神经网络系统进行储存与计算。目前日本以及瑞士在此方面的应用领域较为广泛，在不断研究与优化中，神经网络与计算机有效结合，数据存储功能更加完善，电加工智能系统庞大的组织功能也越来越优化，实现了电加工技术智能化发展，其智能化水平与人的智力非常接近，形成了既安全又高效加工智能化综合性质的体系。

7 结语

当前我国经济增长的速度非常快，而制造行业在其中发挥了非常重要的促进作用。在社会快速发展进程中，机械制造及其自动化面临着较大的挑战，要想得到长远发展就要紧跟时代发展步伐，充分利用人工智能技术优势，在不断创新中总结经验，对相关技术进行优化，积极迎接挑战，借助人工智能等一些先进的技术，寻求更好的发展路径，一方面实现机械制造行业尽快升级与转型，另一方面也能够为我国经济增长再创新高[4]。