人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用

徐帅

（青岛高新城维实业有限公司，山东 青岛 266000）

引言

当前机械制造业可以为各个工业企业的生产提供了大量的设备和相关的零部件。因此，在机械制造为实现现代化和工业自动化提供了相应的基础。因此，为了实现机械设计制造及其自动化水平的全面提升，就需要将人工智能等应用到其中，也就为机械制造行业的发展提供动力，也就使得行业的发展速度大大提升。但是从人工智能发展和应用的角度进行分析，我国的发展与一些先进的国家还存在着差距，需要正确分析和看待当前工作中存在着的一系列问题，也就使得机械制造行业获得更为强劲的发展动力，切实提升人工智能技术在机械设计制造及其自动化领域的工作能力。

一、人工智能与自动化

智能化技术是在计算机技术、大数据技术、无线网络传输技术以及仿真模拟技术、智能控制技术等多种现代信息化技术而开发和应用的一种智能化技术，在多项技术的协同作用和长期的应用之下形成了人工智能技术，在当前的发展中也有着很好的应用。对于人工智能技术而言的特点是明显的综合性，结合了语音识别技术和虚拟现实技术的突出优势等进行全方位的应用。它的研究还涉及各学科专业领域的知识交叉，具有高度的复杂性。在人工智能技术诞生的时期属于计算机的高速发展阶段。各项技术的综合性发展的工作阶段中实现了信息技术的大规模提升，在这一时期的发展中人们的生产生活方式和社会方式都发生了极大程度的变化，信息建设和发展的水平不断提升，这也就使得人工智能技术在生产生活中有着更加广泛的应用。人们的日常生活中已经被人工智能技术包围，这些技术的应用也就使得智能家居和电器的控制等为人们的生活提供了极大的便利程度，也就人工智能软件也就成为人们生活中的一部分。因为当前技术方面的一系列限制，后续的整体性能提升还需要不断努力。

二、机械设计制造及其自动化特点

（一）绿色生态

现代化的机械设计制造改变了以往人们对专业人员的依赖和要求，大部分的操作生产都通过自动化机械来完成，有效避免了因专业人员的操作失误 而影响到生产的精准度，减少了人为因素对生产的干扰，使得回收和低档次产品数量大幅度降低，实现了资源的高效利用。目前的机械生产制造主要依靠电能，与我国可持续发展理念相吻合。现代化的机械 设计制造弱化了对专业人员的依赖，借助于电脑程 序来控制机械生产质量，规避了因机械设计制造的 出错率，在确保产品质量的同时，也避免了企业能源 的浪费。此外，由于机械设计的设计原则是绿色、生 态和人性化，从设计之初便对传统的制造模式做出 改变，确保机械产品功能的环保性，以及机械制造中 具有绿色生态特征，这在很大程度上减少了产品对 生态环境的影响，实现了绿色可持续的发展理念。即 设计决定生产，设计理念改革带动生产变化。

（二）高效利用

高效主要体现在生产效率以及生产材质、资源和能耗两个方面。对于传统机械生产来说，工作人员需要在依据生产规则和规范的基础上进行操作和监 督，会花费大量时间；而现代化机械设计制造只需要通过机械和电脑程序对生产进行控制，有效降低人 工成本的同时，还可体现出生产操作的规范性水平，有效缩短了生产时间，使得机械自动化生产效率得到了提升。此外，通过先进的自动化技术连接网络处 理各种信息，相较于传统人工操作，其处理速度和准 确率均得到了提升。由于网络和大数据具有较高的技术水平，将各种先进的信息技术应用到自动化生产中，可以有效提升自动化水平，确保机械制造产品的生产质量及效率，实现生产产品的精准化，进而推 动机械设计制造及其自动化实现高效发展。

（三）品质安全

对于传统机械制造生产来说，因其主要以手工机械操作为主，人工操作过程中有较大的失误率，且容易发生安全方面的事故，存在较大的安全隐患，严 重影响着工业发展。当前，在机械生产的过程中对现 代科学技术进行了充分利用，工作人员借助于电脑 程序控制，实现了机械生产的自动化。同时将各种信 息技术和网络设备相结合，实时监控机械制造情况，可在第一时间发现安全隐患，并采取科学有效的处理方法。此外，自动化生产还改变了工作环境，在实时监控体系的基础上确保了机械生产的连续性，解 决了机械设计过程出现的各种问题，进一步保障了 生产质量和生产安全。

三、人工智能在机械设计制造和自动化中的应用

智能机械设计制造及其自动化是当前机械行业发展的重要趋势之一，融入了人工智能相关技术，机械制造行业的发展程度进一步提升，也就在行业的整体发展中起到了促进作用。机械制造专业中需要相关基础机械知识和技能，还需要进行多学科的有效应用的工作，也就在计算机技术、电子信息技术、仿真技术等多项技术和理论的知识的支撑下开始工作。因此，在当前快速发展的背景之下，机械设计制造及其自动化需要应用更多的人工智能技术，不断提升自身的技术水平，也就提升了相应的工作能力，更好地为人们提供更加便利和优质的生活条件。当前，我国机械设计与制造整体处于行业快速发展的阶段，对于智能技术的应用程度不断提升，在市场经济发展和需求的推动之下，机械制造行业的企业数量已经呈现了快速增长的方式。智能技术在机械设计制造及其自动化的设计中程度也不断提升，范围进一步扩大，而智能技术在机械设计制造中的应用完善程度不断提升，也就使得以往人工控制和进行发展的时代已经成为过去式，应用了更加智能和更加有效的控制方式等，机械生产和制造技术的发展不断提升。人工智能技术在机械设计制造及其自动化的应用是提升其生产精度、进度和有效性的重要方式之一。尤其是对于一些操作有风险、高污染、地下作业的机械设计制造及其自动化部分而言，人工智能技术的应用还大大提升了作业的安全性和质量。在当前的人工智能技术的整体发展过程中，进行经济水平、装备质量、成本等多方面分析，人工智能技术的应用依然集中于工业生产和实现人工智能技术应用的领域，也是出于相对比较限制的水平，发展呈现了不平衡性，在大城市和大型的生产领域有着比较高的应用程度，而一般的机械设计制造及其自动化普遍而言智能化水平依然比较低，管理系统和相应的配套设施方面并不全面，大规模的生产和发展依然受到了影响。

四、智能技术应用于机械制造与自动化的实践

（一）计算机辅助设计的智能化分析

智能CAD 的应用是机械制造中人工智能的一个应用实例，传统机械制造行业中CAD 技术的应用是设计产品和进行参数设计的重要途径之一，进行点线之间的联合关系的确定性工作来进行产品的设计等。而智能CAD 技术的应用则是结合了专家系统、神经网络算法等进行相关工作领域的收集和提升，对生产过程中产生的问题进行过程分析，并把它们编写成计算机语言，在产品设计和制造过程中。如有问题可以用计算机协助解决好相关的工作问题，提出优质的解决方案。神经网络算法则是利用了人工神经元的特殊性进行产品设计和相关制造过程中的非线性关联的断点数据，使得机械性和自动组合的能力大大增加。在当前的智能CAD 技术的应用中已经将多项技术进行了融合和有效的发展，为机械设计制造及其自动化的提升做出了保证。

（二）机械制造计划的应用分析

在大型机械重工行业的发展中，人工智能技术是推动其行业升级改造的重要途径之一，也提供了更多的发展机会。但是在行业涉及面交广的技术发展中，仍然面临着工作方面的不足，如大多数企业、机构对机械制造行业的发展趋势认识不清，依然停留在传统工艺技术的应用中，对于新技术和新理论、新方法的认识程度低，也就导致了机械设计制造及其自动化行业的发展速度受到了阻碍。在新理论和技术的应用过程中应用的灵活程度不高，只采用照搬照抄的形式，也就导致了机械行业的信息化进程受到了影响。因此，在机械制造方面还需要结合实际的行业发展现状进行科学的结构更新和技术应用，实现科学的应用。

（三）机械自动化技术应用分析

以某工段热模锻压力机械故障诊断进行分析，人工智能机械制造的应用上经常在实际的工作过程中出现了故障问题，人工智能技术的有效应用可以对于故障诊断系统中的数据和参数进行有效的分析和匹配的工作，在设备正常使用的过程中做好实时的参数对比和分析，一旦发生故障可以及时找出问题的原因。人工智能系统在预设问题的故障分析和相应的操作上都进行了控制，这就是在人工操作和可视的情况下进行了热模锻压力机械故障的自动诊断，设备因此获得了更好的工作性能，在实际的工作过程中提升了实际的效率和质量。

结语

随着技术的升级和不断改造，机械设计制造及其自动化的传统化发展已经很难适应当前快速发展的经济社会的需要，需要机械制造和自动化的配套技术体系等进行全方面创新和有效发展等，也就使得工作的能力和有效性等大大提升。本文对于人工智能的现状进行分析，也对于人工智能技术在机械设计制造及其自动化方面的应用做了介绍可以从设计、制造方案、控制技术等方面提升工作的能力和有效性。当前技术的接纳性依然有限，需要从多方面做好分析，AI 产业发展需求，是推动产业升级的一把利器，需要我们摒弃传统观念，虚心接受人工智能技术，从而推动产业蓬勃发展。