人工智能的机械设计制造及其自动化分析

覃羡烘

（广东理工学院 工业自动化系，广东 肇庆 526100）

进入新时期后，国内机械设计制造及其自动化领域面临巨大挑战，作为我国经济发展的重要支柱，应跟上时代步伐引入新兴科技才有利于持续进步。人工智能是二十一世纪新产物，当行业科学合理加以运用后，可使自身在激烈竞争中站稳脚跟。基于此，机械设计制造及其自动化开始广泛运用人工智能，当前已在故障诊断、机械设计、制造等诸多环节发挥作用。人工智能和机械设计制造自动化的结合，既提高了机械设计制造效率、质量，还为行业进步指明了方向。

1 人工智能对机械设计制造及其自动化的影响

1.1 促进行业升级转型

和国外机械设计制造行业相比，我国在人工智能上的应用时间较晚一些，这也意味着国内的智能化水平较为滞后。国外早在上世纪就开始引入智能技术，而我国进入二十一世纪后，依然有一些企业在使用传统的机械设计制造方法，这对于整个行业发展而言势必是一种阻碍。人工智能的引入使我国机械设计制造企业大面积转变工作理念、方式，企业开始进入全面升级转型阶段。再加上社会与经济共同进步，在无时无刻中提醒机械设计制造企业应顺应时代所需，在改革优化浪潮中勇于突破、创新[1]。站在行业发展趋势来看，人工智能的应用可以实现机械设计制造及其自动化高速进步。而在该背景下，我国可以生产和制造出更多新型产品，在促进国民经济结构转型上也同样发挥积极作用。

1.2 提高设计制造精度

在人工智能中包含了神经网络、模糊推理等系统，可以模拟人类大脑思维方式，且最终的产品精度高于人工劳动力，这正是人工智能的优势所在。从我国机械设计制造传统情况来看，在使用人工劳动力时会涉及较为复杂的设计制造流程，人工劳动力也会受专业性、经验、时间等因素影响，无法使最终的成品完美呈现出来。而人工智能在模拟人类大脑的同时，可以更快更好的完成设计制造，将产品设计制造流程加以缩减，但却又丝毫不影响最终的产品精度。也正是由于这些优势使其在机械设计制造及其自动化中的应用非常广泛。

1.3 增强社会与经济效益

人工智能的开发和运用对于人类来说是一次重要跨越，它使人们的生活、工作更加智能。当其应用在机械设计制造及其自动化领域中后，为企业削减了人工、材料等成本，企业的经济压力得到缓解，生产质量与效率得到提高[2]。使企业获得更多利润，对于企业而言产生了非常优异的经济效益。当企业将利用人工智能设计制造出的机械产品流入市场后，可以符合新时期客户要求。将精度、质量较高的产品投入市场，不单单可以推动机械设计制造进步，还可以在社会上引起积极反响，从而提高社会效益。

2 人工智能在机械设计制造及其自动化中的主要应用

2.1 神经网络系统的应用

神经网络系统在人工智能中极为关键，决定着人工智能的作用与优势是否符合自动化机械设计制造需求。在实际应用过程中，可以通过神经网络系统把机械生产制造数据传输至网络，快速展开分析和储存工作。在处理数据时全程展开动态化处理，可有效更新和接收实时数据，并根据指令来进行自动化设计制造。在神经网络系统中拥有特殊神经元，神经元则是辅助系统高效运作的必要内容。比如，在获取自动化机械设计制造数据后，系统会进行分析，分析结果的提取便需得到神经元支持，且后续的储存、保护工作都需要神经元的参与[3]。神经网络系统的应用可以有效提高自动化机械设计制造效率，将企业经济损失降低至最小化。

2.2 模糊推理系统的应用

正是该系统的存在使人工智能可模拟人类大脑思维。比如，在对自动化生产制造数据予以传达时，系统会通过语言完成，和人类思维极其相似。在机械设计制造及其自动化运用时，该系统作用主要体现在对数据的分析和高质量处理上，给自动化设计制造带来基础保障。模糊推理系统的应用虽然具有诸多好处，但在实际运用中还需看到运用不足。如，在系统运作时可能出现连接不稳定的情况，这给产品制造埋下隐患。针对当前应用现状，相关领域需加强研究深度，解决模糊推理系统的运用缺陷，使其可以更好地服务于机械设计制造及其自动化。

2.3 在故障防控诊断中的应用

在自动化机械设计制造过程中，产生大规模数据参数是常态，在实际运作时还会涉及建模、演示等环节，而这些内容则需融入许多公式。若在任何环节出现失误，都会影响机械产品生产质量，严重时还会导致系统停止运行。在应用人工智能后，可以通过智能化技术提前做好数据分类、分析工作，预防运行故障出现。如果自动化设计制造过程已经出现了不可逆故障，也可通过人工智能加以诊断，从而快速定位、解决，避免为后续设计制造工作埋下安全隐患。面对自动化设计制造中存在的故障，企业可以通过人工智能对故障点数据进行匹配、调整，使设计制造故障得以纠正，恢复运行。因为在自动化机械设计制造运行时产生的所有参数都会一一记录在数据库中，当面临故障产生，人工智能便可以快速找寻数据，分析故障导致原因，将解决方案、具体操作全部输出至终端界面，实现故障诊断可视化。在传统设计制造过程中如果出现故障问题，一般都是完全依靠人工劳动力解决，不仅需要花费较长时间，有时还无法保证解决质量，严重影响机械产品制造工期[4]。而人工智能的应用不仅可以对故障加以预防控制，即使发生故障也可在短时间内有效解决，全面保障自动化机械设计制造效果。

2.4 在机械产品设计中的应用

当前我国机械设计制造业提倡的是自动化发展，自动化的实现和人工智能有密切关系，人工智能的融入使自动化机械设计制造更具保障。在机械产品设计中，人工智能也发挥积极作用。设计环节效果如何直接决定了最终的成品是否可以满足客户及社会应用所需，且在产品设计时会受许多内外部因素影响，稍有不慎就可能影响设计成效。企业通过人工智能展开自动化设计后，既可以规避不良风险发生，还能使机械产品实现多元化设计，可对整个设计过程予以监督。当检测和预测到设计风险时，就会立刻加以规避，避免风险滋生带来的设计问题。同时，人工智能的运行不受时间、空间制约，可长时间完成连续性工作，企业无需再添加人工劳动力，只需在启动人工智能前输入相关程序指令，并设置运行时间便可实现远程操控。现阶段，国内外在飞机、汽车等设备的自动化设计环节均已广泛应用人工智能，这也给机械设计制造及其自动化发展提供了一条路径。

2.5 在机械产品制造中的应用

从国内机械设计制造及其自动化现状来看，关于人工智能在制造过程的运用已经十分普遍，尤其是大型企业均已全面融入人工智能实现自动化制造。人工智能的应用使机械产品制造效率效率得以提高，且制造质量和精度远远高于传统人工劳动力。和设计环节一样，在产品制造时也会受许多客观因素影响，在没有融入人工智能前，面对制造环节出现的一系列问题很难彻底根治。人工智能在得以运用后，可以预防产品制造遭受客观因素影响，从而使制造水平得以提升。另外，人工智能在机械产品制造中的应用还体现在数据偏差处理上。在机械产品制造前可通过人工智能进行检测，如果发现制造环节涉及到的数据与实际制造目标存在差异，就会立刻进行智能调节，确保最终的制造成果与预期相符[5]。现阶段，在机械设计制造及其自动化中智能化机械手臂已广泛使用，有的企业还将不同类型的机械产品部件合并后加以生产，极大程度上提高了企业产量。这正是人工智能高时效的体现。

3 人工智能的机械设计制造及其自动化保障策略

3.1 加快人工智能功能开发

目前，我国机械设计制造及其自动化不仅面临国内竞争，还同时面临国际竞争。为了能在激烈竞争中获得发展动力，企业在引入人工智能的基础上不能局限于已有功能，还需加快功能开发力度。在实际开发过程中，企业需站在是国内外市场现状、自身发展战略及客户需求多角度综合考虑，争取打造差异化设计。使其既能顺应时代发展，能在国内外竞争中获得优势，又能达到各客户实际要求。企业应意识到人工智能带给自动化机械设计制造的积极与消极影响，并以消极影响为主开发技术功能，从而消除消极影响，扩大积极影响，将人工智能作用逐渐放大。

3.2 加强机械设备革新

人工智能虽然有着诸多优势，但并不意味着企业只需将其引入就可以了，要想发挥其强大功能，企业需对内部机械设备进行革新。伴随自动化机械设计制造业不断发展及其规模的扩大，市场中出现了各种各样的机械设备，每个时代都有经典产品。就以目前市场中已有的机械设备产品来说，大部分都已摒弃陈旧的运作理念、方式，融入各种科学技术，这为人工智能的运用奠定了扎实基础。无论自动化技术还是人工智能的运用，都需要得到硬件设施支撑，因此企业应针对内部机械设备加以创新，引入更多与时俱进的机械设备产品，促使企业拥有自动化及智能化基础[6]。这样一来，更利于引入和应用人工智能，使其在机械设计、制造、故障诊断等众多环节发挥作用。

3.3 重视生态化发展

当企业在融入人工智能时，除了要关注功能开发和设备革新外，还必须重视生态化发展，这是持续发挥人工智能作用及推动行业进步的长效机制。当代社会生态污染愈加严重，科技开发和自动化机械设计制造均是能源消耗较大的领域，基于此，企业必须拥有生态保护意识。在该过程中，政府部门应发挥监督引导功能，对机械设计制造企业加以积极指导，使其能投入到生态化能源开发、保护队伍中来。在购买设备材料时，企业应尽量选择污染性较弱、能耗较低的产品，全面了解和践行可持续发展理念。

4 结语

综上所述，人工智能已在机械设计制造及其自动化领域广泛应用，且发挥着积极影响，其不仅有助于促进行业升级转型，还能够提高设计制造精度，增强社会与经济效益。人工智能中融入了神经网络系统和模糊推理系统，在企业故障防控诊断、机械产品设计、制造等环节发挥着优势作用。为了可以长期稳定的应用人工智能，企业需加快人工智能功能开发，加强机械设备革新，同时亦要重视生态化发展，为实现自身及领域进步贡献力量。