人工智能技术在机械制造中的应用

2022-03-24徐小明

今日自动化 2022年7期

徐小明

（衡阳华菱钢管有限公司，湖南衡阳 421001）

人工智能是高新信息化技术飞速发展下的产物，现如今这种技术已经广泛用在国内各行各业。为适应高新技术产业及其工业发展的需要，人工智能也越来越被运用到机械制造行业之中，同时也有效地推动了机械制造领域的发展趋势。在这个大环境下，我国已经把新型人工智能技术的革新写入了新时期的未来发展策略之中。对此，研究人工智能在机械制造中的运用，就有着很大的现实意义。

1 人工智能概述

Artificial 或Intelligence（人工智能），是指通过对人的智慧加以模仿、引申、扩展而产生的一种新兴技术科学。人工智能是电子技术领域中的一大分支，它最基本的目的是用来认识人类智能的本质，以及开发出与人的行动、思维方式相同的智慧机器，但在这项科学研究的进展之下，目前对人工智能的使用已经渐渐变成了一种“辅助工具”，其使用范围也更加广阔。换句话说，人工智能便是人类思维的一个“器皿”。单单就字义上来讲，人工智慧的概念可包括为“人工”“智能”两部分，在这里人工即是指人工生产，而智慧则代表了意识、思考等。从生物的视角，意志、思考、自我认识都只存在于高等的智慧生命体内，而当人工生产意识和智慧互相融合时，其理念范围将变得十分广阔。人工智能科技目前处在“尚未完整”的阶段，尽管和当初的研究目标存在着一些不同，但是目前这种技术还是具有很大的使用价值。目前的机械相关领域，人工智能机器目前所能取得的能力，可以适应当下机械制造生产和设计过程中的多种要求，对产量效益、产品品质的改善起到了不同程度的促进作用。

2 人工智能技术在机械制造中的应用优势

人工智能技术在机械制造中的应用优势表现为以下几个主要方面：①可以让以机械制造业为主的相关企业在一定程度上提升自身的生产效益。人工智能技术在机械制造中的大量使用，不但可以有效提高机器制造业生产效能的自动化，增加其生产规模，而且还可以增加企业生产的科学技术含量和产品的精度，进而有效节约了成本，极大地提高了企业的产品所带来的经济效益。②可以促进机械制造业安全生产管理水平的提升。通过进行机械制造业的人工智能化生产可以减轻了人员作业，进而可以有效减低出错概率，极大降低了产品隐患，进而提升了安全生产管理水平。

3 人工智能技术在机械制造中的应用

3.1 虚拟现实在机械制造中的应用

虚拟现实技术是通过当下较为先进的信息技术下实现的一种区别于现实社会的、模拟现实社会的一种仿真技术，在目前的机械制造中是一种较为常见的应用技术。

对于专业的机械制造师来讲要先通过专业的三维建模App 将机械制造中的产品进行设计，然后将设计出来的产品模型通过虚拟现实技术创建的虚拟环境中进行展示，这样可以迅速地观看到产品各部分的细节和部件，然后再进行虚拟运行进而发现问题，并在虚拟的环境下进行修改，及时的解决。相关企业可以利用虚拟现实技术对要生产的产品先进行模拟实验，并将所得数据进行整理、分析，组成研发小组对模拟过程中出现的问题进行商议与产品设计的改进，不仅提升了生产的效率，与此同时还能降低以往生产模具所要花费的巨额费用，通过虚拟技术提升产品质量的同时，节约了资金，还在一定程度上促进了整个企业的发展。

3.2 机器人技术在机械制造中的应用

现如今，机器人技术在机械制造中被大量使用，通常情况下都是帮助人类从事一些危险系数较高的工作，这种机器人和人类相比有着明显的优势，不用考虑到疲劳、休息等问题，对此，能够极大提升工作效率，所以具备了强大的智能化特性，这就能够极大地提升公司的生产效益，同时也降低了事故的产生。从目前国内的人工智能化的使用程度上来看，不仅是汽车工业，在其他领域的智能化程度比较西方国家来说还处在发展初级阶段。

3.3 神经网络技术在机械制造中的应用

神经网络技术有着较强的适应性，并且在运行方式上呈非线性，便于将得到的数据进行储存，因此，在机械制造中有着极大的作用：①对于那些信息量较大的数据能够进行存储，并且通过分析能够将重要的信息进行筛选，便于后期的查找与使用；②由于这种技术的智能性较强，因此在机械故障的诊断中能够自动发现问题，并进行及时的深入查找，从而判断出出现故障的原因；③能够精准制定机床上的定位，降低加工过程中的误差，从真正意义上实现自动化；④能够对目标进行自主的识别，具有一定的抗干扰能力。因为这种技术在逻辑和计算方面有一定的优势，因此在机械制造中，对于一些较为繁琐的系统，不但能够确保其安全运行，还能够在后期进行自主的运算，以此来适应复杂的数据，进而保障了企业的工作效率，提高了企业的生产。

3.4 人工智能在机械设计方面的应用

产品的设计表现出作者的思想与能力，但随着社会的进步和理念深化，现代产品设计理念和传统的产品设计理念已经不同程度发生了分化。尤其是在现代机械设计流程中，不但在产品设计、研发、生产等整个流程都有了信息技术的全面参与，在市场营销、售后、客户服务等各个层面也是全程介入。这说明传统的机械设计模式已无法适应现代社会的实际需要。所以为克服这一问题，在机械设计领域人们越来越注重发展人工智能技术系统。由于这种全新智能技术的多样性，使得以往的设计技术的方式更加趋于复杂多样，因为是智慧系统，在整个机械设计中力图实现全流程的自动化成为可能，它还能够最大限度地降低设计师在机械产品设计流程中，可能因为个人能力局限而出现的技术缺陷。此外，与传统产品设计模式比较，应用新型人工智能系统具有难以比拟的优越性，它不但能够长期开展设计工作，节约人工时间和成本，同时，还能够为技术人员提供了信息存储手段，便于日后其他人在进行学习传承。很显然人工智能的出现，让以往的方式带来了全新的设计方向，也避免了在以往设计中遇到的问题。

3.5 人工智能在机械制造方面的应用

在机械制造中使用人工智能控制系统即可增加产量，同时也能够更进一步改善机械制造生产的品质。而随着人工智能的使用，在生产机械流程中也能够实现自动控制和自主处理的能力。就这样运用人工智能控制系统就能够精确地管理整个机械制造流程，从而降低对外部条件的影响，以提升生产制造效率和产品的品质。而且，除了能够更加准确管理整个生产流程，利用人工智能也能够自动进行数据分析并做出调整来适应人们对各种生产过程的要求。此外，人工智能还有助于运用其信息技术实现对机械设备故障的检测。当某一时刻控制系统出现故障情况，人工智能控制系统将能够运用相应功能通过测试获取客观数据，判断故障成因和部位，便于管理人员及时调整维修，这对比较复杂的控制系统效益更为明显。

3.6 深度学习技术在机械制造中的应用

在机械制造中，深度学习是一种特殊的技术方式，也是开展人工神经网络的关键，这种技术主要是依靠大数据分析来进行判断和模型的识别。在机械制造的过程中，深度学习技术能够将实际生产过程中所得到的数据进行归纳，然后建立相应的模型，并且能够对工作设备的运行情况进行相应的判断，从而得出更精确的检测信息。

3.7 专家系统在机械制造中的应用

专家系统也适用于在机械制造中的一些复杂环节中，参与或能够进行自主的判断。该系统能够对制造过程中的时间方面的数据进行实时检测，进而当系统运行时，能够将运行的信号进行及时反馈。避免在机械制造的过程中出现技术上的故障并及时解决设备故障问题。除此之外通过长期累积的历史数据，专家系统还能够根据相关的故障问题提供处理措施，并进行运营管理决策预案的实施。当下所采用的专家系统已能够进行故障模式的划分，并按照故障性质设计相匹配的形态分析，以便于及时消除安全隐患。

4 机械制造中人工智能技术的应用要点

4.1 机械设计中的应用要点

人工智能技术拥有非常巨大的思维能力和创新能力，这有助于机械设计工作的开展，现如今这种技术在国内飞速发展，先进的设计逐渐成为行业的主流，在设计、生产和服务过程等多个环节都导入了新型的人工智能信息技术，对于提高国内机械制造技术自动化、专业化和智能化水平方面，具有非常关键的意义。

4.2 机械制造中的应用要点

一般而言，机械制造中应用人工智能技术，主要表现在如下几个方面：①通过人工智能技术，企业能够比较精确地管理整个机械生产流程，能够抵抗外界的不确定因素的影响，进而保证生产的品质。通过开展这种技术，能够在生产的过程中控制产品的质量，提高对产品个性化的需求。②人工智能技术可对机器生产中可能遇到的故障问题进行监测，当一个机器制造环节发生了故障问题，人工智能技术可在第一时间内对故障发生的有关信号做出分析，通过客观评价数据信号，准确分析故障，并为后续的修理工作提供一定的参考。

4.3 信息处理中的应用要点

在之前进行数据工作的采集过程中有一定的局限性，对数据信号不能进行正常的处理，因而在一定程度上不能保证机械制造的产品质量。比如说通过信息的传递能够在管理的过程中确保大数据的生成，但是一旦信息量增大时，却很容易在输出的环节出现故障，这其中主要的原因是由于电子系统自身在运行过程中不稳定，进而不能满足现代机械制造的相关要求。对此，为了降低在机械制造过程中信息处理方面的问题，需要开展人工智能技术。

5 人工智能技术在机械制造中的应用水平

5.1 加强人工智能技术的研究水平

当下人们的生活离不开人工智能技术，这种技术为人们提供了更为优质的产品和服务，在生活中也给人们带来了更多的便利，将这种技术运用到机械制造中，能够使机械制造行业朝着数字化与智能化的方向发展，在某种程度上提升了机械制造过程中的工作效率，推动了行业的发展。为了更好地将这种技术运用到机械制造中，服务于行业，需要在人员配置上进行合理的调配，提升人工智能的行业水平，通过专业的知识和将人工技术完美地融入到机械制造中，进而促进机械制造行业的进步。

5.2 提高人工智能技术领域的人才培养

人工智能技术在机械制造行业上运用获得了较大的成功，具有历史性的革命意义。一个国家和区域的发展，离不开人才和先进的科学技术。人才和技术已经成为了科技领域实现进步的关键。人才的培养以及技术的发展决定了一个国家未来机械制造行业的发展水平，在这样的大环境下，要注重人才的培养，这样才能给机械制造行业中人工智能技术的运用提供强有力的人才保障。