基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践

基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践

杜金鑫

天津立中集团股份有限公司， 天津 300457

摘要：在科学技术快速更新发展趋势下，社会生产与人们日常生活据此衍生了巨大变化，生产效率与质量不断提高，生活节奏逐步加快。在机械设计制造及其自动化中科学应用人工智能技术，即在机械设计、机械制造、信息处理、故障诊断等层面的应用，不仅可显著提升工作效率与水平，还可推动各领域朝向智能化方向发展。而且从其他角度看，机械设计制造及其自动化也在很大程度上为人工智能技术提供了实践平台，二者彼此推动与发展。本文主要对基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践进行了深入探究。

关键词：人工智能；机械设计制造；自动化

前言：

人类社会进入信息化时代以来，具有较强综合性的现代化技术——人工智能技术也被广泛应用于各大领域并取得了较为突出的应用成效。尤其是对机械设计制造领域来说，人工智能技术的应用更是为其注入了极大的竞争优势。本文首先对人工智能技术进行了简要概述，接着又分别从优势和发展趋势两个角度对机械设计制造自动化做了介绍，最后则主要围绕人工智能技术在机械设计制造中的几大具体应用展开论述。

一、人工智能技术的特征

人工智能技术基于计算机网络和电子信息系统，融合哲学、社会心理学等内容，是一门综合性强的现代化技术。人工智能技术作为一门新型应用型技术，其基本配置包括数字多用表、仪表控制器等，未来发展与应用市场前景广阔。随着科学技术的发展，人工智能技术依托计算机技术，被应用在机械设计制造领域，推动信息化时代的到来。人工智能技术有助于解决模型运算不清晰的问题，创造安全、高效的网络环境，加快处理信息数据，提高网络搜索效率，带来良好的用户体验。

二、机械设计制造及其自动化

机械设计制造及其自动化基于满足人们多元化需求，还需具备信息能量转换功能，这时获取所需信息的必经流程。机械设计及自动化系统从设计制造到功能整个过程，都始终具备此核心要求，其促使产品与技术有机融合，构成了相对完善的自动化系统。机械自动化系统主要包括两项相关内容，即机电一体化与机电一体化产品。其中还包括设计制造功能，如此便可满足人们的多元化使用需求，且决定其功能的关键在于内部有机关联组成的结构。市场上各式各样的机械产品都具备各自优势特性，在科学技术更新发展趋势下，机械自动化创新在占据市场份额与扩大产品占有率层面发挥着关键性作用。而科学技术投入不断增加，机械设备功能也越来越完善。所以，机械设计制造技术发展需以科学技术为载体，在既有基础上不断创新优化。

三、机械设计制造原则

1.满足机器功能需求

机械设计制造应严格遵守满足机器功能需求的原则，所有机器都应就自身功能在各个领域实现有效运用。就工业生产角度而言，机械设计制造应满足能量、物质、信息三大要求。机械设计制造及其自动化应分别优化处理所输入的物质、能量、信息，以输出具备相应特质的物质、能量、信息。机械设计制造及其自动化在满足功能需求时，主要划分为两方面，即机电一体化与机电一体化产品。机械自动化系统的综合性较强，其中专业领域涉及设计、制造、满足所需的特定功能，其中满足特定功能为机械设计制造重中之重。

2.以先进技术创新设计

一般情况下，分类系统或产品都是以产品功能为依据。以物质加工为关键，加工机器基于物质输入与信息能量加工，转变为另一位置与形态的产品，并加以输出，此方面产品大体是纺织机械与印刷机等。而基于能量加工，动力机械转换能量与信息，可输出不同形式能量，即热能转变为动能的内燃机。就信息转化为根本，机器处理所输入信息与能量，再输出文字、图像、声音等信息，信息机器主要是计算机与传真机。

四、基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践分析

1.模糊推理系统在机械设计制造中的应用

模糊推理系统是人工智能中的一大重要系统，其所采用的信息判断及处理方式类似于人脑，而在数据传达方面，其主要借助于语言等学科知识来完成设计与转换。在电子机械设计制造中应用模糊推理系统，不仅能够实现庞大数据的准确分析，且还有利于数据的高效处理，在为电子机械工程自动化生产提供重要保障的同时，也大大提高了企业的产品质量。然而，我们在承认其优势之余，也要看到其当前仍然存在的一些不足之处，如系统连接不稳定等。因此，相关人员必须继续开展深入研究，以使人工智能模糊推理系统能够在电子机械工程中发挥更加积极的作用。

2.神经网络系统在机械设计制造中的应用

除去上文所述的模糊推理系统，神经网络系统在人工智能技术中占据着较为重要的位置。在电子机械设计制造中应用该系统的优势主要体现在以下三个方面：（1）该系统能够利用其神经元将信息或者数据直接上传到网络，在有效时间内实现信息的保存或分享；（2）该系统能够实现数据的动态化处理，准确分析可变数据并给出操作指令以完成制造作业；（3）该系统可以利用其神经元所具有的反射特性对数据分析结果进行提取，从而更好地存储和保护数据。神经网络系统当前在电子机械工程的应用主要表现在加工工艺及零件设计等方面，有效提高了生产效率，降低了经济折损。

3.信息处理中的应用

机械设计制造及其自动化主要依赖于电子信息的信息传输体系实现信息传送，然而此过程极易发生各种各样的问题。尤其是在输入或输出海量信息的时候，经常会发生一些不可预估的错误，从而引发严重影响。这主要是由于机械电子系统自身的稳定性与可靠性相对不足，为有效解决此问题，必须在信息处理环节切实引进人工智能技术。由于人工智能技术可准确全面监测信息传输过程中电子信息系统的具体状态与稳定性，所以可有效保障信息输入或输出的准确性与可靠性。这样一来，才能够更顺利地开展信息处理工作，进而为机械设计制造及其自动化实践奠定坚实的基础，发挥有效的辅助作用。

4.故障诊断中的应用

机械设计制造及其自动化整个过程具备一定的复杂性，且在此过程中需处理计算海量数据，即建模与论证过程便需通过大量公式进行计算推导，而此过程如果完全依赖于人工进行计算处理，不仅极易发生计算失误，还会耗费更多时间和精力，这会直接影响整个生产过程。因此，需积极引进人工智能技术，以自动化分类归纳信息，提高计算精确度，从而防止后续环节失误或故障发生。与此同时，通过人工智能还能够对机械故障进行有效评估诊断，先把机械监测数据信息基于人机界面传输于系统，然后推理机基于正向推理机制与规则获取诊断结果，提出专家意见，最后基于检索获得历史类似案例，根据案例计算分析相似度，以实现机械故障诊断。

结语：

在信息化时代，具备自动化控制优势的人工智能技术已然全面渗透于人们的生活及工作领域。在此形势之下，电子机械设计制造企业应当充分结合自身实际开展技术革新，引入并合理应用人工智能技术，以在有效提升自身经济效益、增强自身市场竞争力的同时，切实推动整个机械设计制造领域的向前发展。

参考文献：

[1]刘琨.机械电子工程领域中的人工智能技术应用分析[J].信息与电脑（理论版），2018(11):151-152.

[2]晏洪利.从人工智能的角度浅析电子信息技术与计算机技术在机器人机械臂设计的应用[J].中国战略新兴产业，2018(4):78，80.