人工智能在机械设计制造及自动化中的应用

人工智能在机械设计制造及自动化中的应用

孔令志

山西天地煤机装备有限公司，山西省太原市   030000

摘要：随着我国综合国力的不断提高，使得各种基础设施的建设进程也得到了推进，在社会建设过程中，离不开工业机械工具的生产，因此，我国工业机械设计制造水平及其自动化发展情况将会直接影响我国的社会经济发展。对我国机械设计制造及其自动化发展方向进行了分析，以期可以弥补目前机械设计制造行业存在的不足，推动其更好地向着自动化方向发展。

关键词：人工智能；机械设计制造；自动化应用

引言

随着人工智能技术的进一步发展，已经能够模仿人类的思维和意识，因此，被广泛应用到各个领域。机械制造是现代工业实现自动化不可或缺的重要基础。要想实现机械设计制造自动化，必然要高度重视人工智能在机械设计领域的运用。但由于我国机械设计制造及自动化领域发展晚于发达国家，加之相关技术不成熟，导致机械设计制造的自动化发展过程尚有诸多问题有待解决。为了推动我国机械制造业稳定发展，需要找到问题所在，并积极采取适当的解决策略，这样才能够提高人工智能在机械制造及自动化领域中的应用水平。基于人工智能的机械设计制造主要是对机械零件进行加工，能够有效保证机械零件的外形、尺寸和性能的准确性，从而有效推动我国机械制造业更加稳定地发展。

1人工智能在机械设计制造及其自动化中应用现状

我国机械设计制造行业正处于快速发展的阶段，人工智能技术逐渐被应用到机械设计制造领域中。因市场的长期推动，机械设计制造企业数量明显增多。通过对2019年与2017年的有关数据进行比较，不但机械设计制造企业数量呈现出50％以上的增幅，而且人工智能技术的应用范围得到了有效拓展。传统手工作业方式已无法满足当代企业的发展需求，取而代之的是基于人工智能的自动化操作，大幅提升了机械生产制造技术的水平。因此，智能化发展已成为当代机械设计制造行业必然的发展趋势。积极将人工智能技术运用到传统的机械制造、机械设计以及自动化生产领域中，不仅能提升机械制造的精度，而且还能够保证机械生产的质量和效率。针对部分存在高风险和高污染的制造工业，如果采用人工智能技术来代替，便能够在保证机械制造生产质量的同时避免工人的人身受到损害，这无疑是制造业的福音。从成本引进的角度来看，由于在机械制造领域中引进人工智能技术及相关设备需要大量的资金投入，对经济水平一般的企业存在一定的难度，因此，当前人工智能技术仅在大型企业的生产过程中应用。除此之外，由于一般的机械设计制造企业尚未普及运用人工智能技术，加之相关管理及配套设施也尚未呈现出大规模的发展趋势，较国外发达国家，我国无论是在产业发展或是人工智能运用等各方面仍然存在着较大的发展空间。

2自动化技术在机械设计及制造中的应用

2.1自动化技术的数控化应用

通过计算机软件实现自动编程，能够对数控加工生产过程进行高效控制，适应机械设计制造自动化需求。在机械设计制造中，使用计算机辅助软件，对数控仿真进行分析，并在虚拟环境中对各种机械产品规格、结构等直观展示，这样能够为设计者图纸设计、修改提供技术支持，确保机械生产工作的科学性、准确性。针对普通的二轴车床、三轴铣床，可直接使用数控系统和与之匹配的机械驱动装置来控制，只要对程序或者是用到的装夹方式进行调整，就能够批量加工生产各类工件。从机械控制角度看，现在普遍使用PLC来实现。从机械设计、生产来看，用到的数控机床在结构上都有一些不同，当输入了相应信号后系统电路就会驱动。对计算机系统分析处理后，就能够确定加工坐标轴信息，再通过放大、转换处理，在有关控制设备中完成输入，以此对加工机床动态进行系统监控。

2.2故障诊断的应用

在机械设计制造的过程中，出现各种各样的机电设备等等方面的故障是普遍存在的，这也是造成机械制造业不能实现连续生产的一个重要因素，如果这些故障单纯的依赖人工去进行诊断、排查和处理，不仅效率低、成本高，同时还带有一定的危险性，而人工智能化技术的应用，不仅可以使故障诊断的过程变得更加快捷和方便，而且精确度高、可靠性强，还能够保证工作人员的安全。同时智能化技术的应用，能够使故障诊断变得更加具有直观性，通过线上监测，取得各项运行数据，再对这些数据信息进行分析和研究，就能够找到设备运行的最佳状态，更有利于故障的预防、排查和处理，让机械设计制造工作变得更加有条不紊。我们所常见的故障诊断系统主要有故障树模型诊断、规则推理、案例推理等，具体诊断流程如下：进行相关信息的输入，这样在进行机械设计制造时就能够将机电设备进入实时监测的状态，一旦发现问题，就能及时处理；工作人员需要对相关的信息数据进行科学的分析，结合相关的故障案例进行判断，做出故障诊断结果；将系统的故障诊断结果进行最终的分析，找到根本的解决办法。由此可见，在人工智能技术的支撑下，工作人员对于故障的诊断和处理会更加快速，能够有效地节约时间成本，提高生产效率。

2.3将人工智能技术应用到神经网络中实现计算和数据存储

当前，通过将人工智能应用到机械设计制造及其自动化实践中，其神经网络发挥着重要的作用。神经网络是一种类似于人类神经系统的信息化系统，不仅功能齐全，而且具有明显的优势。例如，在信息存储方面，神经网络有着极为突出的功效。不仅如此，相较于传统的数据处理，神经网络不仅更加智能，且在单位时间内，神经网络还能对比分析更多信息数据，以此确保计算的准确度，从而更好地满足机械设计制造及其自动化发展过程对计算部分的高精准度要求。

基于神经网络系统的先进性，在诸多领域均得到了广泛运用，并广受应用者的认可。如今，神经网络系统更是被日本、瑞士等国家列入了重点研究对象，并运用到了电加工领域，以此赋予了电加工技术更加强大的组织及计算功能。相信在不久的将来，神经网络系统各方面功能还将得到进一步加强。届时，该系统的运用领域也将得到扩充，并切实发挥其积极功效，满足社会日益增长的生产需求。

2.4人工智能技术的机械设计制造应用

随着我国机械设计制造业的日趋成熟，机床设备的自动化、智能化程度越来越高，而这些机械设备也正是由于人工智能元素的融入，也变得更加的高效。例如说，数控车床与普通车床相比已经更加先进，更具有自动化，但是如果将人工智能技术应用其中，例如说焊接机器人、语音控制功能、光学传感器以及视觉系统等等应用到机械设计制造当中，就可以使整台设备更具有完善性和智能性，不但能够减少人工的测量、校对与数据维护，而且还能够有效的解放双手，让各个零部件的加工精度更高、误差更小、生产过程更高效，最终达到生产力的彻底解放，机械设计制造行业的发展也会更进一步。

结语

随着社会经济的快速发展，机械设备的利用率随之提升，对自动化技术的依赖度也在逐步增强。自动化技术在机械设计制造领域中的应用，有效提升了机械设计制造的水平，减少了生产成本。为了促进自动化技术与机械设计制造更深入融合，企业还要创新自动化技术，自主研发或引入先进的机械自动化技术。同时，还要注重培养有关专业技术人才，以提高机械设计制造的自动化水平，进一步推动我国机械设计制造领域的持续发展。

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