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基于人工智能的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐

2020-09-10 14:53李世文張翔宇王力強(qiáng)
內(nèi)燃機(jī)與配件 2020年2期
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化人工智能

李世文 張翔宇 王力強(qiáng)

摘要:人工智能在現(xiàn)代化生產(chǎn)生活中應(yīng)用愈發(fā)廣泛,影響性也越來(lái)越突出,在現(xiàn)代化信息技術(shù)快速更新趨勢(shì)下,未來(lái)人工智能技術(shù)也會(huì)隨之不斷優(yōu)化,并應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域,尤其是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化相關(guān)工作具備重復(fù)性、高負(fù)荷性、高危險(xiǎn)性等特性,引進(jìn)人工智能可有效防止這些特性對(duì)相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的阻礙,因此機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化必然會(huì)朝向人工智能化方向發(fā)展。據(jù)此,本文主要對(duì)基于人工智能的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐進(jìn)行了深入探究。

關(guān)鍵詞:人工智能;機(jī)械設(shè)計(jì)制造;自動(dòng)化

1? 人工智能概述

人工智能不僅是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的重要組成部分,也是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的典型性技術(shù),以其深入了解智能化的本質(zhì),基于人類思維與意識(shí)模擬仿真制作智能機(jī)器。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)等都屬于人工智能研究領(lǐng)域,所以人工智能是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的綜合性技術(shù)。在人工智能萌芽時(shí)期,即計(jì)算機(jī)技術(shù)階段,計(jì)算機(jī)技術(shù)剛衍生,只實(shí)現(xiàn)了在局部領(lǐng)域的應(yīng)用,尚未實(shí)現(xiàn)廣泛普及。在此時(shí)期,社會(huì)生產(chǎn)方式依舊是手工,人工智能技術(shù)雖已出現(xiàn),但在日常生產(chǎn)生活中并未有效發(fā)揮作用。在電子信息技術(shù)快速發(fā)展時(shí)期,在日常學(xué)習(xí)生活工作中網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用隨處可見。人們對(duì)于人工智能的了解依舊處于表層,認(rèn)知程度較淺,此時(shí)還未實(shí)現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域的深層運(yùn)用。而隨著人們的精神需求不斷強(qiáng)化,已逐漸意識(shí)到了人工智能的重要作用,從而在一定程度上推動(dòng)了人工智能技術(shù)的發(fā)展。人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣泛普及的時(shí)期,雖在生產(chǎn)生活中得以普遍應(yīng)用,但技術(shù)尚不成熟[1]。

2? 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化基于滿足人們多元化需求,還需具備信息能量轉(zhuǎn)換功能,這時(shí)獲取所需信息的必經(jīng)流程。機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化系統(tǒng)從設(shè)計(jì)制造到功能整個(gè)過程,都始終具備此核心要求,其促使產(chǎn)品與技術(shù)有機(jī)融合,構(gòu)成了相對(duì)完善的自動(dòng)化系統(tǒng)。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括兩項(xiàng)相關(guān)內(nèi)容,即機(jī)電一體化與機(jī)電一體化產(chǎn)品。其中還包括設(shè)計(jì)制造功能,如此便可滿足人們的多元化使用需求,且決定其功能的關(guān)鍵在于內(nèi)部有機(jī)關(guān)聯(lián)組成的結(jié)構(gòu)。市場(chǎng)上各式各樣的機(jī)械產(chǎn)品都具備各自優(yōu)勢(shì)特性,在科學(xué)技術(shù)更新發(fā)展趨勢(shì)下,機(jī)械自動(dòng)化創(chuàng)新在占據(jù)市場(chǎng)份額與擴(kuò)大產(chǎn)品占有率層面發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。而科學(xué)技術(shù)投入不斷增加,機(jī)械設(shè)備功能也越來(lái)越完善。所以,機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)展需以科學(xué)技術(shù)為載體,在既有基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新優(yōu)化[2]。

3? 基于人工智能的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐分析

3.1 機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

人們通過人工智能設(shè)計(jì)體現(xiàn)自身思維與創(chuàng)造能力,在社會(huì)逐漸進(jìn)步趨勢(shì)下,現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念在不同層面有所分歧。尤其是在現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)與制造乃至營(yíng)銷、售后服務(wù)等所有層面,都引進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)。據(jù)此可知,傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式早已不能滿足現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展需要,所以有效解決,機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域必須根據(jù)實(shí)際情況引進(jìn)人工智能技術(shù)。多元化人工智能技術(shù)可在一定程度上推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)方式方法趨向于多元化,由于屬于智能系統(tǒng),在整個(gè)設(shè)計(jì)中,致力于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化,并在最大程度上減少設(shè)計(jì)中主觀因素的影響。此外,不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式,現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)計(jì)中引進(jìn)人工智能技術(shù),具有顯著優(yōu)勢(shì),其既能夠長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài),又能夠有效節(jié)約人工時(shí)間與成本,還能夠?yàn)楣ぷ魅藛T提供多樣信息存儲(chǔ)方式,以便于日后查詢學(xué)習(xí)。由此可以看出,隨著人工智能的加入,機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域獲得更多新發(fā)展機(jī)遇,且有效突破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)局限性。

3.2 機(jī)械制造中的應(yīng)用

在機(jī)械制造中積極引進(jìn)人工智能技術(shù),不僅可提升生產(chǎn)效率與能力,還可有效保障產(chǎn)品質(zhì)量?;谌斯ぶ悄芗夹g(shù),機(jī)械制造過程可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與處理相關(guān)功能。所以,利用人工智能技術(shù)可更精確化控制機(jī)械制造過程,避免受到外界要素與環(huán)境的影響,從而顯著提升生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。與此同時(shí),人工智能技術(shù)的引進(jìn),還可以自動(dòng)化處理分析與調(diào)整生產(chǎn)過程,以此更大程度上滿足人們對(duì)不同產(chǎn)品的個(gè)性化需要。此外,人工智能可以通過技術(shù)實(shí)現(xiàn),明確評(píng)估設(shè)備故障點(diǎn),如果在某階段系統(tǒng)出現(xiàn)故障,人工智能技術(shù)便可通過發(fā)揮自身功能,實(shí)時(shí)檢測(cè)分析客觀數(shù)據(jù)信息,以快速準(zhǔn)確定位故障,發(fā)現(xiàn)故障原因,以便于工人及時(shí)采取措施加以診斷解決[3]。

3.3 信息處理中的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化主要依賴于電子信息的信息傳輸體系實(shí)現(xiàn)信息傳送,然而此過程極易發(fā)生各種各樣的問題。尤其是在輸入或輸出海量信息的時(shí)候,經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些不可預(yù)估的錯(cuò)誤,從而引發(fā)嚴(yán)重影響。這主要是由于機(jī)械電子系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性與可靠性相對(duì)不足,為有效解決此問題,必須在信息處理環(huán)節(jié)切實(shí)引進(jìn)人工智能技術(shù)。由于人工智能技術(shù)可準(zhǔn)確全面監(jiān)測(cè)信息傳輸過程中電子信息系統(tǒng)的具體狀態(tài)與穩(wěn)定性,所以可有效保障信息輸入或輸出的準(zhǔn)確性與可靠性。這樣一來(lái),才能夠更順利地開展信息處理工作,進(jìn)而為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),發(fā)揮有效的輔助作用。

3.4 故障診斷中的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化整個(gè)過程具備一定的復(fù)雜性,且在此過程中需處理計(jì)算海量數(shù)據(jù),即建模與論證過程便需通過大量公式進(jìn)行計(jì)算推導(dǎo),而此過程如果完全依賴于人工進(jìn)行計(jì)算處理,不僅極易發(fā)生計(jì)算失誤,還會(huì)耗費(fèi)更多時(shí)間和精力,這會(huì)直接影響整個(gè)生產(chǎn)過程。因此,需積極引進(jìn)人工智能技術(shù),以自動(dòng)化分類歸納信息,提高計(jì)算精確度,從而防止后續(xù)環(huán)節(jié)失誤或故障發(fā)生。與此同時(shí),通過人工智能還能夠?qū)C(jī)械故障進(jìn)行有效評(píng)估診斷,先把機(jī)械監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息基于人機(jī)界面?zhèn)鬏斢谙到y(tǒng),然后推理機(jī)基于正向推理機(jī)制與規(guī)則獲取診斷結(jié)果,提出專家意見,最后基于檢索獲得歷史類似案例,根據(jù)案例計(jì)算分析相似度,以實(shí)現(xiàn)機(jī)械故障診斷。

3.5 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中人工智能技術(shù)應(yīng)用最具代表性的就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)即通過人類神經(jīng)系統(tǒng)仿真,構(gòu)建的電子信息系統(tǒng),主要特性在于存儲(chǔ)量較大,能保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的精確性與安全性。具體來(lái)講,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)際上就是通過模擬結(jié)構(gòu)分析局部數(shù)據(jù),然后通過數(shù)據(jù)分析結(jié)果獲得參與值。就結(jié)構(gòu)角度而言,神經(jīng)元結(jié)構(gòu)具備緊密性與穩(wěn)定性,所以,可促使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化。因此,即使是需要處理海量數(shù)據(jù)信息,神經(jīng)元系統(tǒng)也能夠在一定程度上保障精確性,而在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中,涉獵的數(shù)據(jù)信息都能夠基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加以計(jì)算分析與儲(chǔ)存[4-5]。

4? 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在科學(xué)技術(shù)快速更新發(fā)展趨勢(shì)下,社會(huì)生產(chǎn)與人們?nèi)粘I顡?jù)此衍生了巨大變化,生產(chǎn)效率與質(zhì)量不斷提高,生活節(jié)奏逐步加快。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化中科學(xué)應(yīng)用人工智能技術(shù),即在機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、信息處理、故障診斷等層面的應(yīng)用,不僅可顯著提升工作效率與水平,還可推動(dòng)各領(lǐng)域朝向智能化方向發(fā)展。而且從其他角度看,機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化也在很大程度上為人工智能技術(shù)提供了實(shí)踐平臺(tái),二者彼此推動(dòng)與發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

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