浅谈人工智能在机械制造中的应用与渗透
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作者:张俊
摘 要：人工智能在各行各业的广泛应用充分显示了其发展优势，从机械制造的角度出发，深入分析了人工智能在这一行业显现出来的推动结构转型，提高生产效率以及创新生产流程等多方面的应用优势。综合现阶段机械制造行业的发展需求，提出了机械制造应当与软件的智能化设计相融合、与故障诊断和修复相适应等两方面的智能化设计要求，对未来人机互动模式、集成机构设计以及制造性能等方面的智能化应用前景进行了展望，旨在提升和发展人工智能在机械制造行业的应用优势。
关键词：机械制造 智能化 发展趋势
中图分类号：U284.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）07（b）-0004-02
时代在不断发展，社会也不断前进，机械制造和产品想要跟上时代的脚步，也应该提高自身性能，更加节约能源，使自己的操作更加简洁方便，其中智能化在人们心目中的地位尤其高，而智能化在劳动力密集型所起的作用也非常大。经济正在快速发展，劳动力的价格也不断上升，这对很多企业尤其是制造业类型的企业是非常不利的，更是成为了我国产业结构转型升级的阻碍。科技不断发展进步，计算机数据技术、信息数字化技术等高新技术的崛起使得机械制造的智能化得以快速发展，成为机械设计制造及自动化的一股潮流。
1 智能化对于机械制造的意义
1.1 推动转型升级，提高制造业水平
20世纪30年代，许多欧美国家兴起了机械制造智能化的潮流，我国的智能化发展相对落后，在少部分地区仍旧延续以前的机械制造方式，这主要体现在一些中小型企业，人工劳动力仍旧是企业生产的主要动力，这对企业的发展和升级必定会产生阻碍。而在经济全球化的环境中，更加应该努力发展机械制造智能化，紧跟时代潮流。所以，勇于创新，大力发展机械制造的智能化，已经成为了我国的迫切需求。而做到这些，也势必可以促进我国制造业的发展，推动我国经济产业的转型升级，使我国产品走向更加广阔的世界。
1.2 提高生产效率，减少人力成本
机械制造智能化发展的根本目的就是在此，因为人力成本在机械制造业中的比重正在逐渐增大，有时候甚至比原材料的成本还要高，这成为了企业极大的经济负担，所以只有努力发展机械制造智能化，才能够缓解这个问题，增加企业利润。而在现代制作业中，企业的生产已经不再需要过多的劳动力，只需要操作人员将科技人员编写好的程序输入到相应的设备和系统，再放入所需要的零件和材料，机器本身就可以自行运转，减少了多余劳动力，可以极大的降低人力所带来的成本，节约了经济成本。
1.3 改造生产流程，提高制造精度
在需要很多人工劳动力操作的生产加工环节，由于人工始终存在误差，不能做到完美，所以产品的质量和精度几乎不可能做到完美。加入机器人，是机械行业实现智能化的一条捷径，因为机器人具有智能化的设备和软件，所以它能够代替人类完成更加完美的制造，同时也可以让整个生产加工的流程更加简单明了，更加科学流畅。由于机器人的种种优点，越来越多的企业开始使用机器人，这在一些高精尖的行业中更为常见。
2 机械制造智能化的设计要求
2.1 机械制造硬件与软件的智能化设计
只有硬件基础发展到一定的高度，机械制造的智能化理念才能够得到实现，同时，机械制造智能化能够发展，也必须建立在这个基础上。光靠设计机械制造并不能达到目的，与之相关的软件技术也必须发展起来，比如：电子信息化技术，计算机技术等，只有机械制造的软件系统和硬件系统同时发展起来，相互合作，互相幫助，才能够提高机械制造的操作水平，使机械制造的系统更加简单易操作。想要实现这一目标，机械制造的设计必须跟上，第一步就应该做到融合各种软件技术，充分发挥机械制造应有的作用，改善原有的设计技术。与之相比，在智能化机械制造中，计算机数据控制处理技术十分重要，但也相对复杂。要想机械制造可以自主运行，完成指令，计算机数据控制处理技术就需要处理不同的信息，并及时分析反馈这些数据，这就要求机械制造的自动控制技术可以达到更高的标准。
2.2 机械制造故障诊断和修复的智能化
有时候因为设备硬件结构不够完善，机械制造是必然会产生故障的，而人工诊断和修复对此收效甚微，不能够完全解决，但是智能化技术的发展，让我们看到了故障彻底修复的希望。使用智能化手段，机械制造在工作过程中可以全面分析是否有故障，如果有，也能够及时分析和诊断，大大节约了时间成本。其中能否高效可行地处理机械故障，取决于传感信号的强弱和信息的处理程度。所以，想要提高机制造故障诊断和修复的效率，就必须改善信息处理的状态，强化机械制造智能化。
3 机械制造智能化的发展趋势
3.1 人机互动更为完善，操作体验更为简便
机械制造智能化确实在不断发展，但这并不能完全取代人的作用，因为机械制造也是由人来操控的。而计算机数据处理技术也为智能化的机械设备实现人机之间相互交流提供了帮助。数据化功能也让操作人员了解了充足的信息，使得人机信息的交流更加简洁、方便。CDA等软件的使用，弥补了手工制图的缺点，使得设计周期变短，节约许多时间，提高了设计的精确程度。多媒体技术发展壮大，它的声像，图文信息处理技术非常厉害，操作人员通过这种技术可以及时监控机械制造过程中的故障，并及时的进行修正，为机械制造的智能化处理提供了坚实的基础，对企业的生产提供了极大的助力，并且有利于企业的管理层的发展。 3.2 结构设计更加集成，功能体现更加柔性
科学技术在不断地进步与发展，机械制造领域也在不断改进，明显的模块化和集成化的趋势就可以看出。智能化的机械设备物理体积日益变小，但是功能却更加丰富，机械制造系统也可以应对更多的生产要求，完成更多的生产条件。可以说，机械制造的模块化在某种程度上给出了机械制造企业发展的目标，而机械设备的微小和柔软具有巨大的优势，因为这是生产和市场更加需要的。通过加强集成化和模块化的数据，数控系统可以变得更加灵活，发挥更加多样的功能，所以可以使产品的功能更加的多样化，本身也可以有更多的变化，极大地提高机械制造的灵活性，满足越来越变化，多样的市场需求，满足更多用户的需要。
3.3 制造性能更加高效，制造過程更加智能
更加精细的加工制造，微型机械等科学技术的进步与发展使得现代制造智能化不断前进。机械制造设备上一般都安装了很多的传感器和单片传感器，因为这样可以大大增强机械制造的精确度，更好地发挥出机械制造设备的能力。随着纳米技术获得了极大的发展，极有效果地在机械、电子设备中和材料技术中应用，与此同时，机械制造智能化也获得了飞快的发展。未来机械制造的根本内容很有可能是纳米技术和超精密加工技术的结合，这也极大地增强了机械制造智能化，使得机械制造获得了更高的效率，在这样强大的技术支持下，产品也会变得更加可靠，更加让人信服。
机械制造的智能化不仅会有以上方面的发展，它也会多方位，全角度地发展，更加绿色化，节能化。并且随着计算机网络的不断进步，不同机械设备网络也形成了一个整体，有利于其在机械制造领域的推广，让越来越多的人可以体验到机械制造智能化，提高智能化设备使用的效率。与此同时，机械制造的环境将随着智能化的不断提高，也将会取代以前产生的不良环境，变得，更加环保。这样来说，既能避免对环境过于污染和破坏，也有利于操作人员的身体健康。
参考文献
[1] 韩春鸣.机械制造基础[M].北京：化学工业出版社，2017.
[2] 王世敬，温筠.现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械，2017（11）：21-24.
[3] 田春光，姚锡凡，张毅.计算智能及其在机械制造中的应用研究[J].组合机床与自动化加工技术，2017（6）：6-8.
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