人工智能在机械设计制造及自动化中的应用分析

人工智能在机械设计制造及自动化中的应用分析

陈清华

身份证号：510622198711094814

摘要：近年来，人工智能技术被认为是实现人类第4次工业技术革命的核心，人工智能技术在各行业中的有效应用，为提升生产效率和精细化水平提供了可靠的保障。而现代机械设计制造行业的发展过程中，高精尖的设备发展趋势，对机械设计制造提出更高要求，同时也迫使行业思考打破传统机械设计制造的路径。人工智能技术作为最具代表性和潜力的现代技术，利用计算机的信息处理优势，可以为机械设计制造提供多种类型的解决方案。例如在保证设计合理性、生产效率、生产质量控制等方面，自动化与人工智能技术的应用已经让行业看到人工智能技术的应用潜力。因此，在机械设计制造行业的发展过程中，应当深入开展人工智能技术的应用研究，为我国机械设计制造行业的升级转型打下良好的基础。

关键词：人工智能；机械设计制造；自动化；应用

1人工智能概述

（1）人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI。是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。作为计算机学科的分支之一，其在20世纪70年代被称为世界三大尖端技术之一（能源技术、人工智能、空间技术）。在21世纪，同样数据三大尖端技术之一（人工智能、基因工程、纳米科技），人工智能以理解智能实质为导向，试图生产出与人类智能相似的智能机器，人工智能领域研究方向包括图像识别、机器人研发等，自人工智能出现以来，随着理论与技术的完善，其应用领域持续拓展，是未来发展的趋势之一，有望成为人类智慧的“集合”。（2）现阶段，我国机械设计与工业生产的过程中，人工智能技术主要应用在数字化、智能化控制和机器仪表控制等方面。人工智能设备依托于信息化技术与计算机技术，有效提升机械设计制造业的生产效率，节省了人力物力的同时，降低了企业综合投入的成本。相较于传统的机械设计生产过程，依托于人工智能进行的机械设计制造只需要设置好精准的数值，即可对实际生产过程与机械设计进行控制，解决以往传统机械设计制造中运算缺乏准确度的问题[1]。

2机械设计制造及其自动化的意义

2.1推动产业转型升级

随着机械设计及其自动化技术的不断创新与进步，其在推动产业转型升级中的关键作用愈发凸显。传统的机械制造业受限于人工操作的效率和精度，往往难以应对日益复杂多变的市场需求。而现代机械设计及其自动化技术的运用，通过引入先进的控制算法、高精度传感器以及智能决策系统，实现了生产流程的自动化和智能化。这不仅极大地提升了生产效率和产品质量，还使制造业能够迅速响应市场变化，开发出更具创新性和竞争力的产品。同时，技术变革还推动了制造业向更加绿色、可持续的方向发展，通过减少能源消耗和废弃物排放，为构建环境友好型社会作出了积极贡献。因此，机械设计及其自动化技术的不断发展，不仅为传统制造业注入了新的活力，更在推动整个产业链升级和优化方面发挥着至关重要的作用。

2.2提高生产效率

机械设计及其自动化技术的引入，不仅提升了生产效率，更在多个层面优化了生产流程。通过精确控制和自动化操作流程，该技术显著减少了人为错误和干预，从而提高了产品质量和生产稳定性。在传统的生产方式中，人为因素往往导致生产效率的不稳定和产品质量的波动。而自动化技术则通过智能设备和系统，实现了对生产过程的精准监控和调整，确保了生产的连续性和稳定性。此外，自动化技术还通过减少对人力的依赖，释放了劳动力，使员工能够专注更高级、更有创造性的工作。这不仅提高了员工的工作满意度和生产效率，还为企业创造了更多的价值。同时，自动化技术还能够实现对生产资源的优化配置，减少能源消耗和浪费，为企业的可持续发展提供了有力支持。

2.3优化行业结构

机械设计及其自动化技术的广泛应用，不仅促进了行业结构的优化，更推动了整个社会的经济进步。随着技术的持续进步，机械制造业对高技能、高素质人才的需求日益增加。这种需求不仅促使了教育机构和企业加大人才培养的力度，还推动了人才结构的优化，为行业注入了新的活力。自动化技术的普及，不仅提升了机械制造业的效率和品质，更促进了该行业与其他产业的深度融合。例如，机械设计与电子、信息技术等领域的结合，催生了智能制造、工业互联网等新型产业形态，为社会经济发展注入了新的动力。跨界合作与创新，既拓宽了机械制造业的发展空间，也为整个社会带来了更多的经济增长点和就业机会[2]。

3人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用

3.1CAD智能设计应用

CAD智能设计应用是人工智能技术在机械及自动化中最为常见的典型案例。相较于传统的制造业排版方式，CAD可将所制造产品数据点、线、面联结到一起，便于产品的设计与制造实现，同时也可基于自身所集合的专家、神经网络等系统及算法，对机械及自动化系统的结构、参数等进行优化，提高系统性能和效率，为机械制造过程提供诸多指导。此外，通过人工智能机器学习和优化算法，CAD可以自动化地生成最优的设计方案，进而提高设计效率和质量。

3.2工业化生产制造方面

随着中国工业制造的崛起，智能化生产成为当前传统制造业转型的发展目标。一方面，人工智能技术被应用于工业机器人系统中，使其具备自主感知、学习和决策能力。例如在机械制造领域，制造商通常将协作机器人通过预设，来自动完成复杂的装配、焊接、喷涂等工作，提高工业生产效率和质量。同时，协作机器人还能够在大型仓库中找到并检索物品，充当额外的帮手。许多传统制造企业还会利用智能优化算法来实现对生产过程中的质量控制，并通过分析传感器数据和图像识别，实时监测产品质量，进而自动调整生产参数，确保产品符合标准要求，另一方面，人工智能技术的出现进一步强化了工业生产制造的智能调度与优化过程，例如通过模拟人脑神经系统，实现工业化生产制造模式识别和数据处理，通过分析生产数据和实时需求，智能系统可自动优化生产计划和资源分配，提高生产效率和资源利用率[3]。

3.3信息监控

（1）应用人工智能技术后，在机电设备的运行过程中传感器可对异常现象进行检测，及时向设备运行人员通报预警信息，有效保护工作人员的人身安全。（2）在机械工程领域，由于超声波感染和自动化识别的科学性和合理性，从而使得在机械设备的识别中能够精准辨识物体。此外，在设计和制造机器时，动态控制模型相对复杂，难以确定，人工智能技术可以为机器设计和制造的顺利运行提供有效保障，有效降低该过程中发生安全事故的可能性，促进更高效的机械设计和生产操作。

3.4数据处理

（1）通过数字化电子信息远程控制传输系统，使得工业机器人能够快速高效地传输有关机电产品及其自动化的信息。但由于机电系统本身存在许多不稳定因素，在信息传递过程中，特别是在输入大量信息后，易发生故障，通过该技术的应用，有效提高了电子信息系统传输数据的安全性，确保信息输入和输出的准确性，促进自动化进程的可持续性和健康发展。（2）使用人工智能技术处理数据，可以保障数据处理的安全稳定性。传统机械系统进行设计和制造时，容易因不稳定性而导致系统信息传输过程出错，造成系统错误。AI技术具有高效处理信息的能力，并含可以将各类信息准确传送到指定区域的强大数据分析系统，这使得AI技术可提升机器智能信息处理能力。如果在生产过程中发现数据出错，系统会立即提醒，自动修复或停止生产，减少损失[4]。

4结语：综上所述，通过学习了解先进人工智能技术的特点,以及当前我国人工智能技术的发展情况,指出人工智能技术对于机械设计制造方面的重要意义，了解虚拟制造技术和数字与智能化技术在生产过程中的可行性,以便更好地满足实用性的需求。以人工智能技术促进生产力与生产效率的提升,在机械设计、制造、质量管理和流程管理等领域具有十分重要的推广意义。

参考文献：

[1]陈林.现代人工智能技术在机械设计制造中的应用[J].模具制造,2023,23(10):184-186.

[2]汪小杰.人工智能技术在机械设计和生产制造领域的应用[J].玩具世界,2023,(04):54-56.

[3]刘晓凤,邱恺琳.基于3D打印技术的机械产品设计应用研究[J].鞋类工艺与设计,2023,3(04):39-41.

[4]何茜.基于“机器视觉+深度学习”目标检测的皮革表面缺陷检测系统研究[J].中国皮革,2023,52(11):59-63.