洪溥，張錦

（山西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030000）

隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的人工智能技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用到機(jī)械制造中，對(duì)其影響日益顯著。就機(jī)械制造的特點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其相關(guān)性工作均具有重復(fù)性、高危險(xiǎn)性及高負(fù)荷性的特點(diǎn)，而人工智能技術(shù)的引入可很大程度上克服生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本。更重要的是，隨著人工智能技術(shù)的爆發(fā)式發(fā)展，其通過(guò)新的思維方式、新的技術(shù)方法、新的目標(biāo)使機(jī)械制造更加的智能，以往的生產(chǎn)模式得到了較大的改變。因此，進(jìn)一步在機(jī)械制造中大力推廣和應(yīng)用人工智能技術(shù)尤為必要，值得深入分析探究。

1 機(jī)械制造中常用的幾種人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)擁有分析、處理與學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的能力，且可以不斷學(xué)習(xí)制造系統(tǒng)的復(fù)雜調(diào)度處理，在不斷的學(xué)習(xí)與自控制過(guò)程中賦予制造系統(tǒng)智能化這一特性。所使用的人工智能技術(shù)已經(jīng)可以參與機(jī)械制造的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)等環(huán)節(jié)中，在此過(guò)程中可以發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言生產(chǎn)等相關(guān)性技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升機(jī)械制造效率與質(zhì)量。

（1）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：目前所使用的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不單單是一個(gè)演示媒體，更是一個(gè)設(shè)計(jì)工具，其已經(jīng)滲透至機(jī)械制造的各個(gè)環(huán)節(jié)中。比如，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將機(jī)械制造以三維模型的形式展示出來(lái)，其中的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)可以直觀展示到設(shè)計(jì)師與制造工程師眼前，可以即時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題及時(shí)予以解決。除此之外，機(jī)械制造中的生產(chǎn)測(cè)試工作較為復(fù)雜，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用其中后，一方面，可以對(duì)系統(tǒng)測(cè)試流程做細(xì)致的調(diào)整與調(diào)整；另一方面，可以更加方便地調(diào)整和修改模塊，實(shí)用性更強(qiáng)。

（2）深度學(xué)習(xí)技術(shù)：深度學(xué)習(xí)技術(shù)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一種特殊類(lèi)型，作為一種包括諸多人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，深度學(xué)習(xí)技術(shù)在大數(shù)據(jù)所支持的分類(lèi)判決與模型識(shí)別中有廣泛的應(yīng)用。在機(jī)械生產(chǎn)制造過(guò)程中，深度學(xué)習(xí)技術(shù)可以對(duì)所產(chǎn)生的實(shí)際數(shù)據(jù)作系統(tǒng)的歸納總結(jié)，并借助深度學(xué)習(xí)方法構(gòu)建模型，以此對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)診斷，獲得精準(zhǔn)的診斷信息。

（3）專(zhuān)家系統(tǒng)：專(zhuān)家系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)械制造中一些復(fù)雜環(huán)節(jié)中，協(xié)助或執(zhí)行自動(dòng)決策。一方面，專(zhuān)家系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械制造過(guò)程中所產(chǎn)生的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，為執(zhí)行系統(tǒng)反饋相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，比如，設(shè)備性能參數(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行錯(cuò)誤參數(shù)，以此幫助執(zhí)行系統(tǒng)預(yù)測(cè)機(jī)械制造的運(yùn)行障礙，盡早處理故障問(wèn)題。另一方面，根據(jù)積累的歷史數(shù)據(jù)，專(zhuān)家系統(tǒng)可以及時(shí)針對(duì)相關(guān)的故障問(wèn)題提出解決對(duì)策，執(zhí)行運(yùn)營(yíng)決策方案并執(zhí)行。目前，所使用的專(zhuān)家系統(tǒng)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)故障模式的分類(lèi)，依據(jù)故障性質(zhì)設(shè)計(jì)相匹配的形態(tài)分析方法，從而盡早消除安全隱患。

（4）機(jī)器人技術(shù)：機(jī)器人技術(shù)是近年來(lái)在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用的人工智能技術(shù)，這一技術(shù)可以將生物識(shí)別技術(shù)、深度學(xué)習(xí)算法等技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)化機(jī)器人的智能性。在機(jī)械制造過(guò)程中，可以將機(jī)器人應(yīng)用到一些人類(lèi)不便操作或危險(xiǎn)的任務(wù)中，不僅可以提升生產(chǎn)制造效率，而且可以降低人為操作的風(fēng)險(xiǎn)與成本，應(yīng)用前景十分廣闊。

2 機(jī)械制造中人工智能技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn)

人工智能技術(shù)具有十分強(qiáng)大的思維能力與創(chuàng)造能力，這對(duì)開(kāi)展機(jī)械設(shè)計(jì)工作十分有利。隨著近年來(lái)機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理念已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，機(jī)械制造設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、制造環(huán)節(jié)及售后服務(wù)等諸多環(huán)節(jié)均引入了人工智能技術(shù)，在加快機(jī)械制造自動(dòng)化、專(zhuān)業(yè)化及智能化方面有十分重要的意義。

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，目前所引入的人工智能技術(shù)趨于多元化，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中可以減少主觀因素對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響，從而提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。另外，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式相比，以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)技術(shù)可以長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)。其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在兩方面，一是可以節(jié)約機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中的成本，同時(shí)，為設(shè)計(jì)人員提供更加豐富、精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)信息。二是可以為工作人員提供更多形式的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)方式，方便后期查詢(xún)學(xué)習(xí)?？偟膩?lái)說(shuō)，人工智能的技術(shù)的應(yīng)用，很好地改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，為機(jī)械設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了諸多的機(jī)遇，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性。

2.2 機(jī)械制造中的應(yīng)用要點(diǎn)

機(jī)械制造是整個(gè)機(jī)械生產(chǎn)工作的重要環(huán)節(jié)之一，可以直接影響和決定機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。將人工智能技術(shù)引入機(jī)械制造中不僅可以提升生產(chǎn)效率與能力，還可確保產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，借助人工智能技術(shù)可對(duì)機(jī)械制造實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與處理，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，機(jī)械制造環(huán)節(jié)人工智能技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）基于人工智能技術(shù)，可以更加精準(zhǔn)地控制機(jī)械制造過(guò)程，機(jī)械制造過(guò)程中不易受到外界因素的影響，生產(chǎn)質(zhì)量可以得到有效的保障；（2）基于人工智能技術(shù)，機(jī)械制造環(huán)節(jié)可以被自動(dòng)化分析處理，并根據(jù)實(shí)際情況即時(shí)調(diào)整生產(chǎn)流程，在控制生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，滿(mǎn)足人們對(duì)產(chǎn)品的個(gè)性化需求；（3）人工智能技術(shù)可以對(duì)制造過(guò)程中所存在的故障問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，若某個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在故障問(wèn)題，人工智能技術(shù)可以在第一時(shí)間對(duì)故障的相關(guān)信息進(jìn)行分析，客觀評(píng)估數(shù)據(jù)信息，精準(zhǔn)定位故障，為工作人員故障維修提供參考意見(jiàn)。

2.3 信息處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

以往所使用的信息處理工具有較大的局限性，無(wú)法正確處理相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，從而影響機(jī)械制造質(zhì)量。比如，依托電子信息的信息傳輸體系，雖然可以很好地處理運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息，但在海量信息的輸入輸出環(huán)節(jié)中極易出現(xiàn)故障問(wèn)題，分析原因在于這一電子系統(tǒng)本身有不穩(wěn)定和不可靠特點(diǎn)，無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)械制造數(shù)據(jù)處理需求。因此，為有效解決機(jī)械制造過(guò)程中信息處理這一問(wèn)題，必須在信息處理中引入人工智能技術(shù)。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人工智能技術(shù)可以全面監(jiān)測(cè)信息傳輸過(guò)程中存在的問(wèn)題，尤其是可以監(jiān)測(cè)電子信息系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，提升海量信息輸入輸出的穩(wěn)定性與可靠性。目前，通過(guò)將人工智能技術(shù)加入信息處理中，不僅可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的信息處理目標(biāo)，而且可以提升機(jī)械制造的自動(dòng)化實(shí)踐能力，對(duì)推動(dòng)機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)化和智能化有著十分重要的意義。

2.4 故障診斷中的應(yīng)用要點(diǎn)

機(jī)械制造過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)雜性的故障問(wèn)題，對(duì)機(jī)械制造效率與質(zhì)量均有較大的影響。比如，機(jī)械制造及運(yùn)行過(guò)程中有一定的復(fù)雜性，過(guò)程中會(huì)涉及較多的海量數(shù)據(jù)，尤其是在建模與論證過(guò)程中需要開(kāi)展計(jì)算推導(dǎo)，單純依靠人工必然會(huì)存在計(jì)算失誤的風(fēng)險(xiǎn)。因此，引入人工智能技術(shù)十分必要。在人工智能技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可以借助其自動(dòng)化分類(lèi)歸納信息的優(yōu)勢(shì)對(duì)相應(yīng)的計(jì)算流程進(jìn)行精準(zhǔn)控制，提升計(jì)算的精確度。另外，在計(jì)算過(guò)程中，通過(guò)人工智能技術(shù)可以對(duì)所存在的運(yùn)行故障問(wèn)題進(jìn)行診斷，先將機(jī)械監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于系統(tǒng)中，待診斷后提出專(zhuān)家意見(jiàn)，最后基于歷史數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算故障的相似度，若與歷史數(shù)據(jù)相類(lèi)似，則可以盡快開(kāi)展故障排查工作。

2.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是機(jī)械制造及自動(dòng)化生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中最具代表性的人工智能技術(shù)，有十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。目前所使用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)是一種經(jīng)人類(lèi)神經(jīng)系統(tǒng)仿真所得到的電子信息系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)在于存儲(chǔ)量大、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)精確性與安全性高。在機(jī)械制造過(guò)程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以先對(duì)局部數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬分析，而后通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)獲得參與值，即便是海量數(shù)據(jù)的處理，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也可以快速且精準(zhǔn)地完成，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造智能化有十分重要的作用。除此之外，隨著神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的性能更加強(qiáng)大，可以加強(qiáng)機(jī)器深度學(xué)習(xí)的能力，人工智能會(huì)越來(lái)越聰明，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)化、智能化裨益良多。

3 結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)的應(yīng)用為機(jī)械制造提供了新方向和新思路，有助于推動(dòng)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，有十分廣闊的應(yīng)用前景。以后可以進(jìn)一步加大人工智能技術(shù)的研發(fā)力度，機(jī)械制造中在應(yīng)用更多的人工智能技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械制造的自動(dòng)化。