基于人工智能的机械设计制造及其自动化实践
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作者:姚宇轩
摘 要：在社会经济快速发展趋势下，人类社会逐渐走进了机械化、自动化、智能化的人工智能时代。随着我国机械制造水平的快速提升，机械技术与自动化技术实现了在各个领域的广泛应用，特别是工业生产行业。机械技术的实践应用，可在很大程度上提升生产效率，节约人力、物力、财力，还可有效保证生产质量，从而造就了现代化社会对机械设备的依赖。目前大多数生产活动都已与机械密切相关，以此为机械设计制造行业带来了全新的发展机遇。该文主要针对基于人工智能的机械设计制造与自动化实践进行了详细的分析。
关键词：人工智能 机械设计制造 自动化
1 机械设计制造原则
1.1 满足机器功能需求
机械设计制造应严格遵守满足机器功能需求的原则，所有机器都应就自身功能在各个领域实现有效运用。就工业生产角度而言，机械设计制造应满足能量、物质、信息三大要求。机械设计制造及其自动化应分别优化处理所输入的物质、能量、信息，以输出具备相应特质的物质、能量、信息。机械设计制造及其自动化在满足功能需求时，主要划分为两方面，即机电一体化与机电一体化产品。机械自动化系统的综合性较强，其中专业领域涉及设计、制造、满足所需的特定功能，其中满足特定功能为机械设计制造重中之重。
1.2 以先进技术创新设计
一般情况下，分類系统或产品都是以产品功能为依据。以物质加工为关键，加工机器基于物质输入与信息能量加工，转变为另一位置与形态的产品，并加以输出，此方面产品大体是纺织机械与印刷机等。而基于能量加工，动力机械转换能量与信息，可输出不同形式能量，即热能转变为动能的内燃机。就信息转化为根本，机器处理所输入信息与能量，再输出文字、图像、声音等信息，信息机器主要是计算机与传真机。
2 机械设计制造及其自动化的优势作用分析
2.1 可保证生产安全
在生产过程中，保证安全性与稳定性十分关键，即质量安全与人身安全。从我国机械生产实现广泛应用以来，由于机械导致的人员伤亡重大事故屡见不鲜，这主要是因为机械设计制造使用工具相对落后，企业与员工操作时，未有效采取科学合理的安全保障措施，从而遗留事故隐患，最终导致安全事故发生。机械设计制造及其自动化生产是一个完整的、系统的生产过程，既能够提升生产效率与水平，又能够实时监控机械设备运行状态，以便于可针对突发事故采取有效应对策略，在出现紧急状况时可以快速准确控制，进而大大降低事故发生几率，保证整个生产过程安全稳定。
2.2 可提升生产效率
机械设计制造及其自动化的应用可在很大程度上提升生产效率与自动化水平。传统生产过程中，存在大量人工操作环节，人为错误或者疏忽极易出现，直接影响整体生产效率。而自动化系统应用于机械设计制造，可基于自动化技术精确化计算与自动化处理，避免手动操作误差，降低由于疏忽造成的隐患，进而显著提高生产效率与质量。并且，机械设计制造及其自动化可通过预先设定生产过程，精确化优化设计，以确保生产进度与产品质量。
2.3 便于维修调整
机械设计制造及其自动化，可针对不同客户生产需要，通过调试生产设备数据，便可生产出各种各样的产品。在产品质量自检与在线检测中也十分便利，可快速发现其中存在的问题，并及时采取有效应对措施加以解决，以此保障产品质量。机械设计制造及其自动化具备多重复合功能，适用于各种产品需要，能满足各种用户产品需要。此外，在系统出现故障时，可自动化采取保护措施，强迫故障设备及时停止运转，避免生产人员接触故障设备，从而保证设备与人员双重安全。
3 基于人工智能的机械设计制造及其自动化发展趋势
3.1 绿色化
当下生态污染问题日益严重，怎样有效保护环境已成为一项长期、系统的任务，否则将会直接威胁人类生存。尤其是在物质生活水平不断提升的现状下，人们开始高度重视生态环境保护问题，积极采取措施改善生态环境，防止环境污染与资源浪费。机械设计制造行业也不例外，所以，绿色环保化也是机械设计制造自动化的一大主要发展趋势。对此，选择原料、使用材料、回收材料时，都必须充分基于环保角度，以便于可实现绿色生产与绿色产品生产。与此同时，机械设计制造及其自动化技术的优化与应用既能够为生产企业带来良好经济效益，又能够充分实现绿色环保生产目标，并基于社会大众环保节能要求，就生态需求，提升机械利用率，避免不必要的资源浪费，从而实现机械生产绿色环保化发展。
3.2 智能化
随人工智能时代的到来，机械设计制造发展主要趋势是智能化与自动化的有机结合。智能化就是机器行为基于控制理论制造，结合人工智能、计算机技术、心理学、生理学等多学科领域，并进行逻辑智能化仿真模拟训练，促使机械产品形成独立的逻辑思维评估与推理决策能力，进而实现机械产品的有效操控。目前一些机械产品已具备了良好的智能化特性，但是未来机械设计制造行业将会朝向智能化与自动化有机融合发展方向，从而实现我国机械产品应用水平全方位提升。
3.3 机电一体化
机电一体化即通过既定方式方法合理操控机械技术与电子信息技术，实现二者有机结合，从而获得新型技术。机电一体化技术是一项复合技术，与多项技术相关联，具备强大的支持基础。因此，在机械设计制造中引用机电一体化技术，可科学有效提高机械设备生产效率与水平，提升产品质量。第一，机电一体化技术在实践应用时，具备较高的精确性，可显著降低误差出现几率。一般来讲，机械设计制造过程非常繁杂，而通过机电一体化技术可生动形象地呈现整个生产过程，以便于理解掌握。第二，机电一体化技术具有其自身独特性，在使用时，安全系数较高，可提供安全、稳定的工作环境。机电一体化技术使用成本较高，部分中小型企业受资金限制难以实现合理应用，但是大型机械企业在设计制造过程中已广泛应用，且备受机械管理人员与操作人员欢迎。这主要是因为机电一体化技术在使用前需投入既定成本，然而后续使用可有效节约人力、物力等各种资源，且能够快速提升机械设计制造效率与水平，保证产品质量，从而为企业带来良好的综合效益，推动企业实现长远稳定发展。
3.4 产品设计虚拟化
传统产品设计时，工作人员需以图纸为载体完成机械制造，并且在图纸设计完成之后，还需反复确认，再利用各式各样的画图软件实现辅助性设计内容，从而有效控制整个生产过程。而在机械设计制造及其自动化过程中，可通过虚拟化产品设计过程，实现对产品设计的全面评估与完善。其中产品内容虚拟化更大程度上是体现于通过信息化技术手段实现短期内产品设计内容，从而提高生产设计工作的效果。
4 结语
综上所述，机械设计制造及其自动化已经实现了在我国农业、工业、虚拟设计等各个领域的广泛应用，并为各行业发展做出了巨大贡献，在很大程度上提高了此领域发展的现代化进程。而为了保证机械设计制造行业的稳定长远发展，相关企业还需不断地积累丰富的经验，优化与完善相关技术，从而为各个相关行业提供更优质的服务，进而推动我国社会经济的健康、可持续发展。
参考文献
[1] 程洪岩.机械设计制造及自动化发展方向探究[J].科学技术创新，2016（14）：58.
[2] 戚成龙.机械设计制造及其自动化中计算机技术的应用分析[J].时代农机，2018，45（5）：240.
[3] 陈强，王译晨，吴昊阳.浅析机械设计制造及其自动化发展[J].南方农机，2017，48（3）：115.
[4] 高广宇，杨萧，郭鑫.浅析机械设计制造及其自动化的应用优势以及发展趋势[J].四川水泥，2016（11）：230.
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