人工智能技术在机械自动化中的应用
时间：2022-12-04 08:30:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
新乡市职业教育中心 杨华君
在社会不断进步的过程当中，人们获取到了越来越多新的技术手段，例如科技手段、工业化生产等，这些手段促进了各行各业的飞速发展，且随着信息化时代的到来，人们对于工业生产过程不再停留于传统的以人力为主或者以机械制造为主，而是通过结合信息化技术、人工智能等技术实现机械自动化。本文从人工智能技术的发展历程及人工智能技术在机械自动化中应用的优势出发，探讨了人工智能技术与机械自动化的关系，并介绍了现阶段人工智能技木在机械自动化中的应用，最后对人工智能技术在机械自动化中的优质应用提出了一些策略。
机械自动化能够大幅度提升工业生产的效率，实现对生产成本的可持续优化利用，人工智能技术在机械自动化中的应用也能够节省大量的人力资源，在大幅度提升企业的经济效益的同时促进社会经济发展。因此对于人工智能技术在机械自动化当中的应用进行进一步的研究对于推动我国机械自动化技术领域的可持续发展有着重要意义[1]。
人工智能技术最早是美国计算机学者约翰·麦肯锡在1956年提出的，时至今日人工智能已经经历了60多年的发展历程，并在发展的过程当中经历了三次高潮和两次低谷。人工智能技术第一次的研究热潮在1965年到1975年之间，这一阶段诞生了人工智能代表产物Eliza聊天机器人，这是人类首次将计算机程序当中的简单推理放入到以人类作为外形的机器人当中，但由于其受到其他机能的制约并没有被人们广泛认可，因此人工智能技术在20世纪70年代后期出现了第一次低谷。此后，在20世纪80年代至90年代，计算机技术有了突破性进展，各种复杂的拟人化逻辑推理与算法在各个领域得以有效运用，人工智能技术的第二次研究高潮来临。而人工智能技术的第三次高潮是2006年到至今，这一阶段大数据、云计算以及人工智能算法等相继涌现，人工智能技术迎来了前所未有的黄金时代，这一时期人工智能技术的代表作是家喻户晓的AliphaGo[2]。现阶段的人工智能技术已经越来越成熟，智能手机、智能家电等在生活当中随处可见，人工智能技术的应用也向更大的领域进行扩展，被广泛应用于机械工程、军事工程、科技研发等各个领域。
（1）将生产过程当中的结果数据化呈现：人工智能技术应用到机械自动化当中时可以对生产过程当中的各项数据进行收集和处理并且处理非常高效准确。同时人工智能技术可以将整个生产情况以智能化图表和文字的形式呈现出来，还可以根据操作者所要观察的目的呈现出图片与数据相结合的动态化模式，使生产数据的分析更加便捷、直观。
（2）提高生产效率与控制精度：人工智能技术应用到机械自动化当中时采用的芯片是CPU芯片以及RISC芯片，这类芯片的控制精度更高，在生产过程当中可以利用多个CPU系统同时开展工作，使整个生产过程更加高效，控制精度的指标更高。
（3）控制系统更加简洁完善：传统的机械自动化控制系统比较繁琐且操作比较复杂，而人工智能技术将多个操作系统集中于一个操作体系当中，使系统与系统之间的调节变得更加简单，使管理人员的操作更加便捷。并且人工智能技术能够通过内部的智能算法将机械自动化系统之间有机联系起来，各个子系统能够协调合作对缺失的功能进行补偿，这也使传统的机械自动化更加完善，加强了对整个生产过程的控制效果。
（1）人工智能技术在实践当中的应用主要是以计算机技术为基础应用到各种新兴产业当中的。由于现阶段计算机和信息技术在各个行业当中都得到了广泛的应用，在推动各个行业发展的同时也取得了自身技术的不断革新和进步，因此企业为了在市场竞争当中更具优势，纷纷通过应用科学技术、提升信息化建设来拓宽自己的发展渠道，为自己谋求更多的资金投入，在这样激烈的市场竞争背景下比信息技术更加人性化的人工智能基础应运而生。但总体而言，我国的人工智能技术在各个行业当中的实践应用仍处于摸着石头过河的阶段，但这并不妨碍人工智能成为未来各个行业争相追逐的“顶流”。
（2）机械自动化在实际应用过程当中主要包括机械化的发展与变革、自动化的应用以及其中搭载的电子信息技术。在应用的过程当中需要根据机械化工程的实际以及企业的生产情况为基础，与电气工程、电子信息等技术相互结合。而现阶段随着我国工业化发展的逐渐成熟和经济发展速度的提升，机械自动化应用的越来越广泛，为我国工业生产提供了极大的便利，是国民经济增长过程当中不可或缺的助力。
从上文可以看出，机械自动化的过程离不开基于信息系统对产品生产信息、机械运作信息等进行输入和输出，进而通过编程实现机械的自动化，将这些信息传递到控制系统当中进而运用到实际生产操作过程中来达到提高生产效率的目的[3]。然而在实际操作中这一过程并不容易，因为在初期的编程过程、数据的输入、机械的运行、操控的精准等各个环节都存在许多不稳定因素，有可能出现信息时效性不强或者信息传输错误等一系列情况，对整个系统造成损害或者影响产品质量。尤其对一些具有复杂生产工艺的产品进行机械自动化生产时，控制人员需要输入庞大的数据并且对整个自动化控制程序进行精细的分析与处理，这些繁杂的数据极易出现传输错误的情况，这样就无法实现对生产过程的精准控制，甚至还会在系统当中遗留一些操作安全隐患。因此为了降低机械自动化的失败率，提高操作的有效性和精准性，控制人员需要对整个机械自动化过程进行有效的检测和控制，而人工智能技术就是解决这些问题的关键，人工智能技术能够依托各种智能化技术对机械自动化全程进行“巡逻”，对系统当中的数据进行精准监测或者基于以往故障对系统当中可能出现的隐患进行预测并及时发出提醒，一方面提升了繁杂信息输入的准确性，另一方面降低了机械自动化运行风险。
4.1 智能数控技术
智能数控技术指的是通过在机械运行的过程当中通过输入各种数字代码来对机械进行操控的过程，通过在生产过程当中使用电脑来控制机械生产程序来减少人力资源的消耗，控制人员只需要在生产开始之前设计好电脑程序即可。自工业革命发展至今，随着我国生产规模的不断扩大，各行各业对于机械加工的需求量也在不断增多，传统的由人工操纵机械进行加工的方式已经无法满足生产需求，并且人工的机械生产方式也无法实现许多高精度、高质量的产品生产，因此许多生产已经被机械自动化所取代。而智能数控技术作为机械自动化当中的核心技术，通过智能化的计算机编码程序来更加精确的控制生产设备，只需要启动计算机程序机械就能全程进行自动化生产，并且在生产过程当中控制人员还可以通过网络调节设备参数达到不同要求、不同质量产品的生产。可以说智能数控在机械自动化当中的应用大力促进了我国工业由传统化向现代化的转变，也为社会各界的生产进步提供了有效的技术支撑。
4.2 生产管理当中的智能化和虚拟化
（1）机械自动化能够为企业带来更大的经济收益，使整个生产过程更加便利。但由于经济全球化的发展，企业在不断的拓展业务，在这一背景下将人工智能技术应用到机械自动化当中能够通过智能化程序将生产环节与企业内部各个业务环节智能联通，便于提升生产、后续的销售和管理环节的整体效率。即便在业务量激增的情况下，人工智能系统也能让管理者在第一时间获取到生产一线的实时数据，便于根据订单随时调整生产计划，人工智能技术还可以对收集到的数据进行自动优化和整理，依据当前市场的变动给出生产预测。（2）现阶段人工智能技术还常常与电子信息技术以及多媒体技术结合起来，应用到虚拟技术当中。虚拟技术的原理就是对某一产品的生产过程进行模拟和仿真然后结合人工智能技术进行编程应用到机械自动化当中。虚拟技术在机械自动化当中的优势主要是在进行实际生产之前，通过对生产全程的模拟来检测生产过程当中可能存在的漏洞与故障，而后通过人工智能技术分析这些问题产生的原因并采取相应的解决措施，在最大程度上保证机械自动化在正式生产时的稳定运行。
4.3 人工智能技术在故障诊断当中的应用
在社会进入工业化阶段之后，各种各样复杂的机械设备充斥在人们生产和生活当中，对于设备的故障检修也成为了十分重要的研究课题。在机械自动化过程当中，从最开始的传统单一参数诊断、单一故障检修逐渐向多因素、综合化诊断与检修发展，而且随着人工智能技术的应用对于机械自动化当中的诊断也越来越精确。首先人工智能技术的应用能够为机械自动化提供更加智能的诊断方法，通过对运行参数、设备运行时间、生产过程当中的程序进行全面的分析能够更加科学的对故障进行归因并提出合理的解决方法。其次，现阶段在人工智能技术当中人工神经网络的研究、模糊理论、模糊逻辑系统等也被应用于机械自动化的故障诊断中，通过将故障参数放置到人工智能信息化相关知识库当中进行匹配能够深层次的寻找设备故障的原理并不断对设备进行优化，不仅能做出风险预测还能集设备故障检测与设备维护为一体，大大的提升了机械自动化设备的使用寿命[4]。
5.1 进一步加强配套设施的建设
要想使人工智能技术在机械自动化当中发挥更好的效果，一方面要进一步加强配套的基础机械设备，让这些设备自身体系更好的辅助主要机械设备进行生产过程；
另一方面也要加强人工智能系统的配备，使人工智能技术更好的配合机械自动化实现生产效率的提升[5]。并且要加强机械自动焊技术过程当中各个环节上零件设备、计算机技术等设施的配备，将整个自动化生产线不断的改进，促进自动化控制系统的完善。
5.2 重视人工智能技术人才的培养
要想使人工智能技术在机械自动化当中应用的更加科学与专业，就离不开对专业人才团队的建设与培养。现如今随着我国工业生产规模的不断扩大，在机械自动化当中人工智能类专业人才的需求量比较大，为了满足各行各业的人才需求，首先机械自动化产业要与各大高校通力合作；
一方面聘请更加专业的高素质人工智能技术毕业生进入企业内部工作，为机械自动化提供强有力的技术支持，另一方面企业可以为高校提供实训基地，培养一批又一批实践技能与专业技术融会贯通的人工智能技术人才。此外企业还可以聘请将人工智能技术应用到机械自动化应用当中，具有丰富经验的一线工人对本企业的技术人员和操作人员开展讲座。
5.3 提升人工智能技术的柔性化与可视化
人工智能技术应用到机械自动化当中，大大提升了生产过程当中的自由度，机械自动化产品生产的方向越来越以市场需求为导向[6]。在未来发展的过程中，人工智能化技术应该更加人性化，根据市场需求以及消费者对产品性能的需求更加细化机械自动化生产过程，进一步促进生产过程的柔性化，结合实际需求完成生产过程中生产任务的调整，促进企业的发展更好的满足市场需求。此外，人工智能技术在机械自动化当中的应用还应该大幅度提升可视化操作界面，在应用的过程当中借助更多的直观数据及图片对生产过程进行展示，在方便生产管理工作的同时提升操作效率。
5.4 不断明确自身发展方向
当人工智能技术应用于机械自动化当中时，通过机械的力量和互联网的操作取代人力，其终极目的是解放劳动力实现更加高效性和系统性的生产。如今随着人工智能技术在机械自动化当中应用的越来越广泛，人工智能技术应该基于机械工程学科的具体情况与特点，不断发展人工智能技术，使机械自动化变得更加灵活，为机械工程行业的发展带来更大的收益。人工智能技术研发人员也必须明确自身的发展方向，对我国机械自动化的发展历史及各项技术原理进行深入研究，同时也应该吸取其他国家人工智能技术在机械自动化当种应用的经验，借鉴国外先进技术，在不断丰富自身理论体系的同时培养对于机械自动化技术创新的意识，在实践与理论相结合的过程中研发出更多适用于机械自动化的人工智能技术。
综上所述，人工智能技术在机械自动化当中的应用为我国生产行业提供了更加广阔的发展前景。因此相关部门应该进一步加强人工智能技术在机械自动化当种应用的研发资金投入和政策支持，积极促进人工智能技术与机械自动化的融合。相关的技术人员也应该从技术角度不断提升机械自动化系统的个性化与灵活性，不断推动机械自动化的革新与优化，助推整个行业的进步与发展。
引用
[1] 胡荣耀.人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践[J].中阿科技论坛(中英文),2020(11):76-78.
[2] 梁宗厚.机械自动化中人工智能的渗透与应用[J].信息记录材料,2020,21(8):106-107.
[3] 孙后法.人工智能技术在机械设计制造自动化中的创新应用[J].新型工业化,2021,11(8):79-80.
[4] 苗垒.人工智能在机械设计制造及其自动化中的应用探析[J].当代化工研究,2021(9):175-176.
[5] 刘建军.人工智能在机械设计制造及自动化中的应用[J].造纸装备及材料,2021,50(3):43-45.
[6] 丁枢新.人工智能在机械制造及其自动化中的应用分析[J].新型工业化,2021,11(5):107-108.
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