人工智能在机械加工及其自动化过程中的应用

随着社会发展和现代科学技术的进步，我国对于人工智能技术的研究也在不断推进。作为一种新兴技术，人工智能在人们的日常生活中应用逐渐开始更加广泛，例如智能家居、智能汽车、智能机器人、智能停车场等等，在人们的日常生活中随处可见。这些设备应用核心技术均为人工智能。而随着现代科技的发展，整个人工智能技术的进步也是一日千里。人工智能可以模拟人的思想和意识，并把这种智能技术应用到产品中，让它具备自主学习、推理、判断和适应的能力。当前，机械制造业可以向各类工业企业供应各种机械设备和零部件，因此，机械制造业是实现工业现代化和工业自动化的根本。所以，要全面提高机械的设计、制造和自动化水平，就需要将人工智能技术与机器的制造工艺相结合。但从当前的情况来看，与发达国家相比，我国在机械设计制造及其自动化领域中的应用还存在着许多问题，需要深入研究这些问题，提升人工智能技术在机械设计制造及其自动化领域的应用水平，才能更好地推动机械制造产业的良性发展。

一、人工智能技术概念

随着科技的飞速发展，人工智能（简称 AI）技术逐渐成为当今社会关注的焦点。作为一种模拟人类智能的先进技术，人工智能在各个领域都展现出了强大的潜力和广泛的应用前景。本文旨在严谨地解析人工智能技术的概念、发展历程、应用领域及其带来的影响，以帮助读者更好地理解和把握这一新兴技术的内涵与外延。

（一）人工智能的定义

人工智能是一种模拟人类智能的计算机科学，其核心思想是让计算机具备一定程度的感知、认知、学习、推理、决策等能力，从而使其能够完成复杂的任务。人工智能技术涵盖了机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等多个领域，通过这些技术的综合应用，使计算机系统具备了一定的智能水平。

（二）人工智能的发展历程

人工智能的发展经历了漫长而曲折的过程。自 20 世纪 50 年代以来，随着计算机技术的不断发展，人们开始探索如何让计算机具备更高级的智能。经历了从符号主义、连接主义到深度学习的不同阶段，人工智能技术逐渐成熟并得到了广泛应用。特别是在大数据和云计算等技术的支持下，人工智能技术取得了突破性进展。

二、人工智能在机械加工及其自动化过程中的应用

（一）模糊推理系统的实际应用

在人工智能中，有一个很重要的系统叫作模糊推理系统，这种系统类似于人类的人脑，在数据传递上，设计与转换工作，主要是由诸如语言之类的学科知识来完成。在机械设计与制造工作中运用模糊推理技术，能够对海量数据进行精确的解析，并能有效地对其进行有效地处理，为实现机械设计与制造的自动化提供可靠的保证，对提高产品的质量具有重要的意义。然而，在运用模糊推理系统时，它既有诸多优势，又有其不足之处，如，系统连通性的不稳定，因此，科技人员应该继续强化技术的改善与创新，使其更加完备，使人工智能模糊系统的功能得以更好地发挥。

（二）机械故障诊断

随着社会生产力和科技水平的提高，机械设备日益复杂化，当机械设备出现故障时，维修人员难以通过人工手段迅速定位出故障原因，给使用设备的个体或群体造成巨大的经济损失。而人工智能的引入，使得这个问题得到解决。通过将人工智能与机械故障诊断相结合，领域专家能够通过传感器对机械设备、设施等敏感部件进行检测，并通过对各部件的数据进行反馈，对故障产生的原因及位置进行初步分析，从而对机械设备的运行状况进行判定。人工智能技术是传感器正常工作的基础，但是，由于机械装备内部结构复杂，各种零件相互交织，维修人员可以通过零件的构成来判断故障的种类，但是在现实中，维修人员很难将视线延伸到机器内部。人工智能技术的应用，能够辅助维修人员，在机器出现故障时，对机器的内部部件及状态进行分析，并快速地对数据进行分析。基于此，领域专家可以根据设备的结构、系统的故障历史等进行故障运算，从而高效地判断出设备故障的原因及位置。当前，人工智能在机械故障分析方面的应用技术尚不成熟，所以，在实践中可以采用人工智能技术对故障数据进行梳理，并结合专家分析融合，对其进行分析，从而使其更好地进行分析。

（三）在数控机床设计控制中的应用

人工智能技术在机械设计制造领域中的应用还可以体现在自动化控制技术上。在对数控机床进行操作的过程中，可以对现有的测量信息进行分析和计算，观察使用参数是否符合约束要求。比如，在镗孔当中，其切削条件是不能产生太大振动，即便产生振动，也要观察其振动幅度是否在可允许范围以内，需要经过多次实验来测得。在机械设计制造中，主要是由数控机床运行来实现的，然而，在自动化控制系统中存在工业机器人配合中心，该中心的存在给机械设计制造提供了良好契机。也正是因为该中心支持，可对数控机床进行严格控制。但自动化控制技术的应用需得到计算机系统帮助，这也意味着企业需安装计算机系统才能引入自动化控制技术。与传统控制系统相比，自动化控制系统优势更为显著。在小批量机械产品的设计和生产过程中，自动控制系统可以有效地完成工作，既节省了时间，又减少了能源消耗，具有很高的性价比。现在，自动控制技术已经被越来越多的应用到了机械设计和制造中，已经渗透到很多的加工过程中，而且，在机械制造公司中，已经被大规模地采用了自动化控制技术，在充分利用自己的技术优势的同时，将其与生产实践相结合，从而促进我国的机械制造业的发展。

（四）人工智能在机械设计制造及其自动化中故障诊断的应用

机械设计：制造及其自动化流程是高度复杂的，并且对各种数据的要求非常准确，常常要进行数据的运算，比如在建立模型和证明的时候，要使用很多的计算公式和推导、演算，如果完全依靠人工计算，不仅费时费力，而且还存在着很高的误差，对生产效率和生产质量造成了很大的影响，因此，有必要利用人工智能的精度和运算速度，对自动归纳和信息归类，保证计算结果的准确性。而且运算速度也很快。此外，在机械设计制造和自动化过程中，还可以通过人工智能技术对各种设备的运行状况进行精确的诊断，通过人工智能技术中的人机交互接口，对机器的操作数据进行实时监控，并通过前向推理规则和推理机制对结果进行分析，在发现异常时，可以迅速地实现智能化的自动调节。

结论：

在当今信息化的大环境下，我国机械产品的开发向生态化、模块化和虚拟化方向发展。将人工智能技术科学、合理地运用于机械设计制造领域，可以提高企业的生产率，推动其健康、平稳发展，符合科技强国的发展趋势。在未来的工程实践中，还要继续完善与创新，使人工智能技术更好地应用于机械设计与制造。

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