人工智能技術應用于機械設計

來源:投稿網(wǎng) 時間:2024-03-28 10:00:04

一、人工智能。

人工智能，簡稱人工智能，是一種新興的人工智能技術，通過開發(fā)、創(chuàng)造和加工技術，賦予產品類似于人類的思維和意識，從而實現(xiàn)智能生產和制造。它本質上是計算機科學的重要組成部分，人工智能技術側重于智能理論、方法和應用。此外，為了提高技術的可操作性，人工智能技術實現(xiàn)了語言學、心理學、人文科學等相關學科的整合。可以說，人工智能的出現(xiàn)是技術發(fā)展的產物，其發(fā)展使人類向智能生活邁出了一大步。隨著人工智能技術的應用，機器還可以增加傳統(tǒng)的復雜而危險的任務，只能由一個人完成，甚至比人類做得更好，大大解放了勞動生產率。人工智能技術的發(fā)展是一種趨勢，是一種基于技術發(fā)展的技術優(yōu)化，提高了整體機械制造效率[1]。

二是人工智能在機械設計、制造和自動化方面的優(yōu)勢。

(1)人工智能生成機械設計。

生成設計是人工智能在機械和一般產品設計中的良好應用。人工智能技術具有學習能力，可以根據(jù)用戶指定的標準設計新產品，或智能優(yōu)化現(xiàn)有產品，以提高穩(wěn)定性、耐久性或效率。例如，產品設計師可以指定最終設計中使用的最大原材料數(shù)量或最小強度公差。然后，該算法將找到一些有效和可行的設計來滿足這些條件。創(chuàng)造性設計被廣泛應用，包括汽車車身和發(fā)動機部件的設計，以提高燃油效率，延長使用壽命。人工智能在機械設計中的應用價值在于機械設計本身具有很高的精度，人工智能滿足機械設計的需要。

（2）人工智能技術推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

人工智能技術應用于機械設計，是利用技術促進企業(yè)實現(xiàn)金融等效益目標的重要技術。人工智能本質上可以提高發(fā)展效果。借助大數(shù)據(jù)技術，可以實現(xiàn)企業(yè)收集運營數(shù)據(jù)的優(yōu)勢。在時間的推移下，人工智能技術也在進行更智能的設計迭代。預計到2025年，全球人工智能產業(yè)將達到590億美元的市值。到2030年左右，僅歐洲人工智能市場的市值將達到1.8萬億歐元，約為2萬億美元。這一發(fā)展趨勢非常迅速。這突出了人工智能在推動經(jīng)濟發(fā)展方面的優(yōu)勢。研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)經(jīng)濟原則在歐洲的廣泛應用有助于經(jīng)濟復蘇，這對歐洲經(jīng)濟起著重要作用。近年來，人工智能的應用廣度和應用深度不斷增加。一個重要原因是經(jīng)濟的一個重要組成部分是自上而下的。將用戶和售后市場數(shù)據(jù)集成到智能產品設計中，有助于使工業(yè)機器和復雜的消費品更容易使用，更耐用，降低機械維護頻率，提高整體經(jīng)濟價值。

(3)人工智能規(guī)避生產風險。

在人工智能的改進作用下，機器人可以安全地與人一起執(zhí)行一些危險的任務，在執(zhí)行任務的過程中，機器人可以承擔大部分的物理風險。在工業(yè)生產領域，工業(yè)機器人可以代替人們做一些復雜而長期的工作，特別是在一些危險而復雜的工作環(huán)境中，如焊接重型部件就是最簡單的例子。在原子能工業(yè)中，機器人可以處理有害材料。由于機器人在工業(yè)生產中承擔了大量的無聊和危險的工作，它可以避免許多職業(yè)病、工傷和其他問題，降低工業(yè)生產的成本。預計2022年以后，焊接行業(yè)可能會出現(xiàn)崗位短缺的問題，因此該技術的發(fā)展已成為主要目標。在這里部署智能機器是一項將現(xiàn)有人才轉移到更高復雜性、更高報酬的工作，或者可能會節(jié)省更多的工作成本和材料。這也適用于需要安全、高效處理大量材料或客戶性能高度準確的分銷和制造設施。

(4)人工智能降低生產成本。

人工智能早期投資較多，但后期回報較大。據(jù)統(tǒng)計，每個適合中小企業(yè)的工業(yè)機器人的價格約為1萬美元，相當于7萬元。一些用于大型設備的高精度多軸機器人的成本高達100萬元。以年人均工資5萬元為例。如果中小企業(yè)引進機器人代替人，成本可以在一年半左右收回。專業(yè)操作人員的工資不止這些。2021年以后，人工智能的應用優(yōu)勢將更高。隨著技術的進步，機器人的成本將逐漸降低。智能機器是將現(xiàn)有人才轉移到更復雜、更高報酬的工作，或者更安全但更精致的工作，可能會節(jié)省大量的成本和材料。這也適用于安全、高效地處理大量材料或客戶高度準確的配送和制造設施。

三是自動化生產中人工智能的發(fā)展趨勢。

（1）提高人工智能的創(chuàng)造力和技術解決方案的效率。

雖然人工智能近年來一直在發(fā)展，但如果沒有固定的程序指導，機器人就不會像人類那樣具有與生俱來的情感，也不會產生這種情感。在工業(yè)中，工人們可以相互交流，分析不同情況下的問題，并及時處理緊急情況。機器人按照特定的程序思考。一旦環(huán)境突然改變，機器可能會癱瘓，甚至發(fā)生安全事故。因此，在實際開發(fā)過程中，有必要提高機械自動化生產的智能水平，提高人工智能在自動化生產中的價值[3]。

（2）降低人工智能操作難度，提高技術簡單性。

由于人工智能技術將控制機器結構，但許多控制都具有很高的復雜性，這也導致了操作難度系數(shù)的提高。如果要做好工業(yè)設計和生產工作，使用工業(yè)機器人的相關人工智能技術操作人員需要進行專業(yè)培訓。如果操作不當，即使是一個簡單的動作也可能導致巨大的安全事故。根據(jù)程序輸入模式，工業(yè)機器人可分為編程輸入和教學輸入。如果是一個簡單的過程，手工實現(xiàn)可能會更有效。目前，由于人工智能領域人才短缺的限制，降低人工智能的操作難度可以提高技術的應用價值。因此，在實際管理過程中，需要不斷降低人工智能的實際操作難度，使人工智能的應用更加簡單有效。

四、機械制造自動化中人工智能的實際應用案例。

在煤礦生產領域，人工智能發(fā)揮了很大的主導作用。礦井里到處都是大型機器，人很少。礦用卡車的工作環(huán)境相對單一，駕駛距離相對較短，重復。這是一個非常適合無人駕駛的領域。相關企業(yè)也在這方面進行了研究。自2008年以來，自動運輸系統(tǒng)（AHS）已經(jīng)獨立開發(fā)，因為取消了駕駛室，車輛更加平衡，四輪驅動，四輪轉向，甚至四輪承重。與此同時，前進和后退的概念變得模糊，沒有必要轉身，使車輛更加移動。例如，2016年，小松的無人駕駛礦用自卸車直接取消了駕駛室。無人駕駛汽車的出現(xiàn)與傳統(tǒng)的礦用自卸車沒有太大的不同。但卡車使用無線網(wǎng)絡和障礙物檢測技術來實現(xiàn)無人駕駛[4]。在其他領域，人工智能技術也得到了廣泛的應用，如無人駕駛港口轉移AG。

五，結語

總之，目前，人工智能技術在我國機械制造領域發(fā)展迅速，提高技術的應用優(yōu)勢更加突出。基于機械化的發(fā)展，人工智能技術拓展了發(fā)展空間，利用技術優(yōu)勢提升了行業(yè)體驗，增強了現(xiàn)代市場經(jīng)濟發(fā)展的可能性。