机械制造业与人工智能的应用关系探讨

机械制造业与人工智能的应用关系探讨

摘要：本文主要分析了机械制造的发展方向，重点研究了人工智能技术在机械

制造的应用，通过人工智能技术在机械制造中的应用，可以有效的提升机械制造

业整体的生产效率和质量，为可持续性发展奠定坚实基础。

关键词：机械制造；发展方向；人工智能技术

引言：目前，着重发展机械制造业，是振兴我国经济的关键战略之一。因此，需要加强对机械制造和人工智能两方面的研究，让人工智能技术推动机械制造业

的进步。

1机械制造业的发展

自我国加入WTO之后，机械制造业获得了巨大的发展机遇，同时也面临着更大的挑战。现代工业对于制造技术提出了更高的要求，也对制造业发展起到推动

作用。我国机械制造业面临着严峻的发展形势，企业要想提升竞争力，需要做到

产品设计周期和制造周期短，性价比高，能够提供更好的售后服务。在二十一世

纪中，机械制造将朝向3个方向发展：（1）高速度。机械制造提升速度也就是

提升加工效率，减少能源浪费，使制造成本降低。而高速度的机械制造则要求加

工设备、机器结构配置等得到合理的提升，以便提升加工的效率。（2）高精度。机械制造对于产品精度的要求将会越来越高，高精度加工将成为必然趋势，需要

配合使用高精度机床。（3）绿色化。机械制造将朝着减少污染、推动国家可持

续发展的方向发展。例如，目前机床上装备了防护装置，对于切屑以及冷却液进

行全面的防护。还具有回收排屑以及冷却液的装备，使用最新型的冷却技术，对

于废气、废油进行再利用，避免对环境造成污染。

2人工智能在机械制造中的应用

2.1在机械设计中的应用在机械设计中，机械制造和人工智能技术的结合，需要技术人员能够根据机械功能确定指标，展开综合判断。设计人员需要对数据进

行全面的分析，开展机械制图。这样就对设计人员提出了更高的要求，需要设计

人员具备一定的知识、经验，因为在进行机械设计的时候，无法通过计算的方式

建立模型。应用人工智能技术赋予CAD智能化特征，提升CAD系统处理信息的

能力，包括集成知识、决策功能以及推理。在智能化系统的作用下，在机械设计

的过程中，需要展开全面的分析，提升设计效果，让机械设计凸显出智能水平。

2.2在机械制造上的应用

在机械制造业中，生产制造活动是主体，首先需要制定对应的生产计划，需

要考虑到多个方面的因素，在多个计划方案中选择最合适的的一个方案。在传统

的制造工艺中数学模型并不能得到应用，人工智能技术的出现实现了数学模型在

制造工艺中的应用[3]。通过人工智能系统构建数学模型，制定智能化的生产计划。智能系统能够全面分析各种因素，通过成立明确的目标、设定动作序列，让生产

制造的水平得到提升。例如：在机床上的应用，人工智能技术的应用能够让机床

工作质量和加工的效率得到进一步提升。

2.3在诊断故障上的应用

在机械制造业发展的过程中，对故障诊断的处理是十分常见的检修项目，诊

断故障是在特定的规范下，对异常问题进行原因分析，让机械系统中存在问题的

位置暴露出来，同时提出处理异常问题的方案。机械系统包含三方面内容，第一

是全面监测系统故障；第二针对故障的内容展开全面的分析；第三需要针对故障

信息提出恰当的解决方案。在机械系统中，如果遇到故障问题，需要利用故障问

题进行原因分析，这是一个比较复杂的推理过程。一般情况下，还需要在专业技

术人员的经验和技能的帮助下展开判断，但是受到人为因素影响较大，很容易造

成错误判断。在这方面应用人工智能技术之后，系统能够对运行状态展开实时的

监控，在短时间内发现故障问题并进行分析，从而快速的解决故障。

2.4在机械电子上的应用

随着机械制造业的规模逐渐扩大，电子结构逐渐向着简单化发展，虽然在电

子系统中使用的元件越来越少，但其能够实现的性能也越来越多。由于电子系统

中的内部结构相对复杂，所以电子系统运行的过程中，一般使用数学方法展开处理，而要想提升电子系统的复杂性，数学方法并不能实现系统升级，还需要依赖

于人工智能技术。在电子系统中应用人工智能技术将知识信息作为基础，在应用

过程中并不存在无法解决的问题。人工智能技术提供了新思路。例如：在汽车内

部的智能化信息系统中，能够实现实时通信功能，能够对道路信息进行及时的收集，然后反馈给驾驶员一个最佳路线[1]。同时电子系统提供预警功能，在感应到

即将撞到周围物体的时候，就会发出警示，引起驾驶员的注意。智能的电子系统

增强了汽车驾驶的安全性，提高汽车的人性化设计。

3 重视人工智能对机械制造业的影响

3.1 优化产业结构、提高生产效率、改变分工格局

一方面，人工智能将逐步淘汰某些制造业部门。人工智能会替代某些产品的

功能，这类产品所属的行业则会随之不断萎缩直至消失。制造业中一些传统机械

装备及与之配套的零部件制造可能面临市场萎缩的风险，不具有人工智能功能的

传统电子信息产品也将面临巨大的升级压力。另一方面，人工智能将彻底改造某

些行业。人工智能与传统制造产品融合，短期内体现为提供一些新的功能，但最

终会彻底颠覆产品和产业的架构。例如，人工智能驱动的无人驾驶取代传统汽车后，交通系统、法律法规、汽车的销售和使用方式，以及以汽车为核心的商业生

态系统都会发生革命性变化。未来，智能化将成为绝大多数产品的标准基础功能

之一，几乎所有的制造业产品都将因其改变。同时，人工智能及相关行业将发展

为新的支柱产业[2]。作为一项通用目的技术，人工智能在各个产业、各个领域都

有巨大的应用空间。

3.2 抓住发展机遇、增强制造业竞争力，充分利用优势、围绕重点突破

3.2.1 充分利用综合优势，实施逆向整合战略。我国在制造环节实现人工智能

应用场景优化及商业布局方面具有优势，应充分利用这些优势，进一步整合利用

全球创新资源，尤其是人工智能基础技术、核心技术及关键零部件、装备领域方

面的创新资源。要鼓励龙头制造企业以应用技术上的优势、庞大的国内市场和较

强的资本力量为后盾，加强与国际领先企业在核心技术、关键技术方面的研发合作，尽可能地融入发达国家的当地创新网络，逐渐积累能力。

3.2.2 编制制造业人工智能技术战略（路线）图，并定期修订，帮助各界及时、准确地把握人工智能技术及产业的发展趋势。要更为关注制定技术战略图及研判

发展趋势的过程，在这一过程中，不仅要形成对人工智能技术发展趋势的共识，

而且要形成学术界与产业界之间的知识交流与互动，推动有关方面围绕人工智能

技术发展方向及可能的突破口进行深入交流和探讨，促进知识融合、扩展和深化，为技术创新与应用发展奠定基础。

3.2.3 加强人工智能对制造业转型升级的促进作用。在新一轮国际分工格局中，我国需慎重选择人工智能发展的重点领域和方向，着力打造特色，向高端环节发力。应该看到，制造业是我国国际竞争力较强的部门，应审慎把握人工智能的投