人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用.pdf
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1、 技术与创新 技术与创新 2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料2024 年 第 2 期 总第 227 期 造纸装备及材料100摘要:随着我国现代工业化水平的不断提高,智能化、自动化机械设备的设计与制造是我国工业制造业发展的趋势。人工智能技术是大数据信息时代研发并广泛应用于人们生活生产中的一种新型信息化技术,融合信息数据模拟与机械设备功能拓展,以及信息延伸等多项技术内容,在机械设备制造过程中主要应用类型为 BP 神经网络、模糊控制理论与故障诊断系统等形式,推动了机械设计制造及其自动化产业的进一步优化升级,实现对机械设备的多元化管理。基于此,文章简要概述了人工智能技术的内涵,
2、分析了机械设计制造及其自动化中的人工智能技术,并提出了人工智能技术在机械设计制造及其自动化中实践应用,以推进工业制造产业的智能化发展。关键词:人工智能技术;机械设计制造;BP 神经网络分类号:TH122;TP18我国信息化科学水平的快速提升,推动了我国工业机械制造产业的迅速发展,导致人们对工业生产中机械设计制造及其自动化技术的提出了更高的要求。与传统的机械设计制造及其自动化技术相比,基于新时代人工智能技术的机械设计制造技术打破了现阶段我国工业生产的固有模式,更新优化了机械设计制造方式,助力工业生产产业的升级,同时有效提高了机械设计制造及其自动化的信息化建设水平1。因此,作为我国重要经济支撑产业
3、之一的工业生产制造,必须加强智能化、自动化建设的改革与创新。文章将以人工智能技术为研究对象,探讨人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的实践。1 人工智能技术概述人工智能技术的出现是信息化时代科学技术发展的重要体现,是一种以机器学习、深度学习以及计算机视觉为代表的多元化智能算法与技术形式2,一方面,增强了智能化设备的自动化性能,提高了机械设备感知与学习的能力,能够完成复杂性更高的口令任务;另一方面还可以实现机械设计制造及其自动化生产水平的提高。人工智能技术是融合多个学科的综合性技术,研究包括常见的智能机器人、人脸识别技术以及虚拟 3D 技术等。现阶段,虽然人工智能技术广泛应用于人们的日常生活生
4、产中,给人们的生活带来了极大的便捷,但是在机械设计制造及其自动化领域,人工智能技术的应用还处于初步探索阶段,在机械设计制造及其自动化中应用人工智能技术,为工业制造产业提供了新的设计思路以及发展方向,实现以数据驱动为核心的智能化技术来提升机械设备的整体性能。2 机械设计制造及其自动化中的人工智能技术2.1 BP 神经网络基于人工智能技术 BP 神经网络构建的数据模型,具备较强的网络化与信息化特点,能够实现将人类思维与神经网络的有效结合,在逻辑推理方面具有独特优势,从而能够实现机械设备中复杂的数据信息的处理,为神经网络系统的稳定运行提供有效的保障3。BP 神经网络系统的结构示意图如图 1 所示,在
5、实际机械设计与制造中的实践主要有以下方面:(1)以数据网络系统包含的所有节点作为构建神经元数据模型的基础,实现网络数据与神经元的有效连接。(2)基于 BP 神经网络系统,对相关设备数据进行动态化管理,实现数据的共享,使系统任务口令对接更加高效。(3)利用 BP 神经网络系统节点具有的反射性质,对机械设备运行中产生的大量数据进行收集,并将收集到的数据作为机械设备运行中预测判断设备故障的人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的实践应用杨 晨宣城职业技术学院,安徽 宣城 242000文章编号:2096-3092(2024)02-0100-03作者简介:杨晨,男,本科,讲师,研究方向为机械设计制造、数
6、控加工、增材制造。造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月造纸装备及材料 第 53 卷 总第 227 期 2024 年 2 月 技术与创新技术与创新101重要依据,并为机械设计制造环节方案的制定奠定数据基础。特征输入层隐藏层输出层结果图 1 BP 神经网络系统结构示意图2.2 故障诊断系统故障诊断系统在机械设计制造及其自动化中的应用,主要目的是发挥故障诊断系统的数据信息监测功能,将故障诊断系统与机械设备建立联系,实现对机械设备运行状态的动态监测。故障诊断系统故障模式识别流程如图 2 所示,在机械设备运行中的具体应用如下:(1)智能监测与传感,用于监测与采集机械设备运
7、行中产生的大量运行特征参数。(2)故障模式识别,用于识别机械设备运行中可能出现的故障模式。(3)故障原因辨识,用于分析设备故障产生的原因,并制订针对性的维护方案。(4)故障预警与预测,用于在设备故障发生前对可能出现的故障进行预警,并预测故障类型与发生大概时间,实现预防性故障检测。(5)虚拟仿真实验,用于构建针对复杂故障的虚拟仿真模型,对可能产生的故障现象以及影响进行模拟,找出故障诱因,制订维修方案。(6)维护方案智能生成,用于制订最佳的故障修复方案4。3 人工智能技术在机械设计及其自动化中的实践应用3.1 机械设计在机械设计与制造过程中,与传统的设计思维与方法相比,基于现代智能技术的设计制造方
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