【《浅析人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践》6600字】

浅析人工智能在机械设计制造及其自动化中的实践目录TOC\o"1-3"\h\u1182一、人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的应用优势 19417（一）受干扰因素小 12318（二）参数调节便利 230433（三）人工智能控制器具有优良的一致性 225273二、人工智能技术在某发电厂机械设计制造及其自动化控制中的应用 212204（一）机械控制系统功能分析 2179351.信息收集 3161632.信息传输 3172523.信息分析 3152534.诊断控制 42513（二）应用概况 427041（三）系统升级改造 524025（四）智能控制在发电厂机组中的应用 511436三、结语 7内容摘要现代社会对人工智能科技的依赖程度不断提高，使得人工智能科技得到了广泛应用。但是由于人工智能领域的技术升级速度较慢，导致许多企业的机械设计制造存在运行效率与成本不相适应的问题。要想解决机械设计制造业面临的上述问题，主要就是优化技术，将人工智能技术应用到机械设计制造及其自动化产品的生产工艺中去。本次研究将通过对人工智能技术的研究，分析该技术应用于机械设计制造及自动化的实际情况，对机械设计制造及自动化过程中人工智能技术的具体应用和积极意义进行了分析。提出具体的系统升级改造的方法，使工厂机械控制系统向人工智能控制系统转变，对机械设备的正常工作提供了安全保障，研究希望对我国人工智能与机械设计制造及自动化发展有所借鉴。关键词：人工智能技术；故障控制技术；机械设计制造及其自动化机械设计制造及自动化生产技术的升级，有效的促进了社会生产力的提高。该技术发展至今，已经成为机械控制系统设计领域的关键控制技术。通过对人工智能控制系统的信息采集、发送工作进行分析，从诊断角度对机械控制系统中的各种问题，其中涉及到机械控制系统、机械设备控制、机械设计制造及自动化故障诊断等。在现代工业生产与保养过程中，针对数据信息整理收集及运行反馈等问题，人工智能具有独特的优越性。一、人工智能技术在机械设计制造及其自动化中的应用优势（一）受干扰因素小区别于常规电控制器技术，人工智能很少受到外界干扰，能够确保机械系统能够正常工作。人工智能能够通过思维模拟，对结果进行可行性分析，迅速实施，这样就能够在机械设计制造及自动化实际功能中，完成最佳操作模式选择及参数准确设定。保证高效率运转。这种系统与传统电子控制器有所不同：其无需人工公式及模型参数的计算，这些参数设置都是人工智能自己定义的，并可根据内部运行情况自适应选用，不需要人工干预，能够将外部因素降到最低。所以这样的运行会比较灵活，本实用新型有效提升机械操作水平，灵活性强，并且操作流程得到简化。总体来说，传统控制器构建模型时遇到了很多不确定因素的影响，这样常常给控制器模型带来不利。比如控制器模型定义参数时就会进行一定程度的修正，在计算参数时，会出现不同种类的数值，但是人工智能控制器对于数据准确有一个具体的准则，并利用构造动态模型进行了设计，它对外部条件因素要求明显下降。（二）参数调节便利现代人工智能有着区别于传统电控器的特点，在调节参数上有较大优点。人工智能对刚性参数没有要求，工作人员还无需根据电力实际工作情况，不断地对参数进行调整、计算，这样就极大地降低了对控制的要求。人工智能能充分利用语音，信息响应及相关参数系统，用于对当前的设定进行自动调节与修正，拥有灵活便捷的自动调谐技术。由于人工智能技术对外部环境的要求很小，且抗干扰能力强。所以，使得电能质量问题能够有效地解决，并且使得电力系统能够安全稳定地运行是一种行之有效的方法，是多种检测分析方法的总称。（三）人工智能控制器具有优良的一致性传统控制方法采取的是单独控制的方式，所以当员工控制着别的物体的时候，则缺乏相应保障。就此而言，人工智能控制器就能够同时面对多个设备，并且人工智能控制器控制所有物体的效果是一致的。但是在实际操作中想要实现机械产品操作一致性的目标，就必须依靠人工智能技术应用到现代机械设计制造及自动化中。想要完成人工智能控制的目标，首先需要达成的条件就是降低外界因素对其造成的影响，使得各种产品均可按某种标准生产，确保产品性能一致，实现了标准化生产的最大化。同时在上述全自动智能设备自动管理之下，操作过程错误及人为错误给生产带来的损失都会大大降低，所以整个体系仍可采用规范化、标准化。从而改善运营生产质量与水平，能够推动中国在机械设计制造及自动化方面不断革新。二、人工智能技术在某发电厂机械设计制造及其自动化控制中的应用（一）机械控制系统功能分析设计机械控制系统阶段，设计系统功能是至关重要的。机械控制系统设计比较繁杂，题材也比较多。所以当设计人员进入工作阶段后，要按照实际情况去做，需熟练掌握操作的全过程，对关键点进行分析，预防错误操作，并且迅速发现各方面易发生的问题，实施优化与调整。程序员对编程的专长，及编程语言与计算机操作、在理论知识上要充分把握。唯其如此，才可能写出高质量的节目。控制系统和机械设计制造及自动化控制程序联系紧密。实现自动控制机构，可一定程度缩短手动控制的时间，智能技术能够持续提升机械操作效率与品质。就机械控制系统而言，对于机械设备运作进行监督与预警，也是至关重要的，机械设备要想正常工作，就必须要有智能技术作为保障，而不是常规的手工操作。由于智能监控技术的应用，机械设备可在传统结构中增加自动报警等功能，保证了装置有序、高效地运转，避免出现重大事故。可得知功能故障过滤技术对于机械控制系统使用过程也是至关重要的，由于运行阶段，能够对基础设备进行故障记录，进而能够智能捕捉波形，起到全面提高效率、增强科学性的效果，使生产工作效率得到提升。1.信息收集在机械系统中，信息收集功能起着基本控制作用，需要终端采集系统内软硬件有关系统环境运行及设备状态信息，如设备运行时间、故障原因及状况、温度及警报信号，等等。透过装置及软件搜集资料，员工们正在对设备的运行状况进行分析，在突然故障和其他进程中，提供了实时依据。对机械设备运行而言，从业人员应具备较高水平的专业素质要求，必须有相关专业知识，综合素质好。另外运行的有效程度也是机械设计制造及自动化发展的重点，本实用新型能够降低由于误操作或者故障而造成的意外或者停机状况。所以，人工智能要想解决上述问题就必须要发挥出其相应的功能。以人工智能技术为核心的机械控制系统见图1。以计算机技术为基础，以编程理论为手段，进行人工智能控制，机械设备智能操作，使解人力资源不足问题很好地解决，大大降低了生产过程所带来的劳动成本，提高工作效率。应用于机械制造工艺的人工智能技术，本实用新型能够使得设备的运行及环境更安全，更平稳。图1基于人工智能技术的机械设计制造及其自动化控制系统2.信息传输终端及软件所采集的资料须传送至处理中心，所述传输路径为双向传输，收到消息之后，处理中心须向终端回传执行指令。当控制系统的控制手段得到落实后，信息传输的过程最为重要。就电力系统而言，电缆是最重要的传输设备之一（信号、视频、光缆、同轴电缆等）。以保证信息传输高效进行，传输方式要有针对性，要因机型、传输距离而异。避免了编码间混乱和信息丢失，信息混乱，传递不够及时等。一定要确保系统控制、供电，编辑与通信模块的配合。3.信息分析检测与控制的过程，控制系统须对终端软件所发出的消息进行分析处理，将采集到的信息以数据库的形式发出，以及向所述终端返回所述信息处理结果。有些不能自动解决，要求职工必须经过系统的协调来应对。一是通过合理运用人工智能技术，职工能够对机械设备运行状态有更深入的认识。具有如下的详细内容：人工智能技术在机械设备管理中的运用，对提高机械系统运行效率具有十分重要意义，能够很好地提升机械设备的管理效率。在实践中，可根据装置运行状态分析，极大提高了机械设备可管理性，优化系统的资源分配，使得机械管理系统更加安全，可靠。二是利用人工智能技术对机械管理系统进行控制的时候，可根据系统各环节状态，对系统整体进行自动调节，通过对系统异常情况进行分析，能及时对系统进行调控。三是远程控制技术在机械管理系统中的应用研究，本发明能够有效降低机械管理系统人力资源配置，提升管理效率，确保管理质量。当前多数机械设备具有自动控制的特点，但是控制过程较为复杂，对设备要求高，人员要求高。而智能化技术具有单功能机械设备能够对多种仪器，系统进行控制等优点，精简设备数量，减少了人为分析环节，使整个过程更具有科学性。所以，相对于常规自动控制设备，本实用新型能够省略部分设备，而且还极大地降低所用人工成本。智能技术能够帮助机械系统减少使用成本，控制工艺。4.诊断控制将人工智能技术运用到机械设备故障诊断当中，同样具有十分重要的意义，但是在实践中，应注意如下两点：首先，机械设备无法正常运行的情况下，该装置需马上测试故障，为了及时找出故障产生原因，为随后的故障排除赢得了更多的时间。二是过程，相对于传统手动方式，人工智能技术效率更高，采用人工智能技术对故障设备进行故障诊断，能够精准的找出问题所在，迅速找出具体的原因，提高了诊断效率。在机械设备的应用中，就难免出现问题，并且在故障发生之前和之后将出现一些迹象，也就是借助于对各类故障症状进行识别，判断故障类别和发生部位，快速发现并排除故障。所以在装置发生故障前，通过标识来检测故障的发生与否，具有重要意义。发现故障迹象后，便可利用症状标识来确定故障类型，及时定位并整改故障部位，为了保证设备正常工作。为保证装置平稳，安全地运行而采取的行之有效的措施。人工智能技术模糊逻辑与神经网络技术在电力设备故障诊断方面得到了广泛应用。比如在对变压器故障进行诊断分析的时候，利用人工智能技术对变压器内油液气体进行灭弧绝缘效果分析，这样就能准确判断出故障种类及变压器损坏路径。就机械控制系统而言，诊断控制是一项不可缺少的职能。对搜集到的资料进行分析后，控制系统须根据分析结果独立诊断，尤其对控制器而言，对计算机及终端进行诊断，保证系统的正常工作。此外，从诊断结果来看，控制电力系统运行检测及故障检测等，为了保证电力系统的稳定运行。（二）应用概况本研究之应用部份是以一发电厂为例，工厂有主变压器六台，发电机五台，高压备用变压器1台，输出电压3级，分别是南，北35kV母线和东、西端为10kV母线，110kV母线分别装设，直接经总线开关与变压器相连。发电机组所能够提供的输出电压为6kV，发电厂用电在电抗器的发电机端的帮助下。全系统主控制室可对5台发电机机械部件进行控制。且班发电机上都设有锅炉控制室，气机控制室用以使用控制信号彼此连通。（三）系统升级改造该设计系统是由一个完整的机械系统组成，且经笔者安装，主要工作设备由五台发电机变压器和一台6kV电源系统组成，与此同时，还包括励磁系统，人工智能调节器等。在转换过程中需要将保护屏与原控制面板一起取出，更换微型电脑的保护及控制装置。所述控制面板上设有第一自动喷药装置，用于保护装置，以及微反应器与自投装置测控，用代替电抗器温湿度直流信号控制：将原微机保护测控装置取出对应控制柜，并据此添置了不少新的设备，建立工厂电度表，安装于对应控制柜中，以便对装置进行供电保护。对系统进行升级改造后，原有的控制台及屏幕显示几乎被取消，取而代之的是电脑工作站和18面微机监控屏幕。另外还考虑机械操作人员工作习惯，在前期的程序设定中需要采用人工操作参数来进行调整，改善机械设备的管理。这方面的工作主要是为了降低事故率，故障率降至最低。所以，本系统具有很强的安全性，并明显提高了自动化操作水平。另外经过合理的安排，拓展主控室监控，使得该厂管理更具有科学性，提高管理效率。人工智能技术应用于机械设计制造及自动化控制，能够实现对开关切换量以及完整模拟量进行实时采集，以及对所需采集到的数据进行加工并储存。实现了对模拟值智能实时监控，和在有异常状态信息时切换装置，报警消息可通过报警功能进行报警。因此，当整套装置被检测出故障时，便可利用记录和分析工具来解析数据文件，还原故障，再现故障状况，使雇员能够透过记录结构，对故障原因进行了分析，并且保证了故障问题的及时处理。本厂机械控制系统采用人工智能技术，使得工厂的生产设备实现了智能化控制，为该厂安全生产提供了可靠保证。（四）智能控制在发电厂机组中的应用在整个设备体系之中，发电厂机组的DCS热控系统得到更新，主要是采用新华动力公司的设备代替原组件组装仪器，随后采用自动控制设备对本次应用实现模糊控制。原始控制系统是用汽温控制系统来控制的，如图2。采用串级PID控制系统，整个系统的各个组成部分都运行良好，喷水之前的主PID测量值是温度，喷水之后的温度作为子调节器的量度，它的定值就是主调节器的输出，和对子调节器的输出进行控制。减温水执行器等，其功能是执行减温水阀的调节任务，使减温水量在装置内处于可控制的状态，调节主蒸汽温度。该调整方案有较大缺点：图2原主汽温控制系统结构图（1）控制系统参数不便于调节，不能随负载改变而进行调节，当负载发生变化时，测量质量总体降低。（2）串级控制系统最大的缺点就是因为积分饱和，系统控制量总是在不断增加，因而造成误差较大，且自调节反应迟钝：在参数变化的情况下，系统稳态调节品质恶化。（3）常规的PID调节器具有比例动作，积分动作和微分动作等功能，容易相互干扰。该设备已得到较大改进，在初始调试期间，采用原有机组单元控制策略，即采用PID串级控制方案，运营时间已超过一个月，调节质量与原机组大致相同，然后再采用模糊控制策略对其实施控制。图3所示的控制方案是模糊调节和常规PID调节的组合方案，表示成主汽温度设定值与主汽温度偏差值之间的比值e，即求出间隙变化率。图3模糊控制系统原理框图对偏差变化率等精确量进行模糊化处理，以及根据所述场获取模糊输出范围的模糊检索，接着对模糊输出进行精确的量化并与PID调节器进行比较，它把模糊输出当作偏差输入喷水结束时，温度作为PID输出端的预加信号。文中还对该系统进行了仿真与测试，并且经过对参数的调节，在主汽温上会有所运用，中间汽温与再加热汽温之间关系等。根据仿真结果就能够发现，本次设计的模糊控制与PID控制之间具有良好的适应性，并且在对象模型的结构有明显改变的情况下，模糊控制同样能取得较好的结果。在运行方面，其控制效果较改造前的PID控制策略得到明显的改善。以主汽温调节系统为例，进行了分析研究，采用串级PID控制时，稳态精度能达到±3°C，当整体负载发生波动的情况下则会为±6°C，这主要是由于系统中容易由于积分饱从而增大误差；在对设备进行改造后，稳态精度达到±1.5°C，在运行过程中负载变化也仅为±4°C。系统对外部干扰同样具有很强的抑制效果，确保启停磨煤机时的安全，保证运行过程中主汽温不会超温。由于处在测试阶段，不能充分把握它的表现，参数微调不准等，因此，汽温在稳态时就会发生失稳，需要对参数进行进一步的调整。热控系统改造，就把原来的装置换掉了，不会有很明显的改造效果，主汽温由高级控制系统控制。在本次改造中由于提升了控制精度提高，所以在整个系统运行的过程中有效的减少了超温现象，这也就降低了煤耗，直接提升了机组经济效益，同时保证机组安全运行。三、结语通过本