探究機械電子領域人工智能技術的應用

王文杰 許一凡 牛永

摘要：機械電子工程俗稱“機電一體化”，是機械、電子、計算機的交叉學科，機械電子工程在生產生活中得到了極為廣泛的應用，例如安全氣囊、防滑剎車系統等都運用了機械電子工程的相關技術，人工智能技術的飛速發展，為機械電子工程的應用注入了強勁動力，機械電子工程也朝著智能化的方向大踏步的前進，因此探究人工智能技術在機械電子工程中的應用具有非常重要的現實意義。

關鍵詞：機械電子工程；人工智能；應用分析

近年來，我國的人工智能產業得到了迅猛的發展，智能芯片、信息處理、深度學習與應用等多項技術都處于世界先進水平。人工智能不僅改變了我們的生活，同時也大大提升了各行各業的生產效率。具體到人工智能在機械電子工程領域的應用來說，由于人工智能科技生產力的變革作用，使得其運用到機械電子工程行業產生了行業的更新換代，使得逐漸從傳統的機械工程向電子智能化機械工程方向發展。人工智能技術的應用提升了機械電子工程的效率和自動管理水平，有效的推動了機械電子工程的高效化、智能化發展步伐。

1機械電子工程的概念與發展歷程

機械電子工程，實現了傳統機械工程與電子信息科學、人工智能等學科的緊密結合。作為一種現代化工程技術，機械電子工程產品的制造，是依據機械原理、電子工程知識等所實現的，其設計思想突破了傳統機械工程思想范圍，設計過程中所考慮的內容也更為全面，更加完善。機械電子工程產品具有一定獨特性，結構簡單且清晰，對機械工藝要求較高，設備精度及生產技術必須得到有效保證，否則會給機械電子工程產品的質量、性能等產生影響。就機械電子工程的發展歷程來看，其主要經歷了三個階段，第一階段是手工加工，生產活動是依靠純手工進行的；第二階段是流水線生產，人力得到解放，通過流水線大規模生產統一標準產品；第三階段是集成生產，機械電子工程技術得以應用，機械生產工藝水平明顯提升，產品質量得以控制。

2人工智能技術的優勢

人工智能技術的優勢，主要表現在以下幾個方面。第一，人工智能技術的應用，能夠最大限度解放勞動力。傳統的人工操作，雖然能夠實現有效的管理，但是想要提升具體工作的效率、質量，還是要不斷應用人工智能技術，健全體系，這樣就能夠有效控制差錯。第二，人工智能技術的研發過程中，很多內容都可以根據市場需求和社會需求來完成，能夠更好改進該項技術。

3人工智能技術在機械電子工程領域的應用探究

3.1精確的系統操作

人工智能系統最大的優勢是本身的邏輯性能和強大的計算能力，由于機械電子工程本身是一個十分復雜的系統工程，這就使得其自身操作方面存在著很高的技術要求。但是如果將人工智能系統嵌入到機械電子工程系統中去，能夠使復雜不易操作的機械電子工程系統簡單化或者人性化，在操作過程中，只要根據人工智能系統的操作要求和目的通過模糊推理和神經網絡系統完成自行設計和選擇，從而使機械電子模型的控制和使用處于一個按鈕或者幾個按鈕的簡單操作上，以此實現最佳的操作效果。

3.2故障診斷功能

機電設備在運行過程中難免會出現故障，為保障生產連續性，對故障進行快速有效診斷就顯得尤為重要，在故障診斷過程中充分利用人工智能技術可以實現對故障的精準定位，減少維修成本與時間成本。基于人工智能的故障診斷主要包括基于規則推理故障、基于案例推理故障以及利用故障樹模型進行故障診斷等三種類型。故障針對系統從結構上來講主要包括機械故障案例庫、故障診斷規則庫、故障診斷數據庫、故障推理機、知識處理、故障診斷過程解釋機、學習系統和專家系統人機界面。從重要性上講案例庫與推理機的在故障診斷中占據核心地位；關于知識獲取，主要是獲取某一領域內的相關知識，收集海量的故障案例；知識處理具體是指將處理收集的知識與案例，例如通過一定標準劃分將案例進行歸類整理，最終整理成能夠滿足系統推理要求、便于系統檢索的相關規則及案例。故障診斷具體流程為：用戶通過人機交互界面（或者機電設備的實時檢測系統）向故障診斷系統輸入相關數據信息，推理機根據輸入信息進行推理判斷，結合診斷規則庫得出診斷結果，然后在故障案例庫中計算檢索契合度最高的案例（此過程需要根據一定算法計算相似度），分析故障原因與給出維修建議（解釋器的作用主要是以用戶容易接受的方式向用戶解釋故障類型、成因、解決方案等）。

3.3改善機械電子系統的輸入/輸出信息的準確性

機械電子系統具有不穩定性，且生產過程中的工況條件各不相同，輸入信息類型多且體量大，客觀上導致了無法準確地描述機械電子系統的輸入與輸出對應關系，傳統方式包括建立規則庫、學習形成知識以及數學公式等三種方式，三種方式各有優缺點，例如數學公式的描述嚴謹、準確，但是無法描述復雜情況下的輸入或者輸出信息，例如傳感器傳遞來不同類型的輸入信息，而且信息往往具有模糊性，傳統方式下就需要建立多種分析系統對信息類型加以區分加工。此時可考慮利用人工智能技術對此類信息進行高效識別，人工智能中的人工神經網絡以及模糊推理系統可以處理海量模糊信息。例如人工神經網絡模擬人腦構造，透過收集到的數字信號對相關資源進行參數分析，此模式可以有效提升語音信號的處理；而模糊推理系統，通過建立模糊語言、模糊邏輯等，對語音信號進行有效分析，保證信息源的準確性，進而提升數據處理的效率與精準度，最終提升生產效率，降低生產成本。

4結語

總之，人工智能技術應用于現代機械電子工程中，極大地提高了機械電子工程的發展，進行關于人工智能在機械電子工程領域的應用研究，能夠讓我們看到人工智能在機械電子工程領域應用的時代發展趨勢。因此，現代機械電子工程設計必須以人工智能技術的合理運用為基礎，在這個過程中，加大對于技術瓶頸的研發力度，不斷開拓全新的機械電子工程人工智能技術，實現兩者共同發展和共同進步的研究目的。

參考文獻：

[1]黃偉鵬.人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（03）：248.

[2]藍豪翔.分析人工智能技術在機械電子工程領域的應用[J].中華少年，2018（02）：240.

作者簡介：

第一作者：王文杰，男，漢族，學生，山東省壽光市，單位：鄭州大學機械工程學院，專業：機械工程

第二作者：許一凡，男，漢族，學生，安徽省池州市貴池區，單位：鄭州大學機械工程學院，專業：機械工程

第三作者：牛永，男，漢族，學生，河南省周口項城市，單位：鄭州大學機械工程學院，專業：機械工程