人工智能與機(jī)械電子工程的相關(guān)性分析

張海霞

（武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北 武漢 430050）

1 引言

機(jī)械電子工程雖然發(fā)展較晚，但其與傳統(tǒng)機(jī)械工程相比，具備有諸多的優(yōu)勢。進(jìn)入21世紀(jì)以后，機(jī)械電子工程得到更為迅猛的發(fā)展。特別是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人工智能也取得了質(zhì)的發(fā)展。將人工智能和機(jī)械電子工程融合，使機(jī)械電子工程從以往的能量和動(dòng)量連接逐漸發(fā)展成為信息連接，對(duì)機(jī)械電子工程的發(fā)展和提高生產(chǎn)效率均有著非常好的現(xiàn)實(shí)意義，通過對(duì)人工智能和機(jī)械電子工程間的關(guān)系研究，對(duì)兩者實(shí)現(xiàn)健康持續(xù)發(fā)展非常有益。

2 人工智能與機(jī)械電子工程簡述

2.1 人工智能

人工智能是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、心理學(xué)、控制技術(shù)和信息技術(shù)等基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來的新興學(xué)科，通過對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行深入研究，實(shí)現(xiàn)對(duì)人智能的模擬與擴(kuò)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為21世紀(jì)重點(diǎn)研究的支柱學(xué)科之一。人工智能技術(shù)不斷應(yīng)用在人們的日常生活中，具有如下三個(gè)優(yōu)勢。首先，人工智能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人與人間更好的溝通與交流：通過高科技能夠使人們交流更為的便利，在足不出戶的情況下便能了解天下事，并和周邊人實(shí)現(xiàn)良好的溝通。不但可以推動(dòng)人類社會(huì)不斷進(jìn)步，而且能夠使人工智能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。其次，人工智能技術(shù)可以推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展：利用高科技可以刺激人們消費(fèi)，使我國市場需求有所擴(kuò)大，對(duì)保障我國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)發(fā)展有著很好的現(xiàn)實(shí)意義。最后，人工智能能夠推動(dòng)企業(yè)發(fā)展：將科技應(yīng)用在企業(yè)中可以使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升，間接推動(dòng)人工智能產(chǎn)品不斷的應(yīng)用于市場中[1]。

2.2 機(jī)械電子工程

相比于傳統(tǒng)機(jī)械工程和機(jī)械電子工程，后者在跨學(xué)科和綜合性上具有更強(qiáng)的特點(diǎn)，其是囊括多學(xué)科精華產(chǎn)生的一門新學(xué)科、新技術(shù)[2]。對(duì)于設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)而言，機(jī)械電子工程依舊將機(jī)械工程作為其核心，并將計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子工程知識(shí)加以有效的整合，同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)及配置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)管理和制造加工等學(xué)科和技術(shù)的運(yùn)用。在對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，運(yùn)用由上至下的設(shè)計(jì)理念使各模塊實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更有效的完成全部設(shè)計(jì)工作。相比于傳統(tǒng)機(jī)械工程，機(jī)械電子工程制造的產(chǎn)品外形小巧簡單，不存在傳統(tǒng)機(jī)械具有的笨重特征，但其內(nèi)部組成也愈發(fā)的復(fù)雜，產(chǎn)品性能具有顯著的提高。

3 人工智能與機(jī)械電子工程的相關(guān)性

3.1 相關(guān)性分析

科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展共同推動(dòng)電子化信息的迅猛發(fā)展，而基礎(chǔ)性學(xué)科中的機(jī)械電子工程在整個(gè)社會(huì)生活生產(chǎn)中用著非常普遍的應(yīng)用。值得注意的是，機(jī)械電子工程尚存在諸多的不足，如系統(tǒng)復(fù)雜且不穩(wěn)定和功能多變等，造成這些不足的根本原因便是沒有完善的電子信息系統(tǒng)，而人工智能自身具備的信息快速處理與傳遞優(yōu)勢能夠有效的解決這一不足。當(dāng)機(jī)械電子工程在輸入過于復(fù)雜的信息時(shí)，電子信息系統(tǒng)極有可能出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤，此時(shí)便要人為干預(yù)進(jìn)行錯(cuò)誤處理[3]。將人工智能和機(jī)械電子工程有效的結(jié)合，便能對(duì)機(jī)械電子工程當(dāng)中的問題和缺陷加以解決。

3.2 具體應(yīng)用分析

目前，人工智能在機(jī)械電子工程中的具體應(yīng)用主要有模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兩種。

3.2.1 模糊推理系統(tǒng) 經(jīng)過多年的實(shí)踐與研究，模糊推理系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)相對(duì)較為完善的系統(tǒng)，自身具備較好的信息處理功能，而且其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，因此實(shí)用性更高。現(xiàn)實(shí)中模糊推理系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用，尤其在自動(dòng)化控制和數(shù)據(jù)處理兩個(gè)方面。在機(jī)械電子系統(tǒng)工作過程中，該系統(tǒng)能夠模擬人腦對(duì)輸入語言進(jìn)行處理并對(duì)處理指令進(jìn)行下達(dá)，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中產(chǎn)生和處理指令相對(duì)應(yīng)的函數(shù)。對(duì)于模糊推理系統(tǒng)而言，其主要的應(yīng)用方式為由域到域，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)信息規(guī)則的存儲(chǔ)[4]。當(dāng)然，不可否認(rèn)的是在實(shí)際運(yùn)行過程中依舊存在一些不足，諸如計(jì)算量無法滿足實(shí)際要求、連接方式無法有效固定等，導(dǎo)致系統(tǒng)在輸入和輸出環(huán)節(jié)還存在一定的誤差，這也是人工智能技術(shù)具有一個(gè)優(yōu)勢。目前主要的發(fā)展趨勢是在模糊推理系統(tǒng)基礎(chǔ)上和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互結(jié)合使用，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)間的取長補(bǔ)短，降低系統(tǒng)錯(cuò)誤的出現(xiàn)。

3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 人工智能既然是對(duì)人的行為和思維進(jìn)行模擬開展研究的過程，將人工智能應(yīng)用在計(jì)算機(jī)中，便能夠顯著的增加應(yīng)用范圍。而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要是通過對(duì)人腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，將其在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行分布，最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。對(duì)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，其結(jié)構(gòu)更為簡單，但功能性不足。當(dāng)然，其也具有非常顯著的優(yōu)勢，通過神經(jīng)元的構(gòu)成能夠?qū)⑸窠?jīng)系統(tǒng)具有的功能和效用更好的發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)高難度行為加以完成。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，其主要是通過對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行模擬輸出，再根據(jù)結(jié)果分析對(duì)應(yīng)的參數(shù)值，最終利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出整個(gè)關(guān)聯(lián)函數(shù)。該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中相對(duì)簡單，在整個(gè)信息輸入過程中，各個(gè)神經(jīng)元具有相對(duì)固定的聯(lián)接方式，并且計(jì)算量相對(duì)更大，在信息輸入和輸出上均有著極高的精度。該系統(tǒng)的優(yōu)勢能夠有效的補(bǔ)充模糊推理系統(tǒng)在計(jì)算能力和信息輸入、輸出上存在的不足，將兩個(gè)系統(tǒng)融合使用具有非常好的應(yīng)用前景。

3.2.3 智能型機(jī)械電子工程的應(yīng)用研究 目前，智能型機(jī)械電子設(shè)備主要應(yīng)用在煤礦山和非煤礦山開采等領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和監(jiān)管，有效的提高生產(chǎn)效率和安全性。在2014年發(fā)生的昆山“8.2”爆炸事故當(dāng)中，造成爆炸的主要原因便是粉塵濃度過大，假設(shè)當(dāng)時(shí)安裝有粉塵濃度傳感器、自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)停線系統(tǒng)，便能夠有效的避免該事故的發(fā)生。當(dāng)前，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)降智能機(jī)械電子設(shè)備廣泛應(yīng)用在煤礦行業(yè)等實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸物濃度檢測中。此外，智能機(jī)械電子在交通運(yùn)輸業(yè)、機(jī)械加工等領(lǐng)域也擁有著較為普遍的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)工廠機(jī)械化、智能化的提高，已然是科技發(fā)展的重要方向，尤其在安全生產(chǎn)和監(jiān)管當(dāng)中更要極大推廣和技術(shù)研究。

4 結(jié)語

總而言之，隨著人工智能的快速發(fā)展，將其應(yīng)用在機(jī)械電子工程領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)智能化電子工程的持續(xù)健康發(fā)展，對(duì)工業(yè)制造、煤礦開發(fā)、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)安全生產(chǎn)與運(yùn)營均有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前在機(jī)械電子工程中主要應(yīng)用的人工智能有模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但是兩者均存在一定的不足，通過聯(lián)合使用方可取得較好的效果，對(duì)此今后還需對(duì)人工智能系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用加以研究，推動(dòng)人工智能和機(jī)械電子工程的更好發(fā)展。通過對(duì)機(jī)械電子工程與人工智能間的聯(lián)系進(jìn)行分析，期望對(duì)相關(guān)研究與應(yīng)用人員提供借鑒，推動(dòng)智能型機(jī)械電子工程實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。

[1] 羅煒程.機(jī)械電子工程領(lǐng)域中的人工智能技術(shù)應(yīng)用分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2017，07(15)：134-135.

[2] 王宇飛，郝清龍，李春風(fēng)，等.機(jī)械電子工程中人工智能技術(shù)的有效運(yùn)用分析[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)，2017，44(02)：34-35.

[3] 戴永睿.機(jī)械電子工程與人工智能相關(guān)性分析及安全生產(chǎn)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017，32(05)：114.

[4] 賴智威.剖析機(jī)械電子工程和人工智能的整合思路構(gòu)建[J].科技展望，2015，25(35)：70.