人工智能技術在機械電子工程領域的應用

摘 要 隨著科學技術的不斷發展，人工智能受到了越來越廣泛的關注，給人們的生產生活帶來了極大的方便，并被應用到各個領域各個行業中。近年來，機械電子工程與人工智能完美融合，帶動了這一產業的革命性變革，許多機械電子工程企業為了在日益激烈的競爭中取勝，逐步提高了人工智能技術的運用水平，促進了機械行業向智能化、網絡化方向發展，取得了更為驚人的經濟效益和社會效益。本文將從機械電子工程及人工智能的內涵出發，對人工智能在機械電子工程中的應用作初步探析，以期對機械行業的發展提供一定幫助。

【關鍵詞】人工智能 機械電子工程

1 前言

近年來，各個國家高度重視機械電子工程的發展，以提升本國的生產力競爭水平。人工智能是科學技術不斷發展的產物，也是各個學科交叉綜合之后的成功嘗試，將其融入到機械電子工程中，能夠提高機械電子的工作效率。機械電子工程是傳統機械工程與現代電子工程的有機結合，隨著人工智能技術的不斷發展，機械電子工程由傳統的能量連接向信息連接轉換，進入到了一個新的發展領域。機械行業競爭日益激烈，為了在激烈的競爭中取得勝利，機械電子工程企業需要不斷提高智能控制水平，加強對人工智能技術的研發，以取得更多的經濟效益。

2 機械電子工程及人工智能的內涵

2.1 機械電子工程

機械電子工程學科起源于20世紀，它是由機械工程與電子工程、智能技術等技術手段結合而成的新的發展領域。機械電子工程的發展分為三個階段：第一階段是發展的初級階段，主導機械電子發展的是人工，通過人工來完成機械作業，其生產效率十分低下，嚴重制約了生產力的發展。第二階段是以流水線生產方式為特點的工業革命階段，流水線生產方式不需要工人了解所有的工序，只需要了解自己負責的環節即可，這種分工明確的工作方式，不僅提高了生產效率，還解放了人們的雙手，但是批量化生產的出現提高了標準件的要求，流水線的生產方式也難以適應社會的發展需求。第三階段就是現代機械電子產業階段，更多的人工職能被應用到接卸設備，使機械設備能夠完美的適應人們的生產生活需求，給機械電子工程帶來了極大的發展機遇。

機械電子工程與傳統的機械工程相比更具優勢，主要表現在設計上的不同和產品特征不同。機械電子工程依據系統配置和目標，與管理技術、制造技術等其他技術有機結合。機械電子產品結構也相對簡單，內部結構復雜但物體體積極小，提高了產品性能。

2.2 人工智能

人工智能是21世紀最偉大的科學之一，它是綜合控制論、計算機科學、心理學、語言學等多門學科的交叉學科。人工智能發展至今尚未形成統一的定義，筆者認為，人工智能是研究如何使計算機模擬人的智能的一門科學技術，核心是通過計算機模擬人的思維方式，來幫助人類處理實際問題。目前，計算機的主要發展方向是人工智能，并成為世界三大尖端技術之一。隨著互聯網技術的不斷發展，人工智能技術在各個領域都取得了顯著的成果，人工智能也逐漸由單個主體向分布式主體方向發展，為人工智能的發展提供了新的方向。

3 人工智能在機械電子工程中的應用

人類社會得以發展的兩大根本因素是信息和物質，在生產能力較低的人類社會初期，科技發展尚未成熟，人們生產生活的主要基礎是物質。隨著生產力和生產水平的不斷提高，人們逐漸認識到“信息”的重要性，文字成為傳遞信息的重要途徑和紐帶。最近幾十年，互聯網的迅猛發展和普及，給信息發展帶來了新的機遇和挑戰，人類社會逐漸向信息社會轉變，而人工智能技術的發展又加速了信息化時代的到來。

由于機械電子工程具有一定的不穩定性，使得系統輸入和系統輸出的描述存在一定難度，傳統的描述方法主要有三種：

（1）建立規則庫的方式；

（2）學習并生成知識的方式；

（3）推導數學方程的方式。

推導數學方程的方式相對精確，但是其智能運用于簡單的線性定常的系統中，復雜的系統不能通過方程解析，只能通過不具備精確和嚴謹特點的操作來完成。隨著社會經濟的不斷發展，人們對系統的需求越來越高，同時處理多種類型的數據的需求度較高，例如傳感器需要傳遞數字信息和語言信息。由于人工智能處理信息時的不確定性，以知識為基礎處理信息的方式將體改推導數學方程的方式。

在機械工程中引用人工智能技術，建立相應的人工智能系統主要有兩種方法：神經網絡系統，通過模擬人腦的結構來分析信號和數據，并給出相應的參考數值；模糊推理系統，則是通過模擬人腦功能來分析語言信號。兩者的相同之處是能通過網絡結構的形式以任意精度逼近連續函數，不同之處是與神經網絡系統相比，模糊推理系統的物理意義較為明確；神經網絡系統的映射方式是點到點，模糊推理系統的映射方式是域到域；神經網絡系統儲存信息的方式是分布式，模糊推理系統則是規則的方式；神經網絡系統計算量較大，模糊推理系統計算量較小；神經網絡系統精度較高，模糊推理系統精度較低。

總之，機械電子工程應結合兩種方法的優點，進一步提升電子機械工程的自動化水平和智能化水平，使得機械操作更加智能、精確、可靠。

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作者簡介

黃偉鵬（1996-），男，廣東省廣州市人。大學本科學歷。主要研究方向為機器學習算法研究。

作者單位

廣東工業大學華立學院 廣東省廣州市 511325