關(guān)于機(jī)械電子工程與人工智能整合思路構(gòu)建的研究

杜旭東

（陜西陜煤曹家灘礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 719000）

隨著各種高新技術(shù)的快速發(fā)展，電子技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械工程中廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的機(jī)械電子工程，提高機(jī)械工程的現(xiàn)代化水平。同時(shí)，以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)目前已經(jīng)成為科技發(fā)展的主要趨勢(shì)之一，因此在機(jī)械電子工程中也要加強(qiáng)與人工智能技術(shù)的融合，提高機(jī)械電子工程的自動(dòng)化和數(shù)字化水平，促使機(jī)械電子工程加快智能化發(fā)展的速度，從而更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)生活提供更加便捷高效的智能化機(jī)械電子產(chǎn)品，也能夠?yàn)闄C(jī)械電子企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械電子工程與人工智能的整合將促使社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)生重大的變革，相關(guān)企業(yè)和研究人員應(yīng)加大機(jī)械電子工程與人工智能整合思路構(gòu)建的研究力度。

1 概述人工智能以及機(jī)械電子工程

1.1 概述機(jī)械電子工程特點(diǎn)

隨著科技的發(fā)展，目前機(jī)械電子工程已經(jīng)成為融合機(jī)械工程技術(shù)和電子工程技術(shù)的綜合性系統(tǒng)工程，計(jì)算機(jī)技術(shù)是機(jī)械電子工程中的重要組成部分，而電子工程技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械工程技術(shù)的結(jié)合極大豐富了機(jī)械電子產(chǎn)品的功能，同時(shí)也使結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔，擴(kuò)大機(jī)械電子產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，因此機(jī)械電子工程具有廣闊的發(fā)展前景[1]。

1.2 概述人工智能技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，目前人工智能技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到快速發(fā)展階段。人工智能技術(shù)在數(shù)據(jù)處理分析等方面功能更加強(qiáng)大，在機(jī)械制造等工業(yè)生產(chǎn)中可以完成模型構(gòu)建，并進(jìn)行故障預(yù)警以及故障排除等，對(duì)于全面提高機(jī)械電子工程的現(xiàn)代化水平和智能化程度具有十分重要的作用。

2 關(guān)于整合機(jī)械電子工程以及人工智能的思路構(gòu)建研究

2.1 分析人工智能技術(shù)與機(jī)械電子工程之間的關(guān)系

傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程在穩(wěn)定性方面有所欠缺，特別是主要采用的數(shù)學(xué)方程推導(dǎo)、學(xué)習(xí)以及知識(shí)描述與建設(shè)規(guī)則庫(kù)的描述方法，因此對(duì)系統(tǒng)輸出或者輸入關(guān)系難以進(jìn)行準(zhǔn)確描述，無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜系統(tǒng)在精確性和嚴(yán)謹(jǐn)性方面的需要。而與此相對(duì)的是人工智能系統(tǒng)卻能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定、精確及全面處理分析，對(duì)于提高機(jī)械電子系統(tǒng)的性能具有十分重要的意義，在機(jī)械電子工程中融合人工智能技術(shù)將是機(jī)械工程行業(yè)未來(lái)發(fā)展的主要方向之一。

2.2 在機(jī)械電子工程中融合人工智能的應(yīng)用方式

機(jī)械電子工程與人工智能的整合目前主要是利用人工智能技術(shù)中的模糊推理以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)完成系統(tǒng)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)在機(jī)械電子工程中融合應(yīng)用人工智能技術(shù)的目的。

2.2.1 利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能技術(shù)中的重要組成部分，其主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬人類(lèi)思維方式，從而使計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠被應(yīng)用在更多領(lǐng)域中。所謂神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是指通過(guò)神經(jīng)元興奮的方式來(lái)完成網(wǎng)絡(luò)中的信息分布傳播，并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)性的互動(dòng)聯(lián)系[2]。信息分布式存儲(chǔ)是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征，同時(shí)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行相應(yīng)地處理及協(xié)調(diào)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，功能也相對(duì)有限，然而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以依靠神經(jīng)元所提供的支持來(lái)豐富功能，滿足機(jī)械電子工程的各種需要。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既可以通過(guò)模擬人腦結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析處理，提高數(shù)據(jù)分析的效率和全面性，同時(shí)也能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模式來(lái)分析數(shù)據(jù)信息，為連續(xù)函數(shù)的處理提供支持。此外，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)還采用了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)映射方式，神經(jīng)元與輸入數(shù)據(jù)能夠形成較為固定的聯(lián)系，對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高精度的計(jì)算處理。

2.2.2 利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)模糊推理系統(tǒng)的構(gòu)建

在機(jī)械電子工程中融合人工智能技術(shù)中的模糊推理系統(tǒng)，也就是以模糊集合理論為基礎(chǔ)，處理分析模糊信息，實(shí)現(xiàn)功能更加強(qiáng)大全面系統(tǒng)的構(gòu)建。隨著技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械電子工程中的自控系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)在整合了模糊推理技術(shù)后能夠有效提高應(yīng)用范圍和效率[3]。而模糊推理與機(jī)械電子工程系統(tǒng)的整合主要體現(xiàn)在通過(guò)模擬人腦來(lái)實(shí)現(xiàn)分析語(yǔ)言信號(hào)的功能，而連續(xù)函數(shù)的處理則可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)完成。模糊推理在這方面與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有一定的相似性，但是更加突出了物理性特點(diǎn)，在信息存儲(chǔ)中采用的映射方式是域到域的方式。不過(guò)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，模糊推理的計(jì)算量比較小，而且連接固定性也比較差，無(wú)法有效保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_性，這是該技術(shù)的局限性所在。

2.2.3 在機(jī)械電子工程中綜合運(yùn)用人工智能技術(shù)

機(jī)械電子工程可以通過(guò)綜合運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊推理這種系統(tǒng)的方式來(lái)進(jìn)行有效的整合，從而擴(kuò)大應(yīng)用范圍。在系統(tǒng)整合構(gòu)建過(guò)程中可以采取融合相似功能的方式，也就是融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中非線性映射的神經(jīng)元部分功能以及模糊推理中的變量隸屬函數(shù)來(lái)調(diào)整神經(jīng)元的特性，從而修正或優(yōu)化隸屬函數(shù)，融合模糊推理系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的相似算子的方式，提高算子選擇的有效性和合理性，保證信息量的基礎(chǔ)上對(duì)運(yùn)算進(jìn)行簡(jiǎn)化。此外，還可采取融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊推理系統(tǒng)中互補(bǔ)性功能的方式，也就是在模糊推理系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的分布式規(guī)則中融合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所具備的學(xué)習(xí)能力，或者在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中融合模糊推理系統(tǒng)所具有的邏輯推理能力，從而全面提高機(jī)械電子工程的智能化水平[4]。

2.2.4 機(jī)械電子工程與人工智能整合的實(shí)踐應(yīng)用

應(yīng)用機(jī)械電子工程與人工智能整合思路，可以有效提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)能力和水平。例如在飛機(jī)生產(chǎn)制造過(guò)程中，通過(guò)此技術(shù)，可以構(gòu)建地面動(dòng)力模擬系統(tǒng)，并在試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭锌梢詫w機(jī)電氣、液壓以及機(jī)械等技術(shù)整合，液壓伺服系統(tǒng)能夠全面檢測(cè)飛機(jī)的各項(xiàng)性能參數(shù)。傳統(tǒng)機(jī)械電子工程的綜合性系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，在精確控制方面有較大的技術(shù)難度，但在融合了模糊推理以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這兩大人工智能系統(tǒng)后，在二者共同作用下，提高了控制精度，使飛機(jī)動(dòng)力模型的生產(chǎn)水平得到了明顯的提高。

3 結(jié)語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)以及人工智能技術(shù)已經(jīng)成為引領(lǐng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿Γ虼藱C(jī)械電子工程也必須加快與人工智能技術(shù)整合的步伐，提高機(jī)械電子工程的自動(dòng)化以及數(shù)字化水平，并使機(jī)械電子工程能夠具備較高的智能化水平，才能更好地適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。在人工智能技術(shù)中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯是與機(jī)械電子工程進(jìn)行有效整合的主要技術(shù)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上賽歐研發(fā)的智能型機(jī)械電子產(chǎn)品在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及社會(huì)生活中都具有廣泛的應(yīng)用空間，能夠有效地提高社會(huì)生產(chǎn)力，并促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式發(fā)生重大變革。因此相關(guān)的企業(yè)和研究人員必須抓住這一歷史機(jī)遇，加大對(duì)機(jī)械電子工程與人工智能整合的研究，從而全面提高我國(guó)的現(xiàn)代化水平，實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。