探究機(jī)械電子領(lǐng)域人工智能技術(shù)的應(yīng)用

王文杰 許一凡 牛永

摘要：機(jī)械電子工程俗稱“機(jī)電一體化”，是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)的交叉學(xué)科，機(jī)械電子工程在生產(chǎn)生活中得到了極為廣泛的應(yīng)用，例如安全氣囊、防滑剎車系統(tǒng)等都運(yùn)用了機(jī)械電子工程的相關(guān)技術(shù)，人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，為機(jī)械電子工程的應(yīng)用注入了強(qiáng)勁動(dòng)力，機(jī)械電子工程也朝著智能化的方向大踏步的前進(jìn)，因此探究人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程；人工智能；應(yīng)用分析

近年來，我國(guó)的人工智能產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，智能芯片、信息處理、深度學(xué)習(xí)與應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù)都處于世界先進(jìn)水平。人工智能不僅改變了我們的生活，同時(shí)也大大提升了各行各業(yè)的生產(chǎn)效率。具體到人工智能在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用來說，由于人工智能科技生產(chǎn)力的變革作用，使得其運(yùn)用到機(jī)械電子工程行業(yè)產(chǎn)生了行業(yè)的更新?lián)Q代，使得逐漸從傳統(tǒng)的機(jī)械工程向電子智能化機(jī)械工程方向發(fā)展。人工智能技術(shù)的應(yīng)用提升了機(jī)械電子工程的效率和自動(dòng)管理水平，有效的推動(dòng)了機(jī)械電子工程的高效化、智能化發(fā)展步伐。

1機(jī)械電子工程的概念與發(fā)展歷程

機(jī)械電子工程，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)械工程與電子信息科學(xué)、人工智能等學(xué)科的緊密結(jié)合。作為一種現(xiàn)代化工程技術(shù)，機(jī)械電子工程產(chǎn)品的制造，是依據(jù)機(jī)械原理、電子工程知識(shí)等所實(shí)現(xiàn)的，其設(shè)計(jì)思想突破了傳統(tǒng)機(jī)械工程思想范圍，設(shè)計(jì)過程中所考慮的內(nèi)容也更為全面，更加完善。機(jī)械電子工程產(chǎn)品具有一定獨(dú)特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且清晰，對(duì)機(jī)械工藝要求較高，設(shè)備精度及生產(chǎn)技術(shù)必須得到有效保證，否則會(huì)給機(jī)械電子工程產(chǎn)品的質(zhì)量、性能等產(chǎn)生影響。就機(jī)械電子工程的發(fā)展歷程來看，其主要經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一階段是手工加工，生產(chǎn)活動(dòng)是依靠純手工進(jìn)行的；第二階段是流水線生產(chǎn)，人力得到解放，通過流水線大規(guī)模生產(chǎn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品；第三階段是集成生產(chǎn)，機(jī)械電子工程技術(shù)得以應(yīng)用，機(jī)械生產(chǎn)工藝水平明顯提升，產(chǎn)品質(zhì)量得以控制。

2人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。第一，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠最大限度解放勞動(dòng)力。傳統(tǒng)的人工操作，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)有效的管理，但是想要提升具體工作的效率、質(zhì)量，還是要不斷應(yīng)用人工智能技術(shù)，健全體系，這樣就能夠有效控制差錯(cuò)。第二，人工智能技術(shù)的研發(fā)過程中，很多內(nèi)容都可以根據(jù)市場(chǎng)需求和社會(huì)需求來完成，能夠更好改進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)。

3人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用探究

3.1精確的系統(tǒng)操作

人工智能系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)是本身的邏輯性能和強(qiáng)大的計(jì)算能力，由于機(jī)械電子工程本身是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，這就使得其自身操作方面存在著很高的技術(shù)要求。但是如果將人工智能系統(tǒng)嵌入到機(jī)械電子工程系統(tǒng)中去，能夠使復(fù)雜不易操作的機(jī)械電子工程系統(tǒng)簡(jiǎn)單化或者人性化，在操作過程中，只要根據(jù)人工智能系統(tǒng)的操作要求和目的通過模糊推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)完成自行設(shè)計(jì)和選擇，從而使機(jī)械電子模型的控制和使用處于一個(gè)按鈕或者幾個(gè)按鈕的簡(jiǎn)單操作上，以此實(shí)現(xiàn)最佳的操作效果。

3.2故障診斷功能

機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中難免會(huì)出現(xiàn)故障，為保障生產(chǎn)連續(xù)性，對(duì)故障進(jìn)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(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的精準(zhǔn)定位，減少維修成本與時(shí)間成本。基于人工智能的故障診斷主要包括基于規(guī)則推理故障、基于案例推理故障以及利用故障樹模型進(jìn)行故障診斷等三種類型。故障針對(duì)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上來講主要包括機(jī)械故障案例庫(kù)、故障診斷規(guī)則庫(kù)、故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)、故障推理機(jī)、知識(shí)處理、故障診斷過程解釋機(jī)、學(xué)習(xí)系統(tǒng)和專家系統(tǒng)人機(jī)界面。從重要性上講案例庫(kù)與推理機(jī)的在故障診斷中占據(jù)核心地位；關(guān)于知識(shí)獲取，主要是獲取某一領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)知識(shí)，收集海量的故障案例；知識(shí)處理具體是指將處理收集的知識(shí)與案例，例如通過一定標(biāo)準(zhǔn)劃分將案例進(jìn)行歸類整理，最終整理成能夠滿足系統(tǒng)推理要求、便于系統(tǒng)檢索的相關(guān)規(guī)則及案例。故障診斷具體流程為：用戶通過人機(jī)交互界面（或者機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)）向故障診斷系統(tǒng)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)信息，推理機(jī)根據(jù)輸入信息進(jìn)行推理判斷，結(jié)合診斷規(guī)則庫(kù)得出診斷結(jié)果，然后在故障案例庫(kù)中計(jì)算檢索契合度最高的案例（此過程需要根據(jù)一定算法計(jì)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(jī)械電子系統(tǒng)的輸入/輸出信息的準(zhǔn)確性

機(jī)械電子系統(tǒng)具有不穩(wěn)定性，且生產(chǎn)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(dǎo)致了無法準(zhǔn)確地描述機(jī)械電子系統(tǒng)的輸入與輸出對(duì)應(yīng)關(guān)系，傳統(tǒng)方式包括建立規(guī)則庫(kù)、學(xué)習(xí)形成知識(shí)以及數(shù)學(xué)公式等三種方式，三種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，例如數(shù)學(xué)公式的描述嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確，但是無法描述復(fù)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(tǒng)方式下就需要建立多種分析系統(tǒng)對(duì)信息類型加以區(qū)分加工。此時(shí)可考慮利用人工智能技術(shù)對(duì)此類信息進(jìn)行高效識(shí)別，人工智能中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊推理系統(tǒng)可以處理海量模糊信息。例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人腦構(gòu)造，透過收集到的數(shù)字信號(hào)對(duì)相關(guān)資源進(jìn)行參數(shù)分析，此模式可以有效提升語音信號(hào)的處理；而模糊推理系統(tǒng)，通過建立模糊語言、模糊邏輯等，對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行有效分析，保證信息源的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提升數(shù)據(jù)處理的效率與精準(zhǔn)度，最終提升生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

4結(jié)語

總之，人工智能技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械電子工程中，極大地提高了機(jī)械電子工程的發(fā)展，進(jìn)行關(guān)于人工智能在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究，能夠讓我們看到人工智能在機(jī)械電子工程領(lǐng)域應(yīng)用的時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。因此，現(xiàn)代機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)必須以人工智能技術(shù)的合理運(yùn)用為基礎(chǔ)，在這個(gè)過程中，加大對(duì)于技術(shù)瓶頸的研發(fā)力度，不斷開拓全新的機(jī)械電子工程人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)兩者共同發(fā)展和共同進(jìn)步的研究目的。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

第一作者：王文杰，男，漢族，學(xué)生，山東省壽光市，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程

第二作者：許一凡，男，漢族，學(xué)生，安徽省池州市貴池區(qū)，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程

第三作者：牛永，男，漢族，學(xué)生，河南省周口項(xiàng)城市，單位：鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，專業(yè)：機(jī)械工程