機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

戴永睿

摘 要：近年來人工智能快速發(fā)展，特別是2016年出現(xiàn)的“阿法狗”事件發(fā)生后，人工智能的關(guān)注程度再次提高。加上人工智能開始在人們生活及工作中廣泛應(yīng)用，比如常見智能家居、自動駕駛等，做好相關(guān)研究工作具有現(xiàn)實意義。本研究中作者以機械電子工程及人工智能的相關(guān)概念為切入點，深入分析兩者之間存在的聯(lián)系，希望可以摸索出一條發(fā)展思路，能有效融合機械電子工程與人工智能應(yīng)用于安全生產(chǎn)工作。

關(guān)鍵詞：機械電子；人工智能；安全生產(chǎn)；融合分析

1 機械電子工程特點

機械電子工程從產(chǎn)生到現(xiàn)在總共經(jīng)歷三個發(fā)展階段：第一階段-手工加工時期，在這個階段產(chǎn)品生產(chǎn)主要依靠人力，產(chǎn)品生產(chǎn)效率直接由人力資源決定。這種情況下人們不斷通過提高技術(shù)水平促進生產(chǎn)力提高，實現(xiàn)機械工程的發(fā)展；第二階段-流水線生產(chǎn)時期，主要標志是產(chǎn)品生產(chǎn)開始使用流水線模式，大幅度提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，但流水線生產(chǎn)模式要求零部件具有統(tǒng)一標準，不能滿足個性化需求；第三階段-集約化生產(chǎn)時期，這個階段也是現(xiàn)在加工制造業(yè)正采用的發(fā)展模式，該模式下縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，滿足個性化需求，提高企業(yè)核心競爭力。

機械電子工程各學科存在物理上的關(guān)聯(lián)性，同時還存在信息與功能的協(xié)整性。傳統(tǒng)機械電子工程與智能化機械電子工程相比，后者具有明顯優(yōu)勢：首先設(shè)計的差異性，傳統(tǒng)機械電子工程注重機械結(jié)構(gòu)與力學設(shè)計，而智能化機械電子工程則將核心調(diào)整為機械與電子，設(shè)計過程中充分融合其他學科理論強調(diào)智能應(yīng)用，利用機電技術(shù)模塊化與集成化的特點，提高性能加大應(yīng)用范圍，近年在安全生產(chǎn)及管理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

2 人工智能特點分析

人工智能技術(shù)依托計算機技術(shù)誕生的綜合性學科，該學科中涵蓋計算機科學、信息化及人文科學等。人工智能也是計算機科學技術(shù)的一個分支，試圖通過研究智能的本質(zhì)，據(jù)此生產(chǎn)出能夠模擬人類大腦、肢體等活動方式的智能機器，具體包括圖像識別、自然語言處理、語音識別和專家系統(tǒng)等內(nèi)容。有人曾設(shè)想，在未來，人工智能帶來的科技產(chǎn)品，將有可能超越人體智能。這個并不是異想天開，在2016年3月15日，由谷歌公司研發(fā)的機器人阿爾法狗在圍棋比賽中戰(zhàn)勝韓國圍棋高手李世石，就充分說明了人工智能的強大性?，F(xiàn)在人們愈發(fā)重視人工智能技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的人工智能將在生活與工作中發(fā)揮越來越重要的作用。

與機械電子工程類似，人工智能也經(jīng)歷過三個發(fā)展階段：初級階段，該階段還沒有廣泛使用計算機，社會也沒有接納機械化大生產(chǎn)模式。這個階段主要還是手工生產(chǎn)，只是偶爾使用機械化手段。部分大型工業(yè)企業(yè)開始探索人工智能，但受到總體科技水平的限制，成果有限；第二階段，機械化大生產(chǎn)廣泛普及，計算機科學開始發(fā)展。生產(chǎn)需求與生活需求不斷增加，這個階段開始使用人工智能，但受到經(jīng)濟因素影響，人工智能僅在一些大型工廠中使用；第三階段，這個階段中人工智能得到普及，發(fā)展速度不斷加快，開始興起物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)技術(shù)。這正是我們所處的階段，人工智能的應(yīng)用將工作和生活變得簡單與便利，促進人類社會快速發(fā)展。

3 整合機械電子工程與人工智能的措施

3.1 兩者相關(guān)性分析

隨著科技進步與社會發(fā)展，電子化信息迅速發(fā)展，機械電子工程作為基礎(chǔ)性學科在生活中得到廣泛應(yīng)用。但機械電子工程也有不足的地方，比如系統(tǒng)復(fù)雜不穩(wěn)定、功能多變等，這些問題的根本還是電子信息系統(tǒng)不夠完善。人工智能本身具有的信息快速傳遞與及時處理信息等特點可以有效彌補這一情況。機械電子工程輸入與輸出過程中，電子信息系統(tǒng)會出現(xiàn)很多困難與阻力，如果輸入信息過于復(fù)雜，電子信息系統(tǒng)極有可能出現(xiàn)失誤，這時就需要人工操作進行解決。如果可以將兩者融合起來，就可以解決機械電子工程中存在的不足與缺陷。

3.2 分析具體應(yīng)用

3.2.1 機械電子技術(shù)中的模糊推理系統(tǒng)要點。模糊推理系統(tǒng)作為一個相對完整的系統(tǒng)，本身具有極強的信息處理能力，加上其結(jié)構(gòu)簡單，因此有著較強的實用性。目前社會上已經(jīng)在廣泛使用模糊推理系統(tǒng)，主要應(yīng)用在自動化控制及數(shù)據(jù)處理。當機械電子系統(tǒng)運行時，該系統(tǒng)會模擬人腦分析語言并下達處理指令，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一組與處理指令相對性的函數(shù)。模糊推理系統(tǒng)主要運用的方式是域到域，實現(xiàn)儲備信息規(guī)則的目的。但實際運行中也存在一些問題，比如：計算量不能滿足實際需求、連接方式不夠固定等，造成該系統(tǒng)在輸入與輸出環(huán)節(jié)存在誤差，這正是人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，目前的趨勢是融合人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)到機電模糊推理系統(tǒng)中取長補短，綜合應(yīng)用。

3.2.2 人工智能技術(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要點。人工智能主要研究如何通過計算機模擬人的行為與思維過程。計算機使用人工智能可以大幅度提高應(yīng)用層次，擴大應(yīng)用范圍。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則是一種通過神經(jīng)元成立的模式，將其分布在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)人機互動。人工神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、功能不足，但也有顯著優(yōu)勢：神經(jīng)元構(gòu)成模式可以最大程度地發(fā)揮神經(jīng)系統(tǒng)的功能與效用，完成高難度的行為模式。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析數(shù)字信號是主要通過模擬結(jié)果進行，根據(jù)分析出的結(jié)果設(shè)定相應(yīng)參數(shù)值，最后通過網(wǎng)絡(luò)計算出關(guān)聯(lián)函數(shù)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所運用的方式較為簡單，在信息輸入過程中，所有的神經(jīng)元之間有著固定的聯(lián)系，且計算量會很大，不管是在信息輸出還是信息輸入方面，都具有非常高的精準度。該領(lǐng)域的技術(shù)完美的補充了機械電子模糊推理系統(tǒng)計算能力及信息輸入輸出的不足，兩項技術(shù)的融合應(yīng)用前景非?？春谩?/p>

4 智能信息化機械電子的發(fā)展應(yīng)用趨勢

在我國的生產(chǎn)和安全監(jiān)管中，機械電子工程的應(yīng)用也呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢，主要體現(xiàn)在研發(fā)效率高、機械化程度高的技術(shù)，特別是在煤礦、非煤礦山等安全生產(chǎn)、監(jiān)管領(lǐng)域，智能化的機電技術(shù)可以提高安全性、增加效率，有效防止人員誤操作導(dǎo)致的生產(chǎn)安全事故，例如：瓦斯自動斷電系統(tǒng)，絞車自動防跑車系統(tǒng)，煤礦智能監(jiān)控平臺都已經(jīng)普遍運用到了生產(chǎn)中，另外目前事故比例最大的交通運輸行業(yè)也在普及智能機電技術(shù)，全國均已建立了客運信息監(jiān)控平臺，未來的趨勢是強化平臺功能性、智能化，更好地避免交通事故的發(fā)生。在機加工領(lǐng)域紅外遙感結(jié)合的智能機電技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于生產(chǎn)，防止人員過界事故。以往發(fā)生的生產(chǎn)安全事故有過慘痛的教訓(xùn)，如果使用智能機電技術(shù)進行防控是可以避免的，例如2014年的昆山“8.2”特別重大爆炸事故，這是一起粉塵濃度過大引起的爆炸，如果當時安裝有粉塵濃度傳感器及自動報警停線系統(tǒng)，那么這起事故完全可以避免，目前該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煤礦行業(yè)的瓦斯監(jiān)控中。機械化智能化水平不斷提高是當前科技發(fā)展的大勢所趨，特別是在安全生產(chǎn)及監(jiān)管中更應(yīng)該努力研究并推廣。

5 結(jié)束語

總而言之，智能信息化電子工程具有顯著優(yōu)勢，其本身也將成為工業(yè)制造發(fā)展的必然趨勢。文章中作者以機械電子工程及人工智能的概念、特點入手，詳細分析兩者之間的相關(guān)性，探討兩者融合發(fā)展的可行性，最后給出整合機械電子工程與人工智能運用于生產(chǎn)及監(jiān)管的思路。希望通過文章論述，可以為從業(yè)者提供一定的借鑒，共同努力促進行業(yè)技術(shù)進步發(fā)展。

參考文獻

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