機(jī)械電子工程中人工智能的運(yùn)用探討

王琨 吳顥

摘 ?要：隨著當(dāng)今時(shí)代智能化水平的不斷提高，很多產(chǎn)品都實(shí)現(xiàn)了智能化的操作和應(yīng)用，使得機(jī)械電子工程應(yīng)用有大幅度的拓展，機(jī)器人、無人機(jī)等就是其中的先進(jìn)代表，為生產(chǎn)和生活了提供便利。本文將從機(jī)械電子工程中人工智能運(yùn)用的重要性著手，探討其主要運(yùn)用途徑，從而發(fā)揮人工智能的作用，推動(dòng)機(jī)械電子工程進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程;人工智能;計(jì)算機(jī)科學(xué)

中圖分類號：TP18;TH-39 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：2096-4706（2019）18-0159-02

Abstract：With the continuous improvement of intelligent level in today’s era，many products have realized intelligent operation and application，making the application of mechanical and electronic engineering has been greatly expanded，robots，UAVs and others are the advanced representatives among them，to provide convenience for production and life. This paper will start from the importance of the application of artificial intelligence in mechanical and electronic engineering，to explore its main ways of application，so as to play the role of artificial intelligence，promote the further development of mechanical and electronic engineering.

Keywords：mechanical and electronic engineering;artificial intelligence;computer science

0 ?引 ?言

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展速度持續(xù)加快的時(shí)代背景下，社會(huì)生產(chǎn)力越來越強(qiáng)。在工業(yè)機(jī)械工程的發(fā)展中，電子技術(shù)應(yīng)用廣泛，推動(dòng)傳統(tǒng)機(jī)械工程發(fā)展為機(jī)械電子工程，并且隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)械電子工程呈現(xiàn)出自動(dòng)化的趨向，尤其是人工智能發(fā)展以來，其在機(jī)械電子工程中的運(yùn)用日益深入，對生產(chǎn)力水平的提升有重要意義。

1 ?機(jī)械電子工程中人工智能運(yùn)用的重要性

人工智能指的是使用算法或程序執(zhí)行需要人類使用智力的任務(wù)，通過創(chuàng)建及應(yīng)用內(nèi)置于動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)環(huán)境的算法模仿人類智能過程，簡單來說就是讓計(jì)算機(jī)像人一樣思考、行動(dòng)。而機(jī)械工程和電子工程、信息工程一起組成的機(jī)械電子工程，是多學(xué)科機(jī)械活動(dòng)。機(jī)械工程和電子技術(shù)的結(jié)合不僅是物理層面的結(jié)合，還需要在功能層面實(shí)現(xiàn)信息連接，涵蓋利用智能化處理全部機(jī)械電子信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[1]。和傳統(tǒng)機(jī)械工程相比，機(jī)械電子工程的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更簡單，運(yùn)動(dòng)部件和元件都不多，占據(jù)的面積和空間等都較少，盡管其內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但只要合理設(shè)計(jì)，就能讓機(jī)械電子工程產(chǎn)品在更加輕便的同時(shí)提高性能。運(yùn)用人工智能就能很好地實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)械電子工程。

1.1 ?更新機(jī)械電子工程核心理念

機(jī)械電子工程在當(dāng)今社會(huì)有重要作用，但在技術(shù)上還無法滿足社會(huì)需求，在實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)存在不確定性。運(yùn)用人工智能則能更新機(jī)械電子工程系統(tǒng)的核心理念，利用網(wǎng)絡(luò)對人的大腦結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)化模擬，幫助解決系統(tǒng)自動(dòng)化控制存在的問題，助力機(jī)械電子工程繼續(xù)發(fā)展。

1.2 ?描述輸入和輸出之間的關(guān)系

現(xiàn)代信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展促使人工智能在建立和控制機(jī)械電子工程模型時(shí)發(fā)揮重要價(jià)值，并在診斷方面有顯著提升。機(jī)械電子工程系統(tǒng)較為復(fù)雜，因而穩(wěn)定性不高，導(dǎo)致系統(tǒng)在輸入與輸出方面存在問題。一般的輸入輸出關(guān)系包括規(guī)則庫的建立、數(shù)學(xué)方程的推導(dǎo)、生成知識(shí)的學(xué)習(xí)等方面，將人工智能運(yùn)用于機(jī)械電子工程就能使其系統(tǒng)輸入與輸出操作更便捷。

1.3 ?自動(dòng)識(shí)別工程系統(tǒng)內(nèi)的信號

人工智能可以自動(dòng)識(shí)別機(jī)械電子工程系統(tǒng)內(nèi)部的信號，并在識(shí)別之后對相關(guān)數(shù)據(jù)開展分析與處理工作，促使工程系統(tǒng)的數(shù)據(jù)得到有效整理，提升處理數(shù)據(jù)和信息的效率和精確度[2]。如此一來，人工智能可以促使機(jī)械電子工程系統(tǒng)顯著擴(kuò)大使用空間，大大提高生產(chǎn)效率。

2 ?機(jī)械電子工程中人工智能運(yùn)用的主要途徑

模糊控制系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人工智能中最為常用的兩種機(jī)械電子工程系統(tǒng)建立方法，前者能模仿人腦的功能，解讀所傳達(dá)的語言信號之后進(jìn)行分析，后者可以模擬人腦結(jié)構(gòu)，在分析所傳達(dá)的數(shù)字信號之后出示數(shù)據(jù)的參考值，兩者的融合運(yùn)用能形成適宜的空間系統(tǒng)。

2.1 ?模糊控制的運(yùn)用

機(jī)械電子工程系統(tǒng)的加工因工作繁瑣、步驟多，所以整個(gè)流程顯得不夠簡單，使用傳統(tǒng)控制方法建立模型的難度又較大，增加工作人員的壓力，并且傳統(tǒng)控制方法所建立的模型的自動(dòng)化控制效果也較差。對此，科研人員嘗試通過人工智能中的模糊控制系統(tǒng)進(jìn)行處理，簡化該復(fù)雜性問題。模糊控制方法和傳統(tǒng)控制方法最顯著的區(qū)別就是前者屬于人工智能，無需精確研究機(jī)械電子工程的數(shù)據(jù)，只需保證輸入量滿足工程要求且偏差不超過允許范圍即可;后者就要建立準(zhǔn)確的、清晰的模型，這對工作人員而言是很大的挑戰(zhàn)，建立的模型效果也不好，會(huì)直接弱化自動(dòng)化控制成效。因而機(jī)械電子工程中的傳統(tǒng)控制方法逐漸被模糊控制系統(tǒng)取代，并得到推廣運(yùn)用。

2.2 ?神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用

人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，可以說它就是計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支之一，其研究內(nèi)容較好理解，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬人，不但可以模擬人的思維，還可以模擬行為，是一門新興學(xué)科，可以促使計(jì)算機(jī)更好地發(fā)揮功能，促進(jìn)高層次應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是利用神經(jīng)元這一特定渠道，建立獨(dú)特的興奮模式，并把它分布在網(wǎng)絡(luò)上，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。人工神經(jīng)系統(tǒng)屬于一種特殊的系統(tǒng)形式，具有信息存儲(chǔ)以分布式為主、可以并行協(xié)調(diào)處理數(shù)據(jù)等特征[3]。雖然人工神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為簡單，功能也有限，但該系統(tǒng)還具備其他優(yōu)勢，例如其構(gòu)成存在特殊性，也就是神經(jīng)元的構(gòu)成可以促使人工神經(jīng)系統(tǒng)在機(jī)械電子工程中發(fā)揮最大的作用和功能，實(shí)現(xiàn)比較豐富的行為。在某種程度上，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)可以達(dá)到相當(dāng)逼真的效果，通過結(jié)構(gòu)模擬方式進(jìn)一步對數(shù)字信號進(jìn)行分析，并按照分析結(jié)構(gòu)顯示參與值，最終通過網(wǎng)絡(luò)形式得到關(guān)聯(lián)函數(shù)。在機(jī)械電子工程中運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方式較為簡單，是點(diǎn)到點(diǎn)的映射，所有神經(jīng)元在輸入環(huán)節(jié)都存在固定的關(guān)聯(lián)性，并且計(jì)算量也都很大，不管是機(jī)械電子工程系統(tǒng)的信息輸入還是信息輸出，精準(zhǔn)度都是極高的。

2.3 ?建立適宜空間系統(tǒng)

機(jī)械電子工程在發(fā)展過程中需要建立適宜的空間系統(tǒng)，這對表達(dá)及整合空間數(shù)據(jù)有重大意義，可以使其在非線性表達(dá)中找到恰當(dāng)?shù)目臻g完成具體的表達(dá)。實(shí)現(xiàn)對人工智能中的模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整合運(yùn)用，就能增加機(jī)械電子工程系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間。該方法在實(shí)際操作中需要結(jié)合相關(guān)操作一起運(yùn)用。還能強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)中的函數(shù)連接，實(shí)現(xiàn)有效的語言表達(dá)，通過數(shù)值方法讓計(jì)算更精準(zhǔn)。這樣做有利于構(gòu)建合適的空間，促進(jìn)機(jī)械電子工程的實(shí)際操作及應(yīng)用。

例如在機(jī)械電子工程中運(yùn)用人工智能技術(shù)，能提高汽車制造液壓控制效果。分析兩種人工智能技術(shù)的融合運(yùn)用，并對兩者的集成及運(yùn)用進(jìn)行分析，明確汽車制造中的液壓控制原理。在建立系統(tǒng)的過程中使用結(jié)合液壓、機(jī)電等技術(shù)的汽車液壓控制模型，將液壓伺服系統(tǒng)作為主系統(tǒng)，測試整體運(yùn)行效果。系統(tǒng)在運(yùn)行之后能獲得最終推力，其工作原理如圖1所示。因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)的集成，使整個(gè)系統(tǒng)更復(fù)雜，無法滿足控制要求，需要運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加以控制，滿足專業(yè)控制要求。所以結(jié)合模糊控制與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，形成汽車制造的完整液壓控制模型。對于飛機(jī)制造也是一樣，在機(jī)械電子工程中運(yùn)用人工智能，建立飛機(jī)動(dòng)力地面模擬控制體系，對機(jī)械、電氣、液壓等技術(shù)進(jìn)行融合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)整機(jī)性能試驗(yàn)，此時(shí)就要利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)加以控制，達(dá)到專業(yè)控制要求，形成飛機(jī)的完整動(dòng)力模型。所以在機(jī)械電子工程系統(tǒng)的操作中有機(jī)結(jié)合機(jī)械電子工程和人工智能，就能有效指導(dǎo)機(jī)械電子產(chǎn)品的制造。

3 ?結(jié) ?論

總而言之，各行各業(yè)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)的推動(dòng)下迅猛發(fā)展，尤其是機(jī)械電子工程行業(yè)，在經(jīng)過長期發(fā)展之后取得顯著成績。如今得益于計(jì)算機(jī)的普及，人工智能快速發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械電子工程，基于模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成獨(dú)立的、適宜的空間系統(tǒng)，使機(jī)械電子工程的自動(dòng)化與智能化發(fā)展層次越來越高，更好地為人類服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 黃偉鵬.人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用 [J].電子技術(shù)與軟件工程，2018（3）：248.

指導(dǎo)老師：吳顥（1989-），男，漢族，陜西寶雞人，教師，碩士研究生，研究方向：信息傳媒技術(shù)、外語教學(xué)研究。