蔡嘉薇

[摘 要] 人工智能是與當(dāng)前社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)，人工智能技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中應(yīng)用，是推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的必要條件。特別是機(jī)械電子領(lǐng)域，在人工智能技術(shù)的支持下，生產(chǎn)水平更能得到進(jìn)一步提升，進(jìn)而在競(jìng)爭(zhēng)激烈的行業(yè)市場(chǎng)中立足。我們需要進(jìn)一步思考人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用要點(diǎn)，望給予相關(guān)單位與人員一定的參考，為機(jī)械電子領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展提供一定的理論依據(jù)。

[關(guān)鍵詞] 人工智能;機(jī)械電子領(lǐng)域;技術(shù)應(yīng)用

機(jī)電一體化這一概念，在機(jī)械領(lǐng)域是有著重要影響的基礎(chǔ)概念。作為電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科交叉的體系，機(jī)電一體化工程技術(shù)體系呈現(xiàn)出復(fù)雜性的特征，而人工智能技術(shù)則是優(yōu)化改革的重要基礎(chǔ)。為了推動(dòng)機(jī)械電子領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展，必須明確人工智能技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)，望為后續(xù)的改革提供理論依據(jù)。

一、機(jī)械電子工程概述

機(jī)械電子工程也可稱作機(jī)電一體化，是機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種。機(jī)械電子工程專業(yè)體系的構(gòu)成，除機(jī)械電子基礎(chǔ)理論知識(shí)以外，還包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟硬件應(yīng)用能力等等。機(jī)電一體化系統(tǒng)在各類機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用貫穿全過(guò)程。從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造到試驗(yàn)，機(jī)電一體化技術(shù)都有著重要的應(yīng)用價(jià)值。機(jī)械電子工程是科學(xué)技術(shù)發(fā)展與學(xué)科專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的產(chǎn)物，傳統(tǒng)的學(xué)科劃分被打破，諸多技術(shù)的特點(diǎn)整合起來(lái)，能夠更好地滿足生產(chǎn)需要。機(jī)械電子工程技術(shù)這一理念的產(chǎn)生代表著新的工作思想、新的技術(shù)以及新的學(xué)術(shù)研究方向。各國(guó)研究人員始終致力于對(duì)機(jī)械電子工程的具體概念進(jìn)行明確，并且對(duì)于機(jī)電產(chǎn)業(yè)的社會(huì)價(jià)值進(jìn)行分析，對(duì)機(jī)械電子專業(yè)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。我國(guó)許多知名院校，都在努力推動(dòng)機(jī)電教育發(fā)展，可見機(jī)械工程發(fā)展備受重視。傳統(tǒng)的機(jī)械工程體系，主要包括動(dòng)力以及制造兩個(gè)方面，動(dòng)力類的研究，主要集中在各類發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，以及機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)作的基本原理。而制造類的研究，主要集中在機(jī)械加工、裝配以及焊接等，傳統(tǒng)機(jī)械工程與計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)的結(jié)合，能夠讓機(jī)械電子工程的內(nèi)涵更加深刻。但是因機(jī)械電子工程的智能化程度目前依然較低，難免會(huì)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)產(chǎn)生制約。機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)是十分明確的。從設(shè)計(jì)角度去分析，采取自上至下的設(shè)計(jì)思想，從機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、電子工程等多個(gè)角度思考。要綜合考量生產(chǎn)需要，將各個(gè)功能模塊緊密協(xié)調(diào)起來(lái)，達(dá)成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)區(qū)域模塊化的目標(biāo)，完善系統(tǒng)功能[1]。

二、人工智能技術(shù)概述

人工智能即我們經(jīng)常談及的AI，是一門新的技術(shù)科學(xué)。作為計(jì)算機(jī)科學(xué)的分支之一，人工智能研究的目標(biāo)是對(duì)智能的實(shí)質(zhì)進(jìn)行深入挖掘，并且建立起創(chuàng)新性的、以人類智能為基礎(chǔ)不斷進(jìn)步的智能化技術(shù)體系。研究的具體內(nèi)容主要包括語(yǔ)言識(shí)別、機(jī)器人、圖像識(shí)別、專家系統(tǒng)以及語(yǔ)言處理等等。自人工智能這一概念產(chǎn)生以來(lái)，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍也在不斷拓展，我們不難看出，在不遠(yuǎn)的未來(lái)，以人工智能為基礎(chǔ)的科技產(chǎn)品將會(huì)廣泛普及開來(lái)，對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生重大且長(zhǎng)久的影響，人工智能將成為人類智慧的載體，能夠具備人的意識(shí)，模擬人的思維，模擬人類學(xué)習(xí)、分析信息的過(guò)程。但是人工智能尚有隱患，人工智能并非人本身的智能，但是因具備學(xué)習(xí)能力，所以我們無(wú)法排除其可能超過(guò)常人智能水平的可能。作為新世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)，人工智能技術(shù)在近年來(lái)，發(fā)展速度越來(lái)越快，但是定義尚不清晰，學(xué)界依然存在爭(zhēng)議。而個(gè)人認(rèn)為人工智能技術(shù)主要對(duì)人的認(rèn)知、思維、推理與判斷進(jìn)行模擬，當(dāng)前我國(guó)人工智能技術(shù)在圖像、語(yǔ)音辨認(rèn)以及邏輯分析等能力上都較以往有所提升。當(dāng)前的主流技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下，人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、超級(jí)計(jì)算機(jī)結(jié)合，能夠具備數(shù)據(jù)的批量分析以及高精準(zhǔn)運(yùn)算能力。簡(jiǎn)而言之，人工智能技術(shù)在當(dāng)前的高新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下，已經(jīng)成為主流技術(shù)，其優(yōu)勢(shì)不可否認(rèn)，只有明確優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，才能確保各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展因此而受到正面影響，達(dá)成可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)[2]。

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

（一）故障診斷功能的應(yīng)用

故障診斷一直以來(lái)都是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，其與機(jī)電設(shè)備的整體構(gòu)成特征有關(guān)。機(jī)電設(shè)備普遍包含許多精密的零部件。在運(yùn)行過(guò)程中，受到各方面因素的影響，出現(xiàn)了功能故障，問(wèn)題的根源往往也會(huì)很難追溯。如果故障的診斷檢驗(yàn)技術(shù)不夠先進(jìn)，那么設(shè)備檢修則需要耗費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。為了保證機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)步推進(jìn)，必須對(duì)故障進(jìn)行更加高效且精準(zhǔn)的判斷，才能更快排除隱患。在實(shí)際開展故障診斷工作的過(guò)程中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用是削減維修資金及時(shí)間成本的必要條件。以人工智能為基礎(chǔ)的故障診斷，主要包括對(duì)于故障類型、發(fā)生位置等各方面基本情況的推理、基于案例開展的故障推理以及基于故障樹模型開展的故障診斷。從系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要可以分為故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)、機(jī)械故障案例庫(kù)、故障診斷規(guī)則庫(kù)等等。從重要性程度來(lái)看，案例庫(kù)與推理機(jī)在實(shí)際的故障分析診斷過(guò)程中占據(jù)核心地位。系統(tǒng)對(duì)于知識(shí)的學(xué)習(xí)，主要集中于故障診斷所需要的專業(yè)知識(shí)及必要信息。為了更加精準(zhǔn)地進(jìn)行判斷，必須事先收集大量故障相關(guān)的案例，這樣才能根據(jù)故障與案例的相符程度，具體判斷故障情況，明確檢修要求。而知識(shí)處理則主要是針對(duì)前期處理收集的知識(shí)與案例進(jìn)行處理分析的過(guò)程。比如，根據(jù)實(shí)際的故障診斷標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)案例做好歸類整理，完成整理，能夠滿足推理的實(shí)際需求，方便在實(shí)際檢測(cè)故障時(shí)加以利用。故障的實(shí)際診斷具體流程如下：首先用戶可以借助實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)或是人機(jī)交互的界面向故障診斷系統(tǒng)平臺(tái)錄入與故障相關(guān)的信息，推理機(jī)則以這些信息為基礎(chǔ)，開展后續(xù)的故障推理判斷，要結(jié)合診斷規(guī)則庫(kù)，最終得出更加可靠的、具有參考價(jià)值的診斷結(jié)論，而后在案例庫(kù)中通過(guò)進(jìn)一步的計(jì)算查找出最符合當(dāng)前故障情況的案例，對(duì)于故障原因展開分析，并且給予最合理的維修建議。

（二）提高自動(dòng)化控制的精準(zhǔn)性

自動(dòng)化控制是人工智能技術(shù)應(yīng)用的主要訴求之一，在一般的機(jī)械自動(dòng)化控制過(guò)程中，利用傳統(tǒng)控制器，能夠建立起控制模型，進(jìn)而完成控制任務(wù)，要依靠動(dòng)態(tài)的控制方程去做好分析。但是動(dòng)態(tài)化的控制方程往往不具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，而且較為復(fù)雜，特別是在針對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，動(dòng)態(tài)方程往往無(wú)法起到精準(zhǔn)檢測(cè)的作用，而利用人工智能技術(shù)則能克服以上不足。事先建立起用于開展人工智能控制的模型，可以利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊神經(jīng)系統(tǒng)，在機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中做好智能控制。以人工智能技術(shù)為核心，以傳感器技術(shù)為輔助，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的全面監(jiān)控，例如對(duì)于設(shè)備運(yùn)行的速度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí)，能夠在運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)第一時(shí)間獲取故障信息，避免事故發(fā)生。

（三）提升機(jī)械電子系統(tǒng)信息輸入輸出的精準(zhǔn)性

機(jī)械電子系統(tǒng)主要的特征是不穩(wěn)定性，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，因?qū)嶋H工作條件不同，輸入的信息類型也更多、數(shù)量更大。這便容易導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法對(duì)電子系統(tǒng)輸入輸出的情況進(jìn)行準(zhǔn)確描述。傳統(tǒng)的處理方式中，數(shù)學(xué)公式的描述相對(duì)更加細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)，但是并不能精確地針對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行描述，包括無(wú)法分析輸入或者輸出的信息，包括從傳感器發(fā)出的不同類型信息，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)可以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，利用人工智能技術(shù)所構(gòu)成的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊推理系統(tǒng)，高效地完成海量模糊信息處理。例如，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)θ四X的構(gòu)造進(jìn)行模擬，利用以往所收集的數(shù)字信號(hào)，可以對(duì)故障相關(guān)的資源做好參數(shù)分析。在這一監(jiān)測(cè)模式下，可以進(jìn)一步優(yōu)化語(yǔ)音信號(hào)的處理，利用模糊推理系統(tǒng)，對(duì)于模糊信息及語(yǔ)音信號(hào)做好分析，保證所獲取的信息更加精準(zhǔn)可靠，進(jìn)而保證數(shù)據(jù)處理效率，有效提升生產(chǎn)的效率，同時(shí)削減不必要的生產(chǎn)成本支出。在實(shí)際的機(jī)械電子生產(chǎn)過(guò)程中，這是必要的條件，為了真正提升機(jī)械電子工程作業(yè)效率，保證作業(yè)的精準(zhǔn)性，必須對(duì)輸出與輸入做好監(jiān)管，這樣才能保證后續(xù)工作有依據(jù)、有方向[3]。

人工智能在當(dāng)前的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)下，是在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域備受關(guān)注的關(guān)鍵詞，對(duì)于各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都有很大影響，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也給人工智能技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)了新的契機(jī)。人工智能技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)一體化目標(biāo)的必要條件，為了提升機(jī)械電子作業(yè)效率與質(zhì)量，因此文章針對(duì)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步探究，分析了相關(guān)概念以及具體的技術(shù)改革要點(diǎn)，以推動(dòng)技術(shù)改革，達(dá)成作業(yè)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鑫，趙文鑫.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，2019（6）：231.

[2]張代宇.人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2019（2）：142-143.

[3]郭曉萌.人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（19）：218-219.

[作者單位]

江西省交通技工學(xué)校

（編輯：薄躍華）