博成合瑞（北京）建筑装饰工程有限公司 100123
摘要：社会经济的高速发展推动着生产力水平的不断提高，机械工程作为促进生产力快速发展的重要产业，经历了由传统机械工程到机械电子工程的转变。近年来随着大数据的不断发展，人工智能也逐渐应用到机械电子工程技术中，大幅度提高了生产力水平，对社会的发展做出了巨大贡献。文章从机械电子工程和人工智能技术的内涵和特点出发，通过介绍机械电子工程技术的工作过程本质，结合人工智能数据分析特点，分析了二者之间的关系，望对我国机械电子行业的进步与发展有所裨益。
关键词：机械电子工程；人工智能技术；运用
1机械电子工程简介
传统机械工程主要包括动力、制造两大类，所谓的动力类研究各类发电机、电动机等动力驱动装置以及机械传动的原理，制造类主要包括机械加工、装配、焊接等，传统机械工程与电子技术、计算机技术相融合，在能量连接、机械连接的基础上加入信息连接与功能协调，这就是机械电子工程的基本内涵，不过当前机械电子工程的智能化程度较低，在一定程度上制约了生产发展。机械电子工程的优点非常突出：在设计角度，采取自上而下的设计理念，在计算机信息技术、机械工程、电子工程的基础上综合考虑生产加工环境、人机工程学、管理技术等，设计更有系统性，各个功能模块紧密协调；从产品的角度上，集约化程度高，体积更小，产品结构区域模块化，功能更加完善。
2人工智能技术
人工智能技术作为 21 世纪三大最尖端科技之一，近年发展速度飞快，目前对于人工智能技术的定义可谓仁者见仁智者见智，笔者认为人工智能技术是模拟人的进行认知、思维、推理及判断，能够像人一样进行逻辑思考。目前人工智能技术在语音识别、图像识别等方面发展迅猛，借助大数据技术与超级计算机，“超大规模数据分析+超强数据运算能力”是当前人工智能技术的发展主流。人工智能技术具有自主学习能力，通过反向传播运算不断监督学习训练，使得计算机设备具有较强的学习能力；同时人工智能技术还可以实现对海量模糊信息进行高速、准确处理；与大数据技术融合具备数据挖掘功能，能够信息爆炸的环境中精准获得所关注信息；同时人工智能技术还可以进行逻辑思维，能够代替人进行推理判断。
3机械电子工程与人工智能的关系
随着科学技术的进步以及各学科间的交叉融合，人工智能逐渐应用于机械电子工程中，从建模，控制到诊断的过程，利用人工智能挖掘信息的功能，对机械电子工程自动化和智能化的发展起着重要作用。在机械电子工程“建模—论证—生产”过程中，机械电子系统往往呈现不稳定性或非线性，对其输入输出关系的描述方法通常有三种，一是通过物理方程构建数学解析式，二是根据丰富的经验建立规则库，三是通过实践学习生成知识[8]。在实际操作过程中，通过理论分析用数学解析的形式构建出系统因果关系虽然精确、严密，但是由于解析解求解过程的难度，这种方法往往只适用于线性简单系统，而机械电子工程是一个复杂的非线性巨系统，不得不处理不同类型的信息，因此在求解过程中很有可能会无法计算。对于不能用数学解析方法解决的问题，由于人工智能与计算机科学之间的紧密联系以及强大的数据分析处理能力，使其可以应对庞大的数据信息，清晰地描述输入输出关系，进而使系统具有较高的自动化水平，具有更强的稳定性，为机械电子工程提供了新的解决方案，将其应用于其中可以快速精确地进行大量计算，提升效率。此外，人工智能在机械电子工程应用过程中，通过将信息归纳与整理，能够极大地避免后续环节故障。目前人工智能优化输入输出关系较为成熟的是神经网络系统和模糊推理系统的应用。神经推理系统并不是直接模拟人脑神经的工作模式，而是其呈逻辑树状的分布的，点到点的处理数据的方式很像人脑神经的连接方式，具有精确度高，对数据分析程度深的优点，但这种方法的计算量较大。模糊推理则是通过对大量数据的分析，得出一些逻辑关系不强的结论，这种方法目前还不够精确，但其所需要的计算量较小。在人工智能的发展过程中，神经网络与模糊推理两种方法优势互补，相得益彰，使人工智能够处理较为复杂的数据，适应较为复杂的环境，具有不可比拟的灵活性和适应性。
4人工智能技术在机械电子工程领域的应用探究
4.1 故障诊断功能
机电设备在运行过程中难免会出现故障，为保障生产连续性，对故障进行快速有效诊断就显得尤为重要，在故障诊断过程中充分利用人工智能技术可以实现对故障的精准定位，减少维修成本与时间成本。基于人工智能的故障诊断主要包括基于规则推理故障、基于案例推理故障以及利用故障树模型进行故障诊断等三种类型。故障针对系统（详见图 1）从结构上来讲主要包括机械故障案例库、故障诊断规则库、故障诊断数据库、故障推理机、知识处理、故障诊断过程解释机、学习系统和专家系统人机界面。从重要性上讲案例库与推理机的在故障诊断中占据核心地位；关于知识获取，主要是获取某一领域内的相关知识，收集海量的故障案例；知识处理具体是指将处理收集的知识与案例，例如通过一定标准划分将案例进行归类整理，最终整理成能够满足系统推理要求、便于系统检索的相关规则及案例。故障诊断具体流程为：用户通过人机交互界面（或者机电设备的实时检测系统）向故障诊断系统输入相关数据信息，推理机根据输入信息进行推理判断，结合诊断规则库得出诊断结果，然后在故障案例库中计算检索契合度最高的案例（此过程需要根据一定算法计算相似度），分析故障原因与给出维修建议（解释器的作用主要是以用户容易接受的方式向用户解释故障类型、成因、解决方案等）
.png)
4.2在机械系统故障诊断方面的应用
在机械制造业的发展过程中，故障诊断及处理是常见的项目内容之一，从机械制造业的角度来看，故障诊断是指针对机械系统中出现的不正常现象，在特定法则的规制下，对不正常现象产生的原因进行查找，以明确机械系统这一现象所产生的部位，并针对这一不正常现象的处理提出解决方案。具体而言，机械系统故障诊断会涉及到 3 个方面的内容：第一，对系统故障进行全面监测；第二，进行机械系统故障内容的具体分析；第三，针对所出现的机械故障制定解决方案。但是在整个机械系统中，当出现机械故障时，通过故障来查找原因，是一个相对复杂的推理过程，通常情况下，这需要依赖于专业技术人员凭借其专业化的技术水平以及长年积累的经验来进行判断，但是很多情况下会出现判断失误，导致所制定的解决方案成效不明显。而智能化技术的应用则能够有效解决这一问题，在智能化系统的作用下，能够根据故障的具体内容，明确这一不正常现象的原因，并且能够根据出现的不正常现象，生成相应的解决方案，由此可见，在智能化系统的作用下，能够极大的提升机械系统的故障诊断水平。
结束语
综上所述，人工智能技术在机械制造中的应用，能够有效提升机械制造水平，对于推动我国机械制造业的发展有着重要的促进作用。为此，我国在大力发展新型工业的同时，必须注重人工智能技术在机械制造领域的应用发展，通过不断的技术革新，利用新型智能化技术，在机械制造业的发展中创造出更高的经济效益。
参考文献
[1]何鑫涛.机械电子工程与人工智能的关联分析[J].中国高新区，2017（23）：127.
[2]李宜洋.人工智能在机械电子工程中的应用体会[J].电子制作，2017（22）：33-34.
[3]印利.浅析机械电子工程与人工智能的关系[J].智能城市，2017，3（09）：206.
[4]张东升.浅析机械电子工程与人工智能的关系[J].电子技术与软件工程，2017（14）：139.
[5]刘璐.关于机械电子工程与人工智能关系的探讨[J].电脑迷，2017（07）：34.
论文作者:曲志国
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第29期
论文发表时间:2019/1/2
标签：人工智能论文; 机械电子论文; 工程论文; 技术论文; 故障论文; 系统论文; 故障诊断论文; 《建筑学研究前沿》2018年第29期论文;