摘要:现如今,随着我国经济的进步和科技的快速发展,机械电子工程产业越来越受到人们的关注。科技迅猛发展,先进技术与手段的引入带动着人类社会的进步,同时人工智能在诸多领域内也展现出了其优势之处。机械电子工程在之前传统形式的基础上融合入新型的信息电子技术,方便了人们日常的生活与生产,逐步向更加智能化的趋势发展。本文首先就人工智能以及机械电子工程相应的含义与发展展开分析,就二者间所存在的联系进行探究,目的在于推动机械电子工程能够朝向智能化方向稳步发展。
关键词:机械电子工程;人工智能;关系
引言
对机械电子工程学科进行分析可知,其自身发展要明显晚于传统机械工程的发展,然而,网络信息时代的到来在加快二者融合速度的基础上,也使得一项新的机械电子工程领域得以诞生,即人工智能。人工智能技术在机械电子工程中的应用无疑对推动机械电子工程的信息化发展具有重大意义。因此,加强对机械电子工程和人工智能关系的研究,对于进一步促进机械电子工程的发展和拓展人工智能技术的应用范围显得极为必要。
1机械电子工程概述
1.1机械电子工程简介及发展
作为一门较为复杂的综合性学科,机械电子工程与其他各类学科之间的关系都是十分密切的,它的发展从始至终都是以电子、机械和计算机为基础,再通过与其他学科的结合实现科学合理的设计,这样的设计才能保证每一个模块都能相互结合,使得每一个模块的最大优势都能够得到充分发挥。与此同时,机械电子产品的内部结构也不复杂,并不需要进行复杂元件的投人,还能大幅度提升产品的性能,因此其发展前景很广阔,所拥有的消费市场自然也很大。机械电子工程的发展主要是以手工制作为主,其生产力水平的底下以及缺乏足够的资源和先进的技术,使得机械电子工程的发展受到了极大的制约,所以为了进一步提高其生产效率,人们将发展目光逐渐转向机械工业。而且随着机械工程的发展,当前已经实现了流水线的生产,进而让生产阶段实现了大批量的标准化生产,这大大解放了机械电子工程中的劳动力,还促进了生产水平和提高,以及生产效率的提高,但是在此过程中,也存在着一定的不足之处,当前的机械标准件的生产都是借助外国进口的标准生产流水线,这不仅具有过大的生产成本,其市场能力也较为缺乏,不具备较强的灵活性,不具备较强的灵活性,因此不能完全适应当前不断变化的市场需求。因此需要加强加强机械电子工程的发展,促进与人工智能的结合,进而弥补当前存在的不足,从而使其产业化发展能够逐步满足市场中不断变化的产品需求,帮助企业获得巨大的经济效益和社会效益。
1.2机械电子工程特点
机械电子工程具有以下两方面特点:(1)产品设计的综合性。对机械电子工程进行分析可知,其并非一门完全独立的学科,而是包含工程、机械、电子、物理等诸多领域知识的综合性学科。因此,在进行产品设计时,机械电子工程将会从目标与系统配置的角度出发,有针对性地将生产加工技术、管理技术等其他技术融入到产品当中,提升产品价值;(2)产品特征的多样化。与传统的机械产品相比,虽然机械电子产品的结构较为简单,并未掺杂过多的运动元件或部件,但因机械电子工程技术本身的综合性,从而使其产品的内部结构较为复杂,因此,若要提升产品新能,有必要也必须摒弃传统而笨重的机械外形,促进产品向精细化和小体积化的方向发展。
2人工智能概述
2.1人工智能简介与发展
人工智能是研究和开发用于模拟、延伸人类智能的一种集理论、方法和技术于一体的新型综合科学。人工智能的发展较早,且至今为止,其已经理过了以下四个发展阶段:(1)萌芽阶段,人工智能的萌芽阶段为17世纪中叶,自世界上第一部计算器被发明出后,人类便开始认识到人类智慧在机械电子产品中的重大作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆(2)发展阶段,“人工智能”一词在上世纪五十年代被正式提出,此后,人工智能领域便进入了理论研究阶段,主要集中在计算机视觉和机械人与专家系统方面的研究。(3)挫折阶段,在人工智能研究工作不断推进的背景下,人们也开始发现人工智能在对人类思维进行模仿的过程中还存在着诸多方面的问题,例如,上世纪70年代前,科学发现的人工智能研究大都是建立在较为简单的映射方法的基础上,由此导致产品的人工智能化程度也处于骄傲地水平。(4)二次发展阶段,在人工智能领域取得初步成就后,我国随即进入了人工智能领域的知识基础发展阶段,此阶段,部分基于人工智能的机械电子工程理论也得到了良好的应用。
2.2人工智能特点
网络信息时代的到来促使了人工智能技术在社会各项生产、生活领域的广泛应用,就现阶段而言,人工智能的特点集中体现在两方面,分别为挑战性和应用型。首先,人工智能是一门极富挑战的学科,该领域的从事人员不仅需要对机械工程设计和计算机领域的知识予以较为全面的了解,而且还需要了解心理学、哲学等各个相关方面的知识,由此导致了其自身的挑战性。其次,人工智能是一门应用性较强的学科。在结合机械电子工程和人工智能的发展与特点的基础上,下文则着重对二者之间的关系展开深入研究。
3机械电子工程与人工智能关系
3.1信息处理方面的关系
对机械电子系统进行分析可知,其在运行过程中具有较强的非线性,即机械电子系统本身的不稳定性,从而导致其在输入与输出关系的处理方面十分困难,就现阶段而言,描述机械电子对系统输入、输出关系的方法主要包括三种,分别为基于物理方程的数学关系式的建立、基于丰富经验的系统规则库的建议和基于实践的学习所形成的先进知识。虽然以数学推导和理论分析为基础而建立起的因果关系方法能够促进产品设计的精细化,但此种方式却只能在线性定常等较为简单的机械电子系统当中应用,原因是,在相对复杂的系统中,系统各模块功能的数学解析式难以全部给出,加之不确定性和非线性信息的影响,使得解析式计算的复杂性显著增加。因此,以知识为基础的人工智能信息处理方式正逐渐取代传统的基于机械电子工程的数学解析式信息处理手段。
3.2系统建模方面的关系
模糊逻辑系统与神经网络对复杂系统模型的建立具有较大的促进作用。其中,神经网络通过模拟人体神经结构,对系统的各类数字信号进行处理,而模糊逻辑系统则以对人脑功能进行模仿的形式对数字信号进行处理。对神经网络进行分析可知,其在信息输出时,由于不同神经元存在的关系是固定的,故而具有较为庞大的计算量,而模糊逻辑系统内部各模块的联系并非固定的,故其计算量相对较小,但需要说明的是,其信息输入与输出的精度却要小于神经网络的输入、输出精度。因此,在系统的复杂性较高时,不能只通过单一的方法对基于建模的信息的输入和输出问题予以解决,而应将机械电子工程和人工智能进行有机结合,在此基础上,引入模糊神经网络,从而将模糊逻辑系统与神经网络的优点予以充分结合,从整体上提高了机械电子工程产品设计的可操作性和实用性。
结语
该研究从机械电子工程与人工智能的概念和发展历史的角度出发,在结合二者特点的基础上,从信息处理与系统建模等方面对机械电子工程和人工智能间的关系做出了系统探究。研究结果表明,人工智能是机械电子工程领域发展的必然趋势,加强二者的综合利用有利于提高机械产品,特别是机械电子类产品的性能。可见,未来进一步加强对机械电子工程与人工智能间关系的研究,必将在促进机械工程产业自身健康、全面发展的同时,带动其他学科领域的共同发展。
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论文作者:王林
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/28
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