(天津市河西區(qū)職工大學(xué)，天津 300203)

現(xiàn)階段，不管是經(jīng)濟的發(fā)展還是科技的發(fā)展，都比以往更為驚人，所以要想提高社會的生產(chǎn)力水平，就要進一步強化各項技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展。雖然機械電子工程是一種全新的技術(shù)，但其仍是由機械工程與電子技術(shù)共同組成的，這樣的組合不但明顯增加了電子技術(shù)的使用價值與意義，還改善了機械工程的不足。然而，現(xiàn)在社會上的各個行業(yè)都在朝著信息化、智能化的防線前進，所以對于機械電子工程而言，同樣需要改革與創(chuàng)新。而人工智能的發(fā)展是以信息技術(shù)作為前提條件的，不僅具有尖端科技，還具有先進的信息技術(shù)，其應(yīng)用產(chǎn)生的價值不可估量，而且也可以幫助機械電子工程提高其智能程度。

一、機械電子工程與人工智能概述

(一)關(guān)于機械電子工程的簡述

1.機械電子工程技術(shù)的發(fā)展歷程

在最近幾年里，機械電子工程的發(fā)展也是有目共睹，早在上個世紀(jì)其水平就已十分突出，特別是第三次科技革命的爆發(fā)，更是將其發(fā)展推向了高潮，電子科技跟過去的機械工程得到了充分的融合，而且應(yīng)用的范圍也十分廣泛。在將來的世界里，其發(fā)展趨勢必定是越來越智能，其發(fā)展歷程可以分為以下幾個階段：

首先是新資本主義的萌芽時期，那個時候的貿(mào)易形式與過去不同，因而導(dǎo)致貨物的需求急速上升，但是人們大都采取手工的辦法來生產(chǎn)加工產(chǎn)品，所以工作效率并不高，若想取得較高的經(jīng)濟效益，就一定要有足夠的勞動力。但是勞動力的不足對生產(chǎn)力的進一步提高造成了極大的影響。專家學(xué)者們?yōu)榱四軌蚪鉀Q這個問題，才開始另辟蹊徑，將重心放在了機械上，自此拉開了機械工業(yè)的帷幕。

其次是生產(chǎn)合格的產(chǎn)品時期，很多企業(yè)為了盡快提升工人的工作效率以及產(chǎn)品的整體質(zhì)量，就開始將馬克斯·韋伯設(shè)置的生產(chǎn)程序作為輔助，進行產(chǎn)品的生產(chǎn)。事實證明，這種模式是可行的。批量生產(chǎn)的時代已經(jīng)來臨，但卻因為生產(chǎn)合格產(chǎn)品的要求普遍很高，再加上生產(chǎn)的方式太單調(diào)，沒有靈活變通。于是當(dāng)時代開始向前時，其中的缺點也慢慢凸顯，無法滿足社會生產(chǎn)力的深層次需求。

然后就到了我們現(xiàn)在的這個時期，由于社會的發(fā)展，人們的生活節(jié)奏也開始加快，但是在這種欣欣向榮的背后，卻隱藏著許多不便之處，于是為了滿足社會的發(fā)展需求，人們開始尋找一個可以合適的生產(chǎn)方式，以此推動其繼續(xù)發(fā)展，這種生產(chǎn)方式的特點比較鮮明，比如：生產(chǎn)的時間短、產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)良、具有較高的靈活性，能夠很好地適應(yīng)社會發(fā)展的起伏。但是機械電子工程知識將加工、運輸、信息流這三者進行融合，再開始生產(chǎn)。已經(jīng)無法滿足對生活的高要求，所以基于機械電子技術(shù)而研發(fā)的新技術(shù)也就順勢而生了，那就是高靈敏性技術(shù)。

最后，伴隨著現(xiàn)代工業(yè)4.0的進一步發(fā)展，機械電子技術(shù)的發(fā)展也得到了明顯的促進，如此一來，人們進入更為方便快捷的生活時代指日可待。

2.機械電子工程的特點

機械電子工程主要是由其過去的模式跟許多有關(guān)的學(xué)科進行融合構(gòu)成的一門跨學(xué)科專業(yè)，其中完美地吸收了各個學(xué)科的長處及其相同之處，實現(xiàn)了信息功能與物理結(jié)構(gòu)的連結(jié)。與此同時，還能智能化地處理任何跟其有關(guān)的電腦系統(tǒng)。盡管它的形成是以機械的制造以及電子、網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)等為前提，但是長時間的發(fā)展與突破，已經(jīng)讓它貼上了自己的標(biāo)簽，主要特點有以下幾種：

首先是其設(shè)計綜合性較強，因為這是一門綜合性的專業(yè)，所以跟過去的機械工程比較會發(fā)現(xiàn)，這個專業(yè)跨越的學(xué)科種類很多很雜，基本都是取各種精髓才得以形成的。在正式設(shè)計的過程中，仍然是將機械工程作為主要內(nèi)容，再加上一些計算機技術(shù)以及電氣工程等，針對不同的系統(tǒng)配置與需求來選擇是否增加其它學(xué)科或者技術(shù)。通常，工程師在設(shè)計的時候會使用由上到下的原則，把每一個模塊都進行完美的連結(jié)，使其工作效率更高，進而達到實際生活與日常工作中的需要。

其次機械電子產(chǎn)品的外觀以及基本性能普遍很復(fù)雜。這是因為跟過去的工程相比，現(xiàn)在的產(chǎn)品整體體積優(yōu)勢更明顯，且結(jié)構(gòu)也更加簡單易懂，可以歸為精致型。它摒棄了過去的笨重外殼，但是里面的器件構(gòu)成卻更加精細，性能也因此有了極大的提升，很好地滿足了人們對靈敏、智能的高需求。除此之外，這種產(chǎn)品的體積小，也便于人民出門攜帶，功能種類也很多，逐漸轉(zhuǎn)變成人們生活中的必需品。

(二)關(guān)于人工智能的簡述

1.什么是人工智能

人工智能這一新型名詞的出現(xiàn)，讓許多行業(yè)的專家學(xué)者都頗感興趣，并給出了他們的見解。尼爾森認為，這是一門十分實用的學(xué)科，其主要內(nèi)容是怎樣獲得科學(xué)技術(shù)，并將其運用到實際生活中。另有著名教授溫士頓提出，人工智能是讓計算機擁有較高的專業(yè)技能與先進的科學(xué)技術(shù)，讓他們來完成人要做的工作。因此，綜上可知，人工智能就是一項綜合性極強的高端學(xué)科，其涉及的學(xué)科十分廣泛，并且通過擴展計算機的功能來代替人類完成各種難度較高的工作。

2.人工智能的發(fā)展歷程

距今400年，在法國誕生了第一臺可進行加法計算的計算器，此后，科學(xué)家們倍受鼓舞，對此創(chuàng)造不斷攻關(guān)克難。在美國，馮諾依曼制造出第一臺可自動化的計算器。這可稱得上人工智能的起步時期，該階段主要是理論結(jié)合實踐的階段，所以發(fā)展起來并不快，但是經(jīng)過實踐積累的經(jīng)驗十分多，打下了穩(wěn)固的基礎(chǔ)，促進計算機改革。

20世紀(jì)中期，美國以麥卡賽為代表的科學(xué)家，齊心協(xié)力探究如何讓計算機變得智能等問題。最先表達“人工智能 ”的概念，這意味著該項科學(xué)正在茁壯萌發(fā)，這也稱為人工智能的初始開端。為此，科學(xué)家們致力于科學(xué)事業(yè)，希望通過研究來發(fā)現(xiàn)人具有的邏輯方式能夠應(yīng)用到智能化的機器上。

反復(fù)時期。人工智能的研究獲得深化后可知，想要模仿人類的智能行為實非易事，科學(xué)家們無法設(shè)計出能完全模仿人類的簡易機器。但仍有不少科學(xué)家不斷的革故鼎新，取得不少進步，例如，1972年在法國就有科學(xué)家編譯出Prolog語言，這是發(fā)明LISP后的又一重要智能化語言，其應(yīng)用十分普遍。

穩(wěn)步前進時期?？茖W(xué)家們逐漸認識到想要創(chuàng)建能完全模仿人的智能化機器或技術(shù)沒有那么簡單，于是，他們靜下心來研究技術(shù)、完善功能。由于各界學(xué)者齊心協(xié)力、互幫互助、共渡難關(guān)，難題逐步被化簡，再加上國際上互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，為人工智能發(fā)展提供了搖籃。

二、機械電子工程和人工智能關(guān)系研究

研究兩者可知，實際操作時各有各的長處，也各有各的劣勢。這就要求仔細分析兩者的關(guān)系，讓兩者獲得效益最大化，智能最優(yōu)化。

(一)機械電子十分依賴人工智能

就機械電子來說，人工智能的引入確實離不開機械電子的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，因而，想要使用人工智能也不是那么容易的事。因以，一定不能忽視高科技的重要作用，利用網(wǎng)絡(luò)和計算機的結(jié)合將指令進行轉(zhuǎn)化為人工形式，指導(dǎo)機械進行準(zhǔn)確生產(chǎn)和精準(zhǔn)運作。因而，一旦工程網(wǎng)絡(luò)收錄錯誤的數(shù)據(jù)和分析錯誤時，都將指示機械進行錯誤操作，更嚴(yán)重的是摧毀整套機械電子的人工智能系統(tǒng)，機械電子也將面臨無用武之地。最近幾年，科技發(fā)展迅猛，工業(yè)生產(chǎn)這一塊也提高了對系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，主要包括處理不同類型的數(shù)據(jù)。為此想要人工智能發(fā)揮最大優(yōu)勢就需要系統(tǒng)正常運作支持，這也說明人工智能離不開系統(tǒng)的大力支持。

(二)人工智能具有補足性

一般的電子工程還是利用模塊來進行設(shè)計，所以才表現(xiàn)出多樣化的功能特點，當(dāng)然這也不利于電子工程的優(yōu)化延伸。遇到這樣的情形時，首先要合理調(diào)用人工智能的相關(guān)推理系統(tǒng)，來幫助機械工程更好的發(fā)揮自身的綜合功能，高效達成目標(biāo)。當(dāng)前時期，機械工程自身建立的模型系統(tǒng)可以說是了最優(yōu)秀的智能技術(shù)，可以獨當(dāng)一面地進行全套生產(chǎn)。值得重視的是，系統(tǒng)首先模擬了人類的神經(jīng)系統(tǒng)，然后利用技術(shù)對計算機進行仿造人類的神經(jīng)系統(tǒng)形成智能化，這種人工智能形式往往水平并不低，另外也不會十分依賴人工操作，機械工程能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的冤愿望，也讓個模塊的性能最優(yōu)化，最終達到智能實時連接工業(yè)完成生產(chǎn)。

(三)人工智能在某種程度上是讓機械工程更穩(wěn)定的

就操作和信息系統(tǒng)穩(wěn)定性都是最佳的，機械工程并不穩(wěn)定，最初設(shè)計時，操作性能一直都不會輕易改變，嚴(yán)格遵循程序設(shè)計，利用機械通過控制進行相關(guān)操作。據(jù)此可知，系統(tǒng)自身比較固定不移更改，一旦計算機的系統(tǒng)傳輸了錯誤的數(shù)據(jù)或進行數(shù)據(jù)分析時產(chǎn)生誤差，都會導(dǎo)致指令不正確，影響機械選擇正確的動作，嚴(yán)重阻礙了機械的正常運作。

然而，機械工程如果能夠加入智能化，利用人類的邏輯模型和機械手段，就能順利解決計算機系統(tǒng)的錯誤操作，獲得精確的數(shù)據(jù)，讓每一條指令都正確可行，彌補機械工程的不足?，F(xiàn)實生活中，人工智能的用處十分大，可以輸入機械工程的數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)處理和指導(dǎo)操作；同時人工智能的數(shù)據(jù)具有高效精準(zhǔn)的特點，利于機械設(shè)備的良好運行。

(四)人工智能彌補了機械系統(tǒng)不夠準(zhǔn)確的缺陷

就其模塊設(shè)計這一塊，數(shù)據(jù)最好的狀態(tài)就是高準(zhǔn)確度。然而，系統(tǒng)各項功能的達成，各項數(shù)據(jù)都會變動。為此，一定要及時更新系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)才能維持系統(tǒng)的運行良好，還可以讓系統(tǒng)獲得高精準(zhǔn)化的控制體驗。機械工程無法滿足此類需求時，人工智能模擬神經(jīng)系統(tǒng)就有利于實現(xiàn)更優(yōu)化、更精準(zhǔn)的系統(tǒng)控制。

三、人工智能控制工程在機械電子工程中的使用

(一)智能控制系統(tǒng)在機械電子工程中的運用

什么叫智能控制系統(tǒng)？其實這是一種利用計算機技術(shù)與人工智能的組合，人為地模擬并把控機械電子工程中的特殊操作，最后安排智能的機器人來代替人類進行操作。其中的主要原理是，讓這個系統(tǒng)模擬復(fù)制人的邏輯思維，然后自發(fā)采集需要的資料，最后完成該工作。因此，在這個信息化的時代，智能化已經(jīng)是大勢所趨了，不管是哪個行業(yè)，最后都會應(yīng)用到人工智能。而這也在一定程度上提高了人們的工作效率，有效地避免了因為操作不當(dāng)帶來的損失與危險，從而降低生產(chǎn)所需的成本。

(二)魯棒控制的使用

在生產(chǎn)制造柔性臂軌的時候，通常會控制滑模變的構(gòu)造，進而控制慢變控制，借助相關(guān)的理論知識，來分析魯棒控制器，實現(xiàn)對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的調(diào)控。所以在實際的模擬過程中，應(yīng)該采取不長的控制算法來進行計算，以此確定其主要結(jié)構(gòu)與H∞。合理地運用控制理論，更好地把控系統(tǒng)的操作，使其更加準(zhǔn)確，讓整個工程運轉(zhuǎn)自如。

(三)模糊控制工程在機械電子工程中的使用

在機械電子工程里中為常用的一種辦法就是模糊推理系統(tǒng)，其主要模擬人腦的功能，分析傳遞與接收的語言信號，借助網(wǎng)絡(luò)這個媒介，處理各種輸入輸出，進而構(gòu)成一個完整的函數(shù)。從物理層面上來說，這種方法比升級網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加一目了然。由于大部分的機械工程在生產(chǎn)加工的時候需要經(jīng)歷的程序都很多，所以看起來十分麻煩，若想借助過去的把控方式來構(gòu)建新的模型，可想而知，其工作的艱巨程度很大，且在無形之中就會給員工帶來極大的精神壓力。所以針對這個問題，專家學(xué)者采取了模糊控制法，其最大的好處就是復(fù)雜問題簡單化。這種方法跟以往采取的辦法有一個明顯的補貼，那就是這個不需要深度分析并研究工程中的各項數(shù)據(jù)信息，只要保證其輸入的量不超出一定的范疇即可；因為過去使用的辦法不僅需要構(gòu)建明確精準(zhǔn)的模型，而且最后的效果也不好，嚴(yán)重阻礙了自動化控制的進程。因而，這種辦法得到了大力的推廣與應(yīng)用。

(四)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的使用

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制，主要是基于生物學(xué)而進行的一項研究，它可以模擬人類大腦的構(gòu)造，分析接收的各種信息，再提供可以參考的數(shù)據(jù)。當(dāng)大量的神經(jīng)元被組合在一起后，就可以形成復(fù)雜多變的控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的主要用處是能夠妥善處理大量的數(shù)據(jù)，而且其發(fā)展趨勢也在想人工智能靠近，于是也就在智能的機械電子工程中得到了一定的普及與應(yīng)用。以前的員工在實際操控機床的時候，因為技術(shù)的原因，導(dǎo)致其切割的產(chǎn)品精確度不高，經(jīng)常會有誤差出現(xiàn)，使得工作效率大大降低、成品率也上不去。因此，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的運用，不僅可以有效地填補這方面的不足，還能極大地提升生產(chǎn)的效率，并且在保證安全的同時，為這個行業(yè)帶來更加可觀的經(jīng)濟效益。

結(jié)束語

結(jié)合上面的各種內(nèi)容可知，機械電子工程的發(fā)展離不開人工的智能，彼此相輔相成，為科技技術(shù)的突破與社會的進一步發(fā)展做出了巨大的貢獻。

[1]蘇遠鋒.機械電子工程與人工智能關(guān)系的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2016,(01).

[2]孔寒冰.基于本體的工程學(xué)科框架研究[D].浙江大學(xué),2009.

[3]曹穎.機械電子與人工智能的發(fā)展及深度融合探析[J].工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新,2016,03(06).

[4]戴永睿.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[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017,(05).

[5]姚磊.探究機械電子工程與人工智能的關(guān)系[J].電子制作,2015,(06).