衛(wèi)江　王勝

摘 要：近年來，我國機(jī)械電子工程產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，且為推動機(jī)電一體化的發(fā)展做出了較大貢獻(xiàn)。作為機(jī)械電子工程發(fā)展的必然趨勢，人工智能在社會各項生產(chǎn)、生活領(lǐng)域中的應(yīng)用也愈加廣泛，并使得機(jī)械電子工程迎來了另一良好的發(fā)展機(jī)遇。因此，為進(jìn)一步提高機(jī)械工程自動化水平，確保機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)能夠以更穩(wěn)定的態(tài)勢得到良好發(fā)展，該研究通過對機(jī)械電子工程以及人工智能的概念、發(fā)展階段和特點等進(jìn)行闡述和分析，進(jìn)而對二者之間的關(guān)系展開了深入研究。

關(guān)鍵詞：機(jī)械電子工程 人工智能 模糊邏輯系統(tǒng) 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（c）-0026-02

對機(jī)械電子工程學(xué)科進(jìn)行分析可知，其自身發(fā)展要明顯晚于傳統(tǒng)機(jī)械工程的發(fā)展，然而，網(wǎng)絡(luò)信息時代的到來在加快二者融合速度的基礎(chǔ)上，也使得一項新的機(jī)械電子工程領(lǐng)域得以誕生，即人工智能。人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用無疑對推動機(jī)械電子工程的信息化發(fā)展具有重大意義。因此，加強(qiáng)對機(jī)械電子工程和人工智能關(guān)系的研究，對于進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械電子工程的發(fā)展和拓展人工智能技術(shù)的應(yīng)用范圍顯得極為必要。

1 機(jī)械電子工程概述

1.1 機(jī)械電子工程簡介及發(fā)展

機(jī)械電子工程又稱機(jī)電一體化，是機(jī)械工程與自動化的重要組成部分，其集機(jī)械工程、電子工程和信息工程為一體，旨在解決機(jī)械工程領(lǐng)域的各項問題。至今為止，機(jī)械電子工程的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段，分別為：（1）萌芽發(fā)展階段，在此階段，機(jī)械電子的發(fā)展大都手工加工為主，受人力資源和自然環(huán)境的影響較大；（2）生產(chǎn)線發(fā)展階段，相較于傳統(tǒng)的手工加工模式，流水線的生產(chǎn)模式有效節(jié)省了人力資源，且使產(chǎn)品的生產(chǎn)效率大幅提高。但此階段機(jī)械電子工程也存在諸多不足，例如，某些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)均需要以引進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)流水線為前提，從而使產(chǎn)品相對于市場的滯后性有所增加，難以適應(yīng)市場需求；（3）產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。機(jī)械電子的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段不僅實現(xiàn)了產(chǎn)品和市場之間的良好對接，而且也通過產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展使人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中對各類機(jī)械電子產(chǎn)品的需求得到了較好地滿足[1]。

1.2 機(jī)械電子工程特點

機(jī)械電子工程具有以下兩方面特點：（1）產(chǎn)品設(shè)計的綜合性。對機(jī)械電子工程進(jìn)行分析可知，其并非一門完全獨立的學(xué)科，而是包含工程、機(jī)械、電子、物理等諸多領(lǐng)域知識的綜合性學(xué)科。因此，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計時，機(jī)械電子工程將會從目標(biāo)與系統(tǒng)配置的角度出發(fā)，有針對性地將生產(chǎn)加工技術(shù)、管理技術(shù)等其他技術(shù)融入到產(chǎn)品當(dāng)中，提升產(chǎn)品價值；（2）產(chǎn)品特征的多樣化。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相比，雖然機(jī)械電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)較為簡單，并未摻雜過多的運動元件或部件，但因機(jī)械電子工程技術(shù)本身的綜合性，從而使其產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此，若要提升產(chǎn)品新能，有必要也必須摒棄傳統(tǒng)而笨重的機(jī)械外形，促進(jìn)產(chǎn)品向精細(xì)化和小體積化的方向發(fā)展[2]。

2 人工智能概述

2.1 人工智能簡介與發(fā)展

人工智能是研究和開發(fā)用于模擬、延伸人類智能的一種集理論、方法和技術(shù)于一體的新型綜合科學(xué)。人工智能的發(fā)展較早，且至今為止，其已經(jīng)理過了以下四個發(fā)展階段：（1）萌芽階段，人工智能的萌芽階段為17世紀(jì)中葉，自世界上第一部計算器被發(fā)明出后，人類便開始認(rèn)識到人類智慧在機(jī)械電子產(chǎn)品中的重大作用。（2）發(fā)展階段，“人工智能”一詞在上世紀(jì)五十年代被正式提出，此后，人工智能領(lǐng)域便進(jìn)入了理論研究階段，主要集中在計算機(jī)視覺和機(jī)械人與專家系統(tǒng)方面的研究。（3）挫折階段，在人工智能研究工作不斷推進(jìn)的背景下，人們也開始發(fā)現(xiàn)人工智能在對人類思維進(jìn)行模仿的過程中還存在著諸多方面的問題，例如，上世紀(jì)70年代前，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的人工智能研究大都是建立在較為簡單的映射方法的基礎(chǔ)上，由此導(dǎo)致產(chǎn)品的人工智能化程度也處于驕傲地水平。（4）二次發(fā)展階段，在人工智能領(lǐng)域取得初步成就后，我國隨即進(jìn)入了人工智能領(lǐng)域的知識基礎(chǔ)發(fā)展階段，此階段，部分基于人工智能的機(jī)械電子工程理論也得到了良好的應(yīng)用。

2.2 人工智能特點

網(wǎng)絡(luò)信息時代的到來促使了人工智能技術(shù)在社會各項生產(chǎn)、生活領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，就現(xiàn)階段而言，人工智能的特點集中體現(xiàn)在兩方面，分別為挑戰(zhàn)性和應(yīng)用型。首先，人工智能是一門極富挑戰(zhàn)的學(xué)科，該領(lǐng)域的從事人員不僅需要對機(jī)械工程設(shè)計和計算機(jī)領(lǐng)域的知識予以較為全面的了解，而且還需要了解心理學(xué)、哲學(xué)等各個相關(guān)方面的知識，由此導(dǎo)致了其自身的挑戰(zhàn)性。其次，人工智能是一門應(yīng)用性較強(qiáng)的學(xué)科。在結(jié)合機(jī)械電子工程和人工智能的發(fā)展與特點的基礎(chǔ)上，下文則著重對二者之間的關(guān)系展開深入研究[3]。

3 機(jī)械電子工程與人工智能關(guān)系

3.1 信息處理方面的關(guān)系

對機(jī)械電子系統(tǒng)進(jìn)行分析可知，其在運行過程中具有較強(qiáng)的非線性，即機(jī)械電子系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致其在輸入與輸出關(guān)系的處理方面十分困難，就現(xiàn)階段而言，描述機(jī)械電子對系統(tǒng)輸入、輸出關(guān)系的方法主要包括三種，分別為基于物理方程的數(shù)學(xué)關(guān)系式的建立、基于豐富經(jīng)驗的系統(tǒng)規(guī)則庫的建議和基于實踐的學(xué)習(xí)所形成的先進(jìn)知識。雖然以數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論分析為基礎(chǔ)而建立起的因果關(guān)系方法能夠促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計的精細(xì)化，但此種方式卻只能在線性定常等較為簡單的機(jī)械電子系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用，原因是，在相對復(fù)雜的系統(tǒng)中，系統(tǒng)各模塊功能的數(shù)學(xué)解析式難以全部給出，加之不確定性和非線性信息的影響，使得解析式計算的復(fù)雜性顯著增加。因此，以知識為基礎(chǔ)的人工智能信息處理方式正逐漸取代傳統(tǒng)的基于機(jī)械電子工程的數(shù)學(xué)解析式信息處理手段[4]。

3.2 系統(tǒng)建模方面的關(guān)系

模糊邏輯系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對復(fù)雜系統(tǒng)模型的建立具有較大的促進(jìn)作用。其中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過模擬人體神經(jīng)結(jié)構(gòu)，對系統(tǒng)的各類數(shù)字信號進(jìn)行處理，而模糊邏輯系統(tǒng)則以對人腦功能進(jìn)行模仿的形式對數(shù)字信號進(jìn)行處理。對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析可知，其在信息輸出時，由于不同神經(jīng)元存在的關(guān)系是固定的，故而具有較為龐大的計算量，而模糊邏輯系統(tǒng)內(nèi)部各模塊的聯(lián)系并非固定的，故其計算量相對較小，但需要說明的是，其信息輸入與輸出的精度卻要小于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出精度。因此，在系統(tǒng)的復(fù)雜性較高時，不能只通過單一的方法對基于建模的信息的輸入和輸出問題予以解決，而應(yīng)將機(jī)械電子工程和人工智能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在此基礎(chǔ)上，引入模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而將模糊邏輯系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點予以充分結(jié)合，從整體上提高了機(jī)械電子工程產(chǎn)品設(shè)計的可操作性和實用性。

4 結(jié)語

該研究從機(jī)械電子工程與人工智能的概念和發(fā)展歷史的角度出發(fā)，在結(jié)合二者特點的基礎(chǔ)上，從信息處理與系統(tǒng)建模等方面對機(jī)械電子工程和人工智能間的關(guān)系做出了系統(tǒng)探究。研究結(jié)果表明，人工智能是機(jī)械電子工程領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢，加強(qiáng)二者的綜合利用有利于提高機(jī)械產(chǎn)品，特別是機(jī)械電子類產(chǎn)品的性能?？梢?，未來進(jìn)一步加強(qiáng)對機(jī)械電子工程與人工智能間關(guān)系的研究，必將在促進(jìn)機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)自身健康、全面發(fā)展的同時，帶動其他學(xué)科領(lǐng)域的共同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 王琪.機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系探究[J].科技傳播，2012（1）：114-115.

[2] 馮哲.關(guān)于機(jī)械電子工程與人工智能關(guān)系的探討[J].現(xiàn)代交際，2013（11）：28.

[3] 孫基勇，楊盼.機(jī)械電子工程與人工智能的關(guān)系[J].黑龍江科學(xué)，2015（7）：123.

[4] 田海湧.關(guān)于機(jī)械電子工程與人工智能的相關(guān)性分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（11）：104-105.