人工智能技术在机械电子工程领域的应用.pdf

新时代背景下，人工智能在机械电子工程领域中呈现出诸多的应用优势，对推进我国机械电子工程的现代化发展，降低误差产生及提高工程建设效率发挥着重要的作用。基于此，结合人工智能技术的应用优势，分析人工智能在机械电子工程中的技术应用及实践应用思路，旨在发挥出人工智能在推进我国机械电子工程事业的改革与高质量发展中的积极作用。关键词：人工智能技术；机械电子工程；应用中图分类号：TH16；TP18文献标识码：A文章编号：2095-7734（2023）03-0037-03机械电子工程主要研究机电类产品的制造、设计开发及控制过程的智能化与自动化建设。将人工智能技术充分应用到机械电子工程领域，可以提高自动控制设备的性能塑造能力，加速机械电子工程技术的革新，促进机械电子系统控制的精度化与稳定化发展。因此，人工智能技术对推进我国机械电子行业的发展拥有难以替代的作用。1 人工智能技术概念探究及基本内涵人工智能兴起于 20 世纪 50 年代，是研究与人“部分相似”或“全面相似”，用于帮助人类完成相关活动，拓展人类智能的技术学科。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。为更全面理解人工智能技术的内涵，将其拆解为“人工”和“智能”两部分。其中“人工”主要指人工系统，“智能”指拥有像人一样的智力水平，结合起来人工智能就是在人力范围内所创造出的智力技术。人工智能在某种层面上可以说是模仿人类思维、行动的技术类别，所以研究并分析人工智能也是在研究人类“自己”。美国学者尼尔逊在相关著作中指出，人工智能并不难理解，它就是研究人类如何学习、如何学以致用的技术。温斯顿认为人工智能要求人类先研究自己，分析人是如何行动和思考的，再通过技术模仿的方式，获取人类的行动过程与思维规律。如上所述，人工智能技术是以人类思维方式为前提，通过技术手段，形成能够模拟人类活动的技术方法和理论。伴随人工智能技术的发展，其应用领域也逐渐增多起来，各种创新型技术与理论也相继出现。就当前而言，人工智能应用与研究的方向主要有行为智能化、学习智能化、思考智能化、感知智能化等。所出现的技术有以下几点：首先是专家系统。专家系统是人类借助人工智能技术所研发出的程序，拥有某一领域或学科完备的知识，能够像专家一样帮助人们解决特定领域的问题，并替人们做出决策。其次是模式识别。模式识别能够寻找出“目标体”与“其它物体”之间的差异，并通过归类分类，为人们提供可靠的结果，从而提升工作的精准度与有效性。再次是自然语言与自动程序。该技术是将机械程序通过重新设计的方式，提升机械化工作的效率，可以有效地降低人为失误。自然语言则指人机对话，研究的是如何识别人类语言及机器与人类进行自然交流。然后是神经网络。神经网络研究的是人类神经单元及网络的“行为连接”与“工作原理”，然后通过技术实现的方式，识别并判断相应信息。2023 年 6 月普洱学院学报Jun.2023第 39 卷第 3 期Journal of Puer UniversityVol.39No.337简言之，该技术就是通过模拟人脑智能的形式，让机械做出更高级的行为，从而解决人类活动中所常见的问题。最后是机械学习。机械学习涉及行为规划、控制技术、传感技术、动力学、运动学等内容，重点探究对机械“类人性”功能的实现。2 人工智能在机械电子工程中的应用价值首先是满足高精度控制的诉求。机械电子工程要求人们实现精准化的信息控制。然而在系统运行中，外部数据变化等客观因素会导致系统运作的稳定性受到影响。因此，结合系统运行特征，调整并优化系统数据具有明确的必要性和重要性。而将人工智能技术充分应用到机械电子系统中，可以帮助人们精准控制各类功能信息和数据，实现对数据的调整与优化，提高机械电子工程的工作效率。其次是提升设备稳定性。电子设备在持续运行的过程中，容易受到内外因素的影响，进而出现稳定性低的问题。系统的稳定性决定了设备的稳定性。在传统模式下，人们需要运用解析法来判断控制系统的稳定性，但其价值彰显却不够明显，难以实现对系统精准、全面、高效地控制。而通过人工智能技术，能够实现对相关信息数据的有效处理和精准分析。即通过分析海量的、复杂的系统数据，帮助人们提高系统的稳定性，进而提高设备的稳定性。再次是降低故障概率。机械电子工程设备通常会存在各种各样的故障问题，容易影响到系统或设备运作效率。而运用人工智能技术，通过采集系统或设备在运行中所产生的数据，能够精准判断设备是否出现故障或相关的问题。人们还可以通过提升系统处理数据的效能，及时判断故障类型及定位故障位置，进而获得准确的故障检修或排查建议，提高故障处理的实效性。最后是实现自动化发展。在故障处理的过程中，人工智能技术已经彰显出自动化处理各类故障及问题的优势，而在机械设备运作的过程中，人工智能技术可以通过超声波识别作业对象、神经网络开展作业加工等方式实现自动化生产的效果。换言之，在人工智能技术的帮助下，机械电子工程领域能够实现“无人化制造”的目标，并且可以准确识别各种内外影响因素，提升机械生产制造的质量。因此，在人工智能技术的支持下，我国机械电子工程事业将得到信息化、现代化及智慧化的发展。3 人工智能技术在机械电子工程中的技术应用3.1 流程自动化技术应用首先是在重复操作中的应用。流程自动化技术是基于软件机器人的智能技术，而将其应用到电子工程领域，需要技术人员在前端安装相应的软件，通过自动监视用户在界面上的操作行为及分析监视结果，明确用户的操作规律及目的，从而根据操作目的及用户操作步骤进行运作。相较于传统的“任务编写”，直线性控制操作拥有较高的便捷性特征，可以有效降低机电一体化应用对操作人员的要求。在重复操作中，流程自动化技术能减少重复性岗位对专业性编程所提出的要求，降低企业的生产成本。其次在中控系统建设中的运用。在流程自动化技术的支持下，技术人员可以通过严格“结果”或“规则”的方式，界定某动作的重复时间与重复率。所以在机电领域，技术人员能够将人工智能技术充分运用到中控系统中，通过其“交换灵活”的特性，将作业信息充分地、完整地、及时地传递到下个程序中，提升不同生产环节的衔接质量。3.2 机械学习技术的应用首先是在故障诊断、排查中的应用。通过学习功能，人工智能系统可以对海量数据信息进行整合与分析，解决多样化的问题，提升系统的智慧化运作能力。而将机器学习应用到电子工程领域中，能够让“自动化系统”更准确、更全面、更快速地结合设备运行参数，识别故障原因，从而提升设备运转的效率。当然，在此过程，技术人员必须通过训练模型及生产设备可能出现的故障，对人工智能系统进行训练，使其能够通过捕捉异常参数的方式，精准识别设备“已经存在”或“可能存在”的各类风险。其次在信息安全中的运用。当前，大部“工控系统”难以实现自主追溯并识别信息安全威胁的效果，只能在威胁出现时采取相应的防卫机制，智能化水平相对较低。为切实提升电子工程领域的发展质量，技术人员应将人工智能技术充分应用到信息安全防护中，帮助安全防护系统自主排除、识别及追溯威胁，提升生产作业的安全性和稳定性。通过机械学习来预测常见的信息威胁，并建立安全防护白名单、黑名单，提升防护系统的运作水平。3.3 神经网络与模糊推理的应用神经网络是通过电子计算机模拟人类神经系统及信息存储的形式，实现智能化“思考”或“行动”普洱学院学报38的系统。在机械电子工程领域，人们可以通过“模拟结合”的形式对信息进行处理和分析，并依据分析结果获得相关的参考数值，为人们进一步获取“关联函数”提供条件。神经网络结构稳定与其他人工智能技术相比拥有较高的智能化水平，可以完成规模庞大的信息计算、数据技术，能够切实提升数据计算的准确性。模糊推理系统可以实现全面化、规模化的数据处理，拥有清晰的结构及较强的实用性，能够结合数据情况及数据指令函数，实现对数据的高效处理，从而形成准确的“相对性函数”。但模糊推理系统在机械电子工程中还存在明显的局限性，很难应对海量的、复杂的数据信息进行计算，容易影响数据处理质量。所以，技术人员应结合神经网络技术与模糊推理技术结合起来，充分发挥二者在数据信息处理中所拥有的优势。4 人工智能在机械电子工程中的实践应用4.1 在煤矿开采中的运用人工智能技术在机械电子工程中，煤矿开采是最为重要的应用领域。当前煤矿开采不断呈现出智能化、自动化的发展特征，通过运用人工智能设备或系统，可以对煤矿开采过程进行智慧化操控，切实满足煤矿生产的基本需求，并且提高煤矿采集的安全性。例如通过下达智能化操控指令，将煤矿开采设备所产生的参数或数据传输到计算机系统中，通过智能整理与分析，明确煤矿开采现状及需求。并且还能帮助技术人员进行智能化调控与自动化生产，提高煤矿开采的效率。在安全管理层面，人工智能技术可以利用智能识别技术，把控温度、湿度及各类安全信息整合起来，然后通过分析各类参数的方式，判断煤矿开采过程中是否存在安全风险，进而发出相应的预警或提示信息。此外在煤矿环境探索与分析中，技术人员也可以通过机械学习技术，分析矿井中的安全信息，帮助管理者制定出可靠的、科学的管理决策。4.2 在工程机械中的运用工程机械主要指在工程建设中所应用到的机械设备，譬如气动工具、挖掘机、起重机等。随着现代科技发展及技术进步，机械电子工程技术逐渐被应用到工程机械生产与制造领域，使机械加工的安全性、稳定性及有效性得到了有效提升。但在计算机调控程序及误差精准控制上，工程机械制造却经常出现诸多的问题。而将人工智能系统应用其中，可以有效提升机械设备生产的精准度，缩减机械生产误差。例如在智能感应技术的支持下，计算机系统可以快速识别机械设备运行中所存在的误差，并自动调整生产器具，使误差控制在合理的范围中。而当设备出现故障后，人工智能系统又能及时判断出故障的类型与位置，发出预警，帮助控制故障的影响范围。此外在节能优化上，人工智能技术可以通过分析机械设备在生产制造中所消耗的资源数量，控制资源的供给量，从而降低原料成本的投入。4.3 在水电站设备中的应用在我国信息科技的快速发展的背景下，水电厂运行逐渐呈现出信息化、数字化的发展特征，机电一体化技术与人工智能技术也得到了充分的应用。首先在配电保护上，人工智能技术可以通过参数分析，发出智能化指令，控制并保护变电所中的变压器、电容器、线路等装置，并且根据水电站供配电的要求，及时解决电流保护及电压保护等方面的问题，提高机械设备的运作质量。其次在管理上，管理者可以通过专家系统分析并处理各类参数，获得科学合理的决策或方案。当然专家系统还能对现有的管理方案进行评估，帮助管理者选择出最科学、最有效的方案。5 结语加强人工智能技术的应用，有助于推进机械电子工程领域的智能化、自动化及现代化发展水平，提高机械生产加工效率，降低成本投入水平，规避风险事故，并且增强机械设备运作的稳定性、安全性及稳定性水平。然而在现代科技快速发展的背景下，我们应明确人工智能技术的应用重点是“自动化”与“智能化”，唯有如此才能提高人工智能技术应用的效率，促进机械电子专业教育的新发展，提升机械电子工程生产实效。参考文献院1徐源.马克思“机器论片段”视域下人工智能技术的地方性治理J.山东大学学报(哲社版),2022,(05):145-153.2朱虹锦,杜攀.人工智能技术在电子制造业信息化能力提升中的应用J.互联网周刊,2022,(16):65-67.3陈亮.人工智能技术应用于机械电子工程领域的作用分析J.内燃机与配件,2022,(02):221-223.4史宏,等.人工智能技术与机械电子工程领域融合及应用研究J.信息与电脑(理论版),2020,32(14):157-159.姚实，秦家峰：人工智能技术在机械电子工程领域的应用39