卫江　王胜

摘 要：近年来，我国机械电子工程产业发展迅速，且为推动机电一体化的发展做出了较大贡献。作为机械电子工程发展的必然趋势，人工智能在社会各项生产、生活领域中的应用也愈加广泛，并使得机械电子工程迎来了另一良好的发展机遇。因此，为进一步提高机械工程自动化水平，确保机械工程产业能够以更稳定的态势得到良好发展，该研究通过对机械电子工程以及人工智能的概念、发展阶段和特点等进行阐述和分析，进而对二者之间的关系展开了深入研究。

关键词：机械电子工程 人工智能 模糊逻辑系统 神经网络

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（c）-0026-02

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

机械电子工程又称机电一体化，是机械工程与自动化的重要组成部分，其集机械工程、电子工程和信息工程为一体，旨在解决机械工程领域的各项问题。至今为止，机械电子工程的发展主要经历了三个阶段，分别为：（1）萌芽发展阶段，在此阶段，机械电子的发展大都手工加工为主，受人力资源和自然环境的影响较大；（2）生产线发展阶段，相较于传统的手工加工模式，流水线的生产模式有效节省了人力资源，且使产品的生产效率大幅提高。但此阶段机械电子工程也存在诸多不足，例如，某些机械标准件的生产均需要以引进高标准的生产流水线为前提，从而使产品相对于市场的滞后性有所增加，难以适应市场需求；（3）产业化发展阶段。机械电子的产业化发展阶段不仅实现了产品和市场之间的良好对接，而且也通过产业化的发展使人们日常生产、生活中对各类机械电子产品的需求得到了较好地满足[1]。

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]。

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。（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]。

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[4]。

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。

4 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。

参考文献

[1] 王琪.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技传播，2012（1）：114-115.

[2] 冯哲.关于机械电子工程与人工智能关系的探讨[J].现代交际，2013（11）：28.

[3] 孙基勇，杨盼.机械电子工程与人工智能的关系[J].黑龙江科学，2015（7）：123.

[4] 田海湧.关于机械电子工程与人工智能的相关性分析[J].电子技术与软件工程，2014（11）：104-105.