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眾所周知,電子工程是由聚集電路、系統、數字信號處理、教育等多方面的綜合性學科,是推動我國經濟增長的主要力量。近些年來,電子工程快速發展,在教育和科研等多方面取得很大的成功,其水平達到了一個新的高度,但是電子工程在發展的過程中難免產生一些問題,并且其設計人員應該儲備一定的知識,在設計方案中能發現問題,并采取解決措施,在此基礎上優化設計方法。
1EDA技術的發展介紹
EDA技術在機械電子工程設計當中發揮了重大的作用,其構成部件主要包括下載器、適配器、編譯器、綜合器等,每個部件發揮著特定的功能,EDA技術的主要載體是可以進行大規模編程的邏輯器件,硬件描述語言是EDA技術在編輯中的表達方式。EDA技術擁有公開優勢和描述范圍廣的優點,其自動化程度高,同時,在設計方案中有很高的輔助作用,減輕設計者在后期交流、修改和保存中的壓力,能夠快速解決在設計工程中出現的錯誤,方便操作者的調試。也正是因為EDA技術擁有很多的優勢,因此逐漸被人們關注,但是迄今為人們對機械電子工程持有不同的態度和觀點,人們質疑EDA技術認識不夠,同時又由于EDA技術沒有確切的定義及其機械電子工程的使用涉及到多種領域,因此電子工程將面臨諸多的挑戰。
2機械電子設計要點
2.1仿真技術
機械電子工程設計方案完成后通過一個系統的結構模擬,對設計方案的可行性進行分析的一門技術便稱為仿真技術,其作用在于對設計方案在實際應用的模擬,通過建立數學模型及進行處理,發現設計方案的是否合理和科學,驗證設計方案,避免在實際操作應用中出現一些可控性的問題,保證方案在實際中的應用,同時,EDA技術還具有對電路結構和性能,各個電路的實際結構等進行檢測和分析。
2.2對電路特性進行有效分析
對電路特性進行有效分析能決定設計方案在應用中的有效性高低,是EDA技術中不可或缺的部分,它決定設計方案能否在實際中得以應用,機械電子工程設計方案中所有的理論分析是通過EDA技術對電路特性進行有效分析,從獲取其數據測試結果和特性分析來判斷設計方案的可行性,因此在數據測試和特性分析這兩方面必須保證其準確性高。在傳統的電子工程設計方法中,其技術相對落后,從而在數據測試和特性分析等方面不能確保其準確度和電路測試的實際精度,可能對產品后期使用的穩定性有所影響。但是,EDA技術能夠精密準確的測試,確保該測量的準確度在一個較高的水平,在電路特性分析中具有系統性和全面性的優點,因此能夠避免設計方案出現結構性的錯誤,確保機械電子工程設計方案在應用擁有較高可靠性和科學性。
2.3優化設計
EDA技術可以測量電子工程在實際情況中的確切環境溫度和其他數據,能對電子工程工作所需要的環境進行全面的檢查及反饋分析結果,優化設計就是利用EDA技術,保證電子工程的正常使用外擁有最適宜的環境溫度計和容差,提高方案的有效性,保證其可以正常的實施。設計者可以通過檢查和分析結果對電子工程設計方案進行調整優化,完善設計方案,但是傳統的機械電子設計檢查技術無法達到此要求,不能保證其準確性及完整性,無法發現設計方案中存在的問題,難以使電子工程在實際應用中發揮最大的優勢,提高其效率,可見,優化設計必須的使用EDA技術。
2.4機械結構要注意防止靜電
機械結構是以一定的理論為依據,根據實際需求從而設計出具體的結構圖的一種方案,應用于實物,最終要求達到設計方案中的結構構思。隨著社會的發展,電子產品以輕、薄占極大的發展優勢,因此,就必須對集成電路元件加以嚴格的管理,提高技術要求,基礎的工作就是縮小線路和密集的電子組件排列的工作,減小集成電路占據較大的空間。機械就是用一定的理論作為支撐,設計者根據構思畫出機械結構圖,該機械結構圖要滿足實際方案且可以在具體實施中應用。而造成電子組件毀壞的致命因素是靜電電場和靜電電流,該破壞因素會影響到周圍絕體元器件,致使元器件敏感度減低,從而產生許多安全隱患,因此,機械結構圖一定的檢查是否產生靜電,及時修改機構設計圖。
3EDA技術在機械電子工程設計中的應用
隨著社會的進步,機械電子工程的應用滲透到多個領域,同時吸引了許多機械工程人員參與其研究。與傳統的機械電子工程相比,EDA技術能滿足廣泛的生產需求,而傳統的機械工程適用領域比較狹窄,僅僅只能在要求較低的基礎領域才能發揮其優勢,其無法引領世界電子工程技術的發展,俗話說,適者生存,傳統的機械電子工程在科技進步的工程中將被遺棄,新型技術機械工程將引領我國電子工程的發展,恰好EDA技術的最大優勢就是在于它的應用領域傳統能填補傳統機械工程中的欠缺,因此,EDA技術在機械電子工程有很大的發展前景。
4結語
總之,EDA技術在機械電子工程、社會發展和科技進步中有著不可忽視的功勞,其應用范圍廣,可行性高,適合社會的發展需求,因此我們應該推廣EDA技術的使用與開發。為了滿足社會的進步,與時俱進,設計人員必須要嚴格的按照設計流程進行,對設計方案進行仿真性檢驗、電路特性進行有效分析、優化設計,對電路進行分析,檢查是否會產生靜電;再者,必須大力支持從事機械電子技術人的工作人員,號召更多學者參與電子工程的研究發,盡可能彌補現有技術的不足,推動電子工程技術的改革與發展。
參考文獻:
[1]杜景明.對機械電子工程的探究[J].科技創新與應用,2014(07:)90.
中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)06-0254-01
機械電子工程隨著科學技術的進步與人工智能技術的結合越來越顯著,只有兩者相互結合才能實現兩者的共同進步。在人工智能化模式下將傳統的機械生產模式轉變為智能化信息生產模式,不僅能夠減少生產成本,提高經濟效益,而且對于推動我國機械電子工程的長足發展具有重要的作用。我們可以根據機械電子工程和人工智能技術的相關特點,正確處理兩者之間的關系,保障人工智能技術在機械電子工程中作用的有效發揮。
1 機械電子工程的特點及其發展
1.1 機械電子工程的特點
其一,機械電子產品結構較為簡單。機械電子產品構造大多較為簡單,這樣就可以最大程度的減少產品的占地面積,改變過去機械電子產品笨拙復雜的特征,極大地提高了產品的工作性能。其二,機械電子工程設計更為合理。通過各項技術的融合,設計者更為全面的設計出最合理的設計方案,促進機械電子工程的不斷進步,這是由機械電子工程的學科綜合性所決定的。例如,將機械電子技術和管理技術結合,既能實現機械電子工程管理體制的革新,又能保障管理過程中機械電子技術的不斷進步,從而實現兩者的共同發展。
1.2 機械電子工程的發展
所謂機械電子工程是指由機械工程、電子工程和信息工程所共同組成的并糅合管理技術和智能技術的多學科機械活動。縱觀機械電子工程的發展過程,我們可以將其分為三個發展階段。首先是萌芽階段。這一時期機械電子工程主要是依靠人力為主的手工作業,嚴格限制了成產力的長足發展。其次是發展階段。經過工業技術革命等改革,生產設備得以更新,出現了大規模的流水作業,大大提高了社會生產力,但是由于生產工序較為落后,缺乏靈活性,因此仍需要更深度的變革。最后就是轉型時期。隨著高科技技術的革新發展,現代社會處于急速轉型時期,以講求效率為根本,導致機械電子工程不斷進行革新,形成柔性制作系統,大大提高工作效率,實現更大的經濟利益。
2 人工智能技術的優勢分析
2.1 人工智能技術的概念
所謂人工智能是融合計算機技術、信息技術、控制技術及心理學等多項技術的部門學科,其主要是通過研究電子計算機技術,拓展或模擬人智能的一項專業性技術,它是新世紀以來最重要的三門學科之一,在人們的發展過程中具有重要的作用。
2.2 人工智能技術的優點
首先人工智能技術能夠增加人們之間的交流。運用高科技為人們之間的交流提供便利,讓人們足不出戶就了解天下事,與各種群體進行溝通,既有利于人類社會的進步又能促進人工智能技術的不斷革新。其次,人工智能技術能夠促進經濟的增長。通過高科技帶動人們的消費,有效的擴大國內市場需求,實現我國經濟平穩健康的發展,最后,人工智能技術可以更快的實現企業的經濟目標。新型科技在促進人類社會發展上的優點能夠吸引許多廠商投資,間接地擴大了人工智能產品的市場,實現企業的經濟利益。例如在手機行業某品牌公司采用智能化技術,制造出一批智能機,市場反應非常好,吸引許多廠商前來投資,這樣大大提高了公司的品牌效力,實現企業經濟效益的擴大。
2.3 人工智能技術的發展史
首先是人工智能的萌芽階段,從十七世紀到十九世紀在這一發展過程中盡管人工智能技術發展緩慢,但是它為以后的發展打下了堅實的基礎,為技術的革新做好準備工作。其次是發展階段。二十世紀中期,美國人在舉行的“侃談會”上首次提出“人工智能”的概念,規定了人工智能的合理范圍,使技術的發展更加規范化。其中LISP技術憑借其巨大的優勢,在證明翻譯等方面發揮著重要的作用。再次是二次發展階段。經過上世紀六七十年代人工智能技術發展困難階段,人工智能在1977年迎來發展良機,在第五屆國際人工智能聯合會議上,打破了傳統模式的桎梏,將知識運用于人工智能領域,促進技術的轉型。最后是人工智能的穩定時期。經過科學技術革命,互聯網技術普遍適用于人工智能工程,給人工智能帶來了革命性變革,保障了人工智能在人們生活中作用的發揮。
3 人工智能技術在機械電子工程中的應用
機械電子工程由于發展具有不穩定性,盡管通過采用建設規則庫或者推導數學方程的方法有效的提高數學解析的精密性,但是由于方法較為落后,導致在數據輸出和輸入方面仍然存在較大的困難,迫切需要采用先進智能化的技術實現工程的變革。通過建立模糊推理系統和神經網絡系統,提高精確度,保障機械電子工程的順利開展。模糊推理系統通過采用規則的方式保存信息,具有明確的機械意義,神經網絡系統儲存信息采用分布式的方法,確保每個神經部件之間聯系緊密,有效的提高計算量。通過綜合采用這兩種方式,保障人工智能技術作用的有效發揮,實現機械電子工程和人工智能技術兩者的共同進步。
4 結語
伴隨著科學技術的不斷進步,各學科之間的交流也顯得日益頻繁,只有學科之間的不斷融合才能促進科技的進一步發展。現實社會中人工智能技術和機械電子工程根據其自身的特點,通過相互融合有效避免兩者的缺陷,帶動了二者的共同進步發展。通過人工智能技術在機械電子工程中的應用,實現了機械電子工程的轉型升級,從而實現社會生產力的不斷進步。
0.引言
計算機控制工程技術的應用,引導著機械電子工程在向著智能化方向邁進,控制工程的應用作用也愈來愈重要。人們當前對控制工程的研究也愈來愈深化,加強對機械電子工程中應用控制工程,可有效促進機械電子工程的良好發展。通過從理論層面對機械電子工程的控制工程應用,就能從理論上為其發展有著積極促進作用。
1.機械電子工程和其發展情況分析
1.1機械電子工程分析
機械電子工程主要就是機械和電子技術的結合,也就是機電一體化的發展,主要是用于創造優質產品而應用的技術。機械電子工程涵蓋的內容比較多,其中有電氣控制工程以及機械工程和系統總體技術等技術內容,在具體的產品生產設計當中會進行綜合性的應用。機械電子工程的核心技術中,信息處理技術以及電子技術和自動控制技術等等,都能發揮其自身的作用。機械基礎作為電子工程的重要支撐,也是機械電子工程的重要載體,在這一形式下才對多種技術的綜合提供了有利條件。
1.2機械電子工程發展情況分析
機械電子工程在實際發展過程中,經過了長期歷程,上世紀八十年代開始日本有著無人示化工程,在當前日本的機械電子技術已經比較成熟,成為世界領先技術應用國家。我國在機械電子工程領域的發展時間相對比較短,在各個層面和發達國家相比較還存在著很大差距。所以在機械電子產品大多是依靠著進口,其中數控機床的占比就比較少。我國的機械電子技術還不能有效滿足實際工程的需要,加上機械電子的工程在高級智能以及自動化控制的要求都相對比較高,所以這就會多控制工程的需求比較關鍵,強調多種技術進行綜合性應用,對工程領域的深度發展也有著促進作用目。在未來的發展過程中,我國的機械電子工程將會隨著技術進一步升級,在應用的領域也會進一步擴大化,技術理論也會進一步深化。
2.機械電子工程中控制工程應用內容和具體應用
2.1機械電子工程中控制工程應用內容分析
從當前我國機械電子工程當中控制工程的用情況來看,在內容上比較多樣化,其中的計算機智能技術的控制內容方面比較重要。計算機智能控制是在計算機網絡技術的應用下進行控制的,對機械電子工程的各環節在線模擬目標能有效實現,然后結合實際結果進行有效控制,在遠程控制系統的操作下實現自動化。通過計算機智能控制技術的應用,就能從整體上提高操作效率和質量,在相應的數據統計工作方面也提供了很大便利,對資源也得到了很大程度節約。
機械電子工程中的控制工程內容中,模糊控制工程也是重要內容,這一概念是對傳統工藝困難解決而應用的,在實體模型的應用型效率比較顯著。控制工程技術在計算機網絡技術支持下,通過三維立體模擬程序就能有效實現機械在線模擬。并能在立體模型分析性能以及合理性的分析下進行模擬操作。這一模糊工程的應用,就能大大對程序進行簡化,在控制質量上也能得到有效保證。這一簡便性方式的應用,就比較有助于機械電子工程的進一步發展。
機械電子工程中控制工程內容中,核心擴展網絡神經控制也是其重要內容。這是講生物學科作為重要依據建立的控制程序,是通過多單線網絡進行編制的綜合網絡,然后在一個核心下進行控制,這一方法的應用是在模糊控制基礎上實現的,對信息數據的處理能力比較強,能有效提高工作效率水平。
2.2機械電子工程中控制工程具體應用
機械電子工程中控制工程的應用涉及到諸多內容,其中在機械磨削精密度的控制當中的應用比較重要。在對專業控制精度系統應用中,對動態化的控制目標能有效實現。具體的應用過程中,主要是在機械磨削中對可能發生的差錯進行充分考慮,然后在系統中進行設定控制目標以及規則,這樣就能從控制效率上有效提高。
機械電子工程中集成自動控制的應用方面,這是對信息技術的基礎上實現的控制。集成化自動控制系統的應用,能有效將原信息技術和生產相關信息加以糅合,這就能從整體上對機械工程生產發展起到了促進作用。在這一系統應用中,計算機技術是比較基礎性的應用技術,在不斷的發展下,集成自動控制的應用領域也在不斷的擴大化,集成自動控制系統在計算機技術的更新完善提高方面也起到了積極促進作用。
機械電子工程中控制工程應用,在預測控制應用在高速液壓機當中就發揮著積極作用。機械電子工程當中,高壓和高速化是液壓機技術的重要發展趨勢。對預測控制技術科學化應用,就能構建完善的系統輸出預測模型,在這一模型的基礎上能有效得到預測輸出值和對系統誤差的變化率。高速液壓機當中對預測控制的應用,對控制器輸出和控制模式的實現也有著促進作用。
前言:在現在的經濟社會情況下,更多的人越來越關注機械電子工程的發展,這不僅僅是國家重視的話題,同時和我們每個家庭每個人也是密不可分的,在飛速發展生活節奏日益提高的今天,機械電子類產品的更新也對生活的影響起著重大意義,它不僅僅是需要研究的一門學科,也是支撐現代人精神力量的動力,所以,我們有必要意識到機械電子工程的研究與投入是極為重要的,與其發展方向決不能忽視。我們也更加確信以現在的發展速度而言,我國的經濟趨勢也將會隨著機械電子工程的深入研究而突飛猛進。
1.機械電子工程的概述
1.1機械電子工程的產生
人們的生活方式因科技的發展而產生了巨大的變化,同時一個新型產業也隨之誕生――機械電子工程。它從最初的產生到后來的不斷進步發展是一連串復雜而多變的過程。它的前身是機械工業行業,隨著人們的生活水平不斷提高,生活方式的不斷改變,對機械的需求的也隨之不斷提高,電子計算機產品的問世,為其能夠迅速發展提供了必要條件。在舊有的生活模式下,人們的生產、生活活動主要是依靠手工機械完成。但是社會在進步,人們的生活模式在改變,舊有的生產方式難以跟上社會發展的腳步,必須要舍棄原有的手工機械的生產方式,在信息技術的推動下,將信息技術用于機械行業中,這從根本上推動了機械電子工程的發展。顯而易見,機械電子化離不開信息技術,因為有了信息技術,機械電子技術才得以誕生。
1.2機械電子工程介紹
機械電子工程是一項涵蓋各類科學的技術,其核心專業是機械電子,同時要結合信息技術、網絡、智能化的相關知識,各類學科相互交叉形成的一類科學,這些學科的理論在機械電子工程中得到了廣泛的應用。總體來說,機械電子工程包括計算機技術、網絡技術等,機械電子工程實現了技術的多元化和技術的融合,其在使用的過程中必須借助其他學科。在對機械電子工程進行設計時,必須要將計算機技術與網絡技術以及機械相關的技術融合,將機械中不同的元件組合,完善設計。機械電子工程在設計時運用的知識比較復雜,但是設計比較簡單,結構不復雜,而且具有較好的性能。機械電子工程投入生產時的效率高,外形小巧,從而取代了傳統的機械。
1.3機械電子工程的特點
機械電子工程和傳統的機械工程有著明顯的區別,它具有以下幾個特點:
第一,電子信息技術的融合。計算機信息技術被應用于機械電子工程的每個環節,它不僅體現在機械的內在結構上,外觀設計也有充分的體現,使得機械從里到外都散發著時代的氣息。在機械設計方面融入了許多新鮮元素,它不再簡單的機械工程,而是引入了多項技術、多種元素的機械設計,讓其能更好地滿足時代的需要,促進社會主義經濟建設更快的發展。
第二,產品設計簡單,使用方便。與傳統機械相比,機械電子工程在產品設計方面,要求更為苛刻和嚴格,它要求產品要不同與以往,具有創新性,且使用便捷,可操作性強。對產品之所以要強調創新和可操作性主要是為了能夠跟上時展的步伐,也為了能更有利于用戶的使用,滿足實際需要,對此引來了社會眾多消費者的注意。要做到這兩點,也絕非易事,對機械師也有了更高的要求。設計者在做產品設計時,要做到兩點,一是產品的實用性,二是產品的可接受性,只有做到這兩點,該產品才會有市場。除此之外,設計的創新對機械行業的發展也具有巨大的作用,一些傳統的機械設計時代淘汰的一個主要原因就是技術缺乏創新,設計太過簡單,不具有可操作性,想要的功能根本體現不出來。同時,有不少機械師對機械的工作原理和使用方法并不是十分清楚,這在一定程度上,提高了機械事故發生的可能性。所以,我們有必要加入新鮮元素,不斷創新設計理念,從而從本質上推動機械設計的發展,減少或杜絕機械事故的發生。
2.機械電子工程的應用
隨著社會需求的不斷增加,對機械電子工程的要求也越來越高,從而對其的研究也在不斷地深入,其應用領域也在不斷增多。傳統機械工程受其技術所限,它所應用的領域為有限,大多集中一些基礎領域,這些領域對技術的要求不太高,或者比較低端。但是,隨著技術的發展與進步,這些基礎領域在被淘汰,并逐漸消失。這個過程中,機械電子工程以其技術上的優勢,不斷地將傳統機械工程取代,它的使用范圍對傳統機械工程的缺陷來說恰好是一個很好補充。機械電子工程的應用領域極廣,不似于傳統機械工程,只用于那些對技術要求不高的基礎領域,它主要應用于改造后的基礎領域,和相對比較高級的領域。隨著人們對機械電子工程了解的越來越多,研究越來越深入,它所能應用的領域必將越來越多,越來越廣。
3.機械電子技術發展與創新
3.1設計思想的發展
計算機信息技術最初應用于機械電子工程中,其主要目的就是提高機械的原有性能,并能讓其變得更加小巧,不那么笨拙,它的做法也非常的簡單,就是將機器中的某些機械部件用電子部件來替換。到了20世紀九十年代,機械電子系統的設計理念發生了巨大的改變,不再是簡單地“替換”,而是開始注重系統的整體優化以及智能化。它的設計思想經歷了四個過程,分別是替代、融合、系統優化、智能化。但是我們記住的一點是,現在的設計思想與原有的設計思想并不沖突,我們并沒有拋棄原來的設計理念。
3.2與其他前沿技術的結合
3.2.1面向現代醫學
現代醫學的發展離不開機械電子系統,各類醫學診斷、治療的先進的醫學儀器設備都離不開機械電子系統。比如現在大型醫院都備有的CT、NMR等。另外,利用機械電子科技開發出的智能機器人,也可以應用到精密的手術中去。機械電子系統還可以實現互聯網的遠程監控設計,讓外地的醫生進行遠程操控手術。
3.2.2面向現代生物技術
現代生物技術的研究對象十分廣泛,大到各類植物、動物、微生物,小到各種生物組織細胞、生物分子和基因問題都是它的研究范圍。在研究過程中,不可避免的要繪制各種基因圖譜、制造各種生物芯片、進行修補、注入、分離基因等工作。而這些工作的進行毫無例外都需要各類機械電子儀器的輔助才能進行。另外,現代人類進行各種嚴酷環境例如深水、嚴寒、外太空等的科學探測,由于人類本身不能長期在此環境下生存,都需要借助機械電子裝置和智能儀器的幫助來完成諸如定期自動傳輸數據、自動檢測及故障處理等任務。包括我們現在最前沿的航空航天科技,各類宇宙飛船和空間站的正常運轉,他們龐大的系統需要各種機械電子裝置的精密配合才能完成發射、運行、返航等重要任務。
4.結語
隨著社會的不斷發展,科技的不斷進步,機械電子工程已經不僅僅是一門科學的研究,它越來越多的應用于社會的各個領域。隨著我們對這門科學的重視程度的逐漸加深,對機械電子工程研究的投入就越多,對機械電子工程的研究也就越加深廣。它的發展越迅速,應用的領域越寬廣,對我們生產生活的影響也就越深入。為了讓其更好的服務人類的生活,我們需要投入更多的精力進行機械電子工程的發展研究。
參考文獻:
[1]潘雍,傅明星,于晨.機械電子工程綜述[J].機電工程,2014,05:553-558.
1 機械電子工程特點
機械電子工程從產生到現在總共經歷三個發展階段:第一階段-手工加工時期,在這個階段產品生產主要依靠人力,產品生產效率直接由人力資源決定。這種情況下人們不斷通過提高技術水平促進生產力提高,實現機械工程的發展;第二階段-流水線生產時期,主要標志是產品生產開始使用流水線模式,大幅度提高生產效率,實現規模化生產,但流水線生產模式要求零部件具有統一標準,不能滿足個性化需求;第三階段-集約化生產時期,這個階段也是現在加工制造業正采用的發展模式,該模式下縮短產品生產周期,滿足個性化需求,提高企業核心競爭力。
機械電子工程各學科存在物理上的關聯性,同時還存在信息與功能的協整性。傳統機械電子工程與智能化機械電子工程相比,后者具有明顯優勢:首先設計的差異性,傳統機械電子工程注重機械結構與力學設計,而智能化機械電子工程則將核心調整為機械與電子,設計過程中充分融合其他學科理論強調智能應用,利用機電技術模塊化與集成化的特點,提高性能加大應用范圍,近年在安全生產及管理領域得到了廣泛應用。
2 人工智能特點分析
人工智能技術依托計算機技術誕生的綜合性學科,該學科中涵蓋計算機科學、信息化及人文科學等。人工智能也是計算機科學技術的一個分支,試圖通過研究智能的本質,據此生產出能夠模擬人類大腦、肢體等活動方式的智能機器,具體包括圖像識別、自然語言處理、語音識別和專家系統等內容。有人曾設想,在未來,人工智能帶來的科技產品,將有可能超越人體智能。這個并不是異想天開,在2016年3月15日,由谷歌公司研發的機器人阿爾法狗在圍棋比賽中戰勝韓國圍棋高手李世石,就充分說明了人工智能的強大性。現在人們愈發重視人工智能技術,結合大數據分析應用的人工智能將在生活與工作中發揮越來越重要的作用。
與機械電子工程類似,人工智能也經歷過三個發展階段:初級階段,該階段還沒有廣泛使用計算機,社會也沒有接納機械化大生產模式。這個階段主要還是手工生產,只是偶爾使用機械化手段。部分大型工業企業開始探索人工智能,但受到總體科技水平的限制,成果有限;第二階段,機械化大生產廣泛普及,計算機科學開始發展。生產需求與生活需求不斷增加,這個階段開始使用人工智能,但受到經濟因素影響,人工智能僅在一些大型工廠中使用;第三階段,這個階段中人工智能得到普及,發展速度不斷加快,開始興起物聯網大數據技術。這正是我們所處的階段,人工智能的應用將工作和生活變得簡單與便利,促進人類社會快速發展。
3 整合機械電子工程與人工智能的措施
3.1 兩者相關性分析
隨著科技進步與社會發展,電子化信息迅速發展,機械電子工程作為基礎性學科在生活中得到廣泛應用。但機械電子工程也有不足的地方,比如系統復雜不穩定、功能多變等,這些問題的根本還是電子信息系統不夠完善。人工智能本身具有的信息快速傳遞與及時處理信息等特點可以有效彌補這一情況。機械電子工程輸入與輸出過程中,電子信息系統會出現很多困難與阻力,如果輸入信息過于復雜,電子信息系統極有可能出現失誤,這時就需要人工操作進行解決。如果可以將兩者融合起來,就可以解決機械電子工程中存在的不足與缺陷。
3.2 分析具體應用
3.2.1 機械電子技術中的模糊推理系統要點。模糊推理系統作為一個相對完整的系統,本身具有極強的信息處理能力,加上其結構簡單,因此有著較強的實用性。目前社會上已經在廣泛使用模糊推理系統,主要應用在自動化控制及數據處理。當機械電子系統運行時,該系統會模擬人腦分析語言并下達處理指令,在網絡結構中產生一組與處理指令相對性的函數。模糊推理系統主要運用的方式是域到域,實現儲備信息規則的目的。但實際運行中也存在一些問題,比如:計算量不能滿足實際需求、連接方式不夠固定等,造成該系統在輸入與輸出環節存在誤差,這正是人工智能技術的優勢,目前的趨勢是融合人工智能神經網絡系統到機電模糊推理系統中取長補短,綜合應用。
3.2.2 人工智能技術的神經網絡系統要點。人工智能主要研究如何通過計算機模擬人的行為與思維過程。計算機使用人工智能可以大幅度提高應用層次,擴大應用范圍。神經網絡則是一種通過神經元成立的模式,將其分布在網絡上實現人機互動。人工神經系統結構簡單、功能不足,但也有顯著優勢:神經元構成模式可以最大程度地發揮神經系統的功能與效用,完成高難度的行為模式。神經網絡系統分析數字信號是主要通過模擬結果進行,根據分析出的結果設定相應參數值,最后通過網絡計算出關聯函數。神經網絡系統所運用的方式較為簡單,在信息輸入過程中,所有的神經元之間有著固定的聯系,且計算量會很大,不管是在信息輸出還是信息輸入方面,都具有非常高的精準度。該領域的技術完美的補充了機械電子模糊推理系統計算能力及信息輸入輸出的不足,兩項技術的融合應用前景非常看好。
4 智能信息化機械電子的發展應用趨勢
在我國的生產和安全監管中,機械電子工程的應用也呈現出智能化的發展趨勢,主要體現在研發效率高、機械化程度高的技術,特別是在煤礦、非煤礦山等安全生產、監管領域,智能化的機電技術可以提高安全性、增加效率,有效防止人員誤操作導致的生產安全事故,例如:瓦斯自動斷電系統,絞車自動防跑車系統,煤礦智能監控平臺都已經普遍運用到了生產中,另外目前事故比例最大的交通運輸行業也在普及智能機電技術,全國均已建立了客運信息監控平臺,未來的趨勢是強化平臺功能性、智能化,更好地避免交通事故的發生。在機加工領域紅外遙感結合的智能機電技術已經逐步應用于生產,防止人員過界事故。以往發生的生產安全事故有過慘痛的教訓,如果使用智能機電技術進行防控是可以避免的,例如2014年的昆山“8.2”特別重大爆炸事故,這是一起粉塵濃度過大引起的爆炸,如果當時安裝有粉塵濃度傳感器及自動報警停線系統,那么這起事故完全可以避免,目前該技術已經廣泛應用于煤礦行業的瓦斯監控中。機械化智能化水平不斷提高是當前科技發展的大勢所趨,特別是在安全生產及監管中更應該努力研究并推廣。
5 結束語
總而言之,智能信息化電子工程具有顯著優勢,其本身也將成為工業制造發展的必然趨勢。文章中作者以機械電子工程及人工智能的概念、特點入手,詳細分析兩者之間的相關性,探討兩者融合發展的可行性,最后給出整合機械電子工程與人工智能運用于生產及監管的思路。希望通過文章論述,可以為從業者提供一定的借鑒,共同努力促進行業技術進步發展。
1 機械電子工程的概念
機械電子工程是20世紀70年代由日本提出的用于描述機械工程和電子工程一體化的一個技術術語。這個詞的英文名字是取C械學的前半部分和電子學的后半部分組合而成的。
在工業發達國家,人們已經意識到,未來的工業系統,尤其是先進的機電系統的設計,制造和運行,將屬于那些懂得怎么樣去優化機械和電子系統之間聯系的人,在這些系統中,信息將起著至關重要的作用;人工智能、專家系統、智能機器人將構成未來機械電子系統的驅動、監測、控制、和診斷的主導技術。
機械電子工程的本質是:機械與電子技術的規劃應用和有效的結合,以構成一個最優的產品或系統。在激烈競爭的環境中,只有將電子學和機械工程有效的結合在一起生產出來的產品才更具有競爭力。
2 機械電子工程的應用
在制造業的廣大領域中,采用機械電子方法設計的優點是:制造系統的結構易于改變,且產品的質量可以順利的上升檔次。日本人認為產品革新的未來屬于那些能將電子系統和機械系統有機結合在一起的人,并已經在這些方面取得了卓有成效。日本的公司充分考慮市場需求,將機械電子方法用于高速紡織機械、計量和監測系統以及諸如集成電路自動檢測等具有特殊用途的機械的設計中,并開創了新的局面。機械電子工程在產品中的應用從目前情況來看,有以下兩類產品:1將現有產品進行機械電子改造以提高其性能;2用機械電子方法設計開發全新的產品。
3 機械電子工程的設計
在工程設計中,機械電子方法能將系統的大量材料和信息集中起來,使系統具有更高的性能、更強的靈活性。因此,要做到萬無一失,機械電子工程的設計必須包括初步設計和具體設計兩個階段。用機械電子方法進行工程設計的核心是將電子技術和計算機技術與機械系統有機的結合在一起。對現有產品或系統,也常用機械電子方法來改善其性能。工程設計的機械電子方法與系統結構的配置有關,在這種方法中,可以實現各種技術的集成,并對其進行評估。為達到這個目的,通常采用一種基于信息的自頂向下策略,就可以將系統分解成一些模塊。例如:環境模塊、裝配模塊、測量模塊、通訊模塊、處理器模塊、軟件模塊、執行模塊、界面模塊等。從初級階段的概念來說,在每一階段都定義其下一級的模塊子集,最終,整個系統中的每個部件的設計,都可以從該部件與其他部件的相關處著手。
4 測量系統
測量系統的任務是獲取機械電子系統中需要的各種狀態信息,并根據這些信息來控制系統的運行。將傳感器配合某些特定功能的電路,可以構成一個測量系統。在測量系統中,由于測量的范圍不同,并且測量系統的任一環節都可能存在內部的噪音或者外界的干擾,使測量系統的性能受到影響,因此也需要一些指標來表示測量系統的性能如:精度、穩定性、輸入輸出特性等等。對于測量系統的設計來說,機械電子系統中的測量系統大多是自動測量系統,他爸檢測、數據處理、故障診斷和報警、校驗等技術結合在一起。往往是多個敏感器件、多路信號有機的構成一個測量系統,而不是若干臺儀器儀表的簡單合并。簡單系統往往采用直接連接。通用總線系統主要用于計算機和各種常規外部設備及I/O部件,構成通用計算機系統。測量系統的設計是為了保證能夠得到所需要的信息,因此測量系統是設計中的一個重要環節。
5 傳感器和轉換器
在很多測量系統中,傳感器和轉換器都是用來提供系統狀態信息的。傳感器是在測量系統中,對所測物理參數發生響應的器件。轉換器是能吧信息和能量從系統某一部分傳送到系統另一部分的器件。在傳送過程中的同時,能量形式也可能發生變化。在使用時通常不作區分。其分類可按功能分為:位移、速度、加速度、幾何量、質量、力、等等。根據性能分:可以用精度、穩定性、線性度、靈敏度、量程等靜態性能和響應特性的動態指標來評估。根據輸出信號分:模擬量輸出、數字量輸出、頻率輸出、代碼輸出等等。在選用傳感器或轉換器時,用什么樣的輸出信號形式并不重要,因為用模/數轉換器和數模轉換器都可以獲得多需形式。重要的是測量元件的功能和系統的總體性能指標必須滿足需求。
6 微處理器
控制和信息處理是機械電子系統兩種主要功能,期通常是由微處理器系統實現的。去其他控制和處理方式相比,微處理器有許多優勢,其中最重要的是如下機電:1可存儲、可編程控制2數字處理3工作速度4設計的靈活性5集成化6費用低。對于嵌入式微機系統的設計方法有:1基于模板的設計2基于模塊的設計3基于芯片的設計。
參考文獻
2人工智能的定義及特點
何為人工智能,人工智能是一門綜合了計算機科學、信息論、控制論、神經生理學、語言學、心理學、哲學等多門學科的交叉性學科,是21世紀最偉大的三大學科之一。人工智能的發展其實經歷了一段非常漫長的歷程,人工智能在計算機開始發展的初期就已經被應用到了各個方面,只是它在起初所發揮的作用相對而言是非常小的,并沒有得到足夠的重視或者引起足夠的注意。但是隨著時代的進步,人工智能已經擺脫了過去相對弱小的形象,發生了翻天覆地的變化,得到了很大的改善。人工智能發生的這些轉變正是人類對計算機的應用和熟悉程度的轉變。信息時代的趨勢已經使人工智能技術得到了很大的強化,在社會中的地位也越來越重要。機械電子工程的發展需要依靠人工智能的力量和支撐,相信隨著人們對人工智能更加深入的研究,人工智能模仿人類思維的能力定會越來越強大。只有對人工智能不斷創新和改善,才能在計算機語言理解和應用方面得到更大的進步,才能更加符合機械電子工程的發展需求。
3機械電子工程與人工智能的關系
機械電子工程在應用上不穩定主要表現在系統輸入輸出的問題,即利用數學方程來建立模型,并且依靠人工智能來完成對傳統知識學習的更新,這種解析數學的相關方式在機械電子工程中的應用是非常廣泛的。傳統機械工程方式的應用是非常簡單的,但是隨著時代的發展和科學技術的進步,新時期出現的機械電子工程系統在處理各種問題時是相對復雜的,會通過配置多種系統對信息類型來進行區分。但是人工智能在機械電子工程領域還存在著一些不確定的因素,在計算機電子工程中,人工智能信息處理的方式主要采用的是解析數學措施,其應用方式主要是利用網絡神經系統對網絡系統進行合理安排,將神經系統迷你成人腦的結構,根據相關數字所傳達出來的信號,對已經搜集到的資源進行參數分析。其實,人工智能在機械電子工程中的應用是有差異的,這種差異性也是人工智能的一種特點,沒有辦法對網絡系統進行有效的描述,同時在建設系統資料庫的過程中進行嚴密數學分析,在分析過程中若是出現錯誤會直接影響到網絡系統的建設,甚至導致網絡系統的崩潰。創新工程方式,加強人工智能信息的服務建設是保證機械電子工程能夠順利開展和進行的關鍵。隨著時代的發展和人民日益增長的需求,生活方式的單一性早已不能滿足社會的發展需求速度。不斷完善的綜合性人工智能系統必將會使生產模式發生轉變。利用模型推理系統和神經網絡系統的優勢來補充綜合性人工智能,逐步完善機械電子工程的發展,網絡系統得到完善的必然結果就是模型推理系統。同時,模型推理系統也是二者功能性融合的重要體現。人工智能通過網絡信息資源進行完整性表達,完善機械電子和人工智能的密切關系。
科學技術在國民經濟和生活中占有著非常重要的地位,而對科學技術的學術性和探討研究也逐漸的成為了國家的目前首要任務之一,擁有一個解決智能自動調節控制問題的機械電子系統非常的具有重要現實意義,國家對其的建設和研究采取了很大的努力,期望能夠建設一個完善的智能自動調節控制機械電子系統。建設完善的機械電子智能控制系統,能夠有效地通過控制人員的指揮處理危險故障,并且能夠在特殊區域智能工程的操作,為生產業的發展提供了有力的支持,令國家以及機械電子生產企業的服務效率和生產質量進一步的優化。
1 機械電子工程與人工智能的關系
機械電子系統的內部構造及功能存在著一定的不穩定因素,這就使得機械電子系統在輸出與輸入關系的處理上有著相當的難度。雖然傳統的機械電子工程技術在解析數學方面也同樣具有著精密性,但是,這些老舊的方法僅僅只能適用于一些相對來說比較簡單的系統[1]。然而,現代的生產應用所需求的系統是比較復雜和繁瑣的,往往會要求一個系統能夠同時處理多種不同的信息類型。人工智能系統在對信息進行處理時,還存在一定的復雜性和不確定因素,所以現在人工智能處理方式逐漸以知識為基礎,正成為成為現代解析數學方式的替代手段。
人工智能構建系統所應用的辦法中,主要包含的是模糊推理系統和神經網絡系統。神經網絡系統不僅能夠達到對人腦結構的模擬人技術構成,還能夠能夠對數字信號作出分析并且給出參考數值。與神經網絡系統不同的是,模糊推理系統則是通過對人腦的功能進行,進而達到對語言信號有效分析的目的。在輸出輸入的準確度上,神經網絡系統的準確度相對來說比較高,并且且呈光滑曲面,而模糊推理系統的準確度就比較低,而且還呈階梯狀。模糊神經網絡系統能夠對兩者功能的在一定程度上進行最大融合,這對信息的合理表現是非常有實際意義的,為其提供了一個比較合適的完全表達空間,令信息的有效表達得到了保證。而邏輯推理規則能夠達到節點函數的增強效果,這樣一來,就為神經網絡系統提供了函數連結可能性,實現了兩者最大化的發揮了兩者的功能[2]。
2 人工智能技術在機械電子工程中的應用
通過上文的介紹,可以看出由于機械電子工程發展具有不穩定性,盡管通過推導數學方程或者采用建設規則庫的方法有效的提高數學解析的精密性,但是由于方法較為老舊和傳統,致使在數據輸入和輸出方面存在較大的困難程度,急切需要采用先進智能化的技術來實現機械電子工程的改革。模糊推理系統通過采用合理規范的方式對信息進行保存,具有非常明確的機械含義,神經網絡系統采用分布式的方法對信息進行保存,確保神經部件與神經部件之間的緊密練習,有效的提高計算量以及計算速率。通過對這兩種方式的綜合采用,能夠保障人工智能技術作用的有效發揮,實現人工智能技術和機械電子工程兩者的共同進步。
總而言之,隨著科學技術的飛速發展,每個學科間的融合和交叉點就會越來越多,這為人工智能技術和機械電子工程的發展帶來了更為廣闊的發展前景,所以要對二者的關系進行合理的處理,進而實現這一領域的不斷進步[3]。
3 基于人工智能技術下的機械電子產品實例
本文列舉了人工智能技術下的智能移動機器人的實例,對人工智能技術下的機械電子工程進行闡述:
智能控制指的就是是能夠對信息進行處理、反饋以及執行控制決策的能力,是控制理論研究的另一個新的高峰,主要是取代那些傳統的而且已經無法滿足現實需要的控制系統,智能控制系統研究的對象具有高度非線性、復雜的任務以及不確定的數學模型等主要特點。在新時代因素的影響下,越來越多種形式的智能控制系統不斷的被應用到各行各業之中,更是在目前對機器人的智能化控制研究中起了很大的作用,主要通過神經控制以及網絡控制來實現機器人的自由移動等活動。
智能移動機器人的設計水平隨著信息化時代的發展而不斷優化,智能移動機器人的應用已經不單單局限于與單一的對象,而是需要做到多種不同方面的功能拓廣,我國的智能移動機器人的研究一定要要保證跟上時代的腳步,不然就只有面對被其他國家追趕上的后果。只有使現有的智能移動機器人技術與功能滿足新興業務的發展需求,才能保障我國國民經濟持續穩定的發展,并且使得我國在未來的國與國之間的競爭中具備相當的科技以及經濟上的優勢。
4 結語
在市場競爭白熱化和經濟全球化的日漸嚴峻國際形勢下,創新能力逐漸成為了一個國家的的根本核心競爭力,而對于我國目前的情況來說,影響我國技術創新能力強弱的主要因素是我國在各項創新資源上的配置、利用和開發的水平較低。因此,建立一個更加完善的技術創新平臺就顯得非常具有實際意義。使其能將各種創新型資源進行整合,并且為各類創新主體提供更多更加優質的創新服務,而對人工智能技術下的機械電子技術的設計研究則正好滿足了當下的這種需求。
參考文獻:
[中圖分類號] G642.4 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2016)06-0110-02
近年來,國務院、教育部等主管部門在政策導向上,引導600余所地方本科高校向 “ 應用技術型高校 ”轉型 ,推動建設“應用技術大學”, 我校也以“建設特色鮮明的現代應用技術大學”作為自己的奮斗目標。機械電子工程作為典型的工科專業,對學生的技術應用能力和實踐能力的培養尤為重要。
一、“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”的提出
我校機械電子工程專業2011年開始招生,作為一個實踐性很強的工科專業,機械電子工程專業教研室在培養學生的應用能力和創新能力方面做了一些探索和嘗試。但是,目前機械電子工程專業還是以傳統教學為主,實踐教學環節主要以參觀、驗證性演示為主,學生動手的機會不多,自主設計實驗則更少,導致動手能力培養不足。圍繞“建設特色鮮明的現代應用技術大學”,培養應用型人才的目標,結合我校工程訓練中心和實驗室建設,機械電子工程專業教研室通過一系列調研,在現有條件的基礎上,提出了“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”建設方案,它為技術技能應用型人才培養提供有力的支撐條件。
該方案與機械電子工程專業建設相結合,通過項目化教學和管理方法,擬解決以下方面問題。
1.通過組裝及創新組合出各種典型機構和結構部件,加深對機械原理課程中所學知識的理解與運用,培養學生機構認知、選型、組合及創新的能力;2.培養學生綜合運用機、電、液(氣)一體化技術進行機械系統創新設計的能力;3.培養學生對各類傳感器、單片機、PLC控制器的綜合運用,加深對機電控制類課程中所學知識的理解與運用;4.培養學生的綜合應用能力、創新思維能力和團隊合作精神,提高學生的創造和動手能力。
二、“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”的實施方法
具體實施方法如下。
1.建立面向課程體系的創新實驗支撐條件及關聯實驗系列。首先打通機械電子工程相關課程的實踐環節,包括機械原理與機械設計、機電傳動、機電控制工程、機電一體化設計等,完善創新實驗條件,以一個機電產品為例開設貫穿課程體系的關聯實踐系列,如機械本體裝配、傳動機構分析、單片機與接口技術、等實驗系列,使學生更主動地學習、更有效地掌握機電一體化技術的系統知識。
2.以“從做中學”為指導思想,圍繞學生的創新設計項目來完成整個課程體系的教學和實驗。從專業基礎知識學習開始,給學生提出一個具體的機電產品設計項目,使學生能夠帶著問題來學習和實踐,并從中初步掌握科學研究的基本過程和基本方法,養成良好的學習自主性和能動性,培養學生動手和自學能力、發現與解決問題能力、交流協作能力等,達到創新能力培養的目標。
3.結合畢業設計與學科賽事,利用此平臺設計制作機電產品實物。利用此平臺中提出的一些新穎且可實現的項目,可以逐步從設計到實物制作,參加高層次學科賽事。另外以這些項目為題材設計畢業設計課題,培養優秀畢業設計。利用CAD軟件完成所有零件圖、部件圖和總裝圖設計,使學生對機電產品的結構和組成等獲得較為豐富的感性認識,對機電產品的設計過程和設計要點有基本概念。在設計過程中,通過產品裝配、控制編程運行,全面了解機電裝備的控制、驅動、傳動、測試等技術,并可以綜合運用機械制造工藝和工裝等知識。
三、“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”教學成果
為了檢驗該教學平臺建設的教學效果,機械電子工程專業的老師們在教學中組織學生進行了小范圍的試驗,取得了比較理想的成果,下面展示其中的一些成果。
1.大學生優秀科技作品――基于STM32單片機的三軸實驗平臺。圖1所示為基于STM32單片機的三軸實驗平臺。根據實踐教學需求,確定了該實驗平臺由機械本體、STM32控制系統和VB上位機操作軟件組成,搭建了該實驗平臺的機械本體結構,完成了實驗平臺控制系統的硬件設計和軟件設計,制作了三軸實驗平臺樣機,并進行了運動功能試驗。通過試驗證明,所設計的三軸試驗平臺能夠在有效工作范圍內實現圓弧和直線插補,實現了設計要求。
2.江蘇省大學生創新創業訓練優秀項目――基于MCGS的PLC仿真實訓系統。圖2所示為基于MCGS的PLC仿真實訓系統。該系統為提升 PLC課程實踐教學效果,提出并實現了基于組態軟件 MCGS的PLC仿真實訓系統設計。仿真系統內嵌三個PLC經典控制子系統,各子系統均采用 MCGS 監控系統與西門子 200PLC 控制相結合的控制方案,由 PLC 實現子系統控制功能,由組態軟件 MCGS 實現子系統工作過程的動態實時監控。
3.江蘇省機器人大賽一等獎――可原地轉向橫向進出車位的新型機構。圖3所示為可原地轉向橫向進出車位的新型機構。該新型機構針對目前私家車保有量大,道路狹窄,新手駕駛水平不高,機動車掉頭和進出車位難度大等問題,設計了一種可原地轉向、橫向進出車位的傳動機構,可以更加高效的利用有限的停車場資源,緩解停車位緊缺和駕駛人員技術不足的問題。通過實驗,證明該機構可以實現原地掉頭、橫向進出車位,具有較高的創新性和實用價值。
4.南京理工大學泰州科技學院優秀畢業設計――剪式升降臺液壓系統智能測試平臺。圖4所示為剪式升降臺液壓系統智能測試平臺。該課題針對剪式液壓升降臺,對升降成了機械分析,設計了實驗油路并完成了仿真,設計出了基于PLC觸摸屏一體機的控制系統,針對升降臺油路中的液壓缸建立了基于LabVIEW的檢測平臺,最后經過半實物實驗系統仿真,能夠實時反映出油路中的問題所在,降低了出錯的幾率。
四、結束語
通過對“機械電子工程專業學生應用和實踐平臺”建設方法的探索實踐,證明該方法在培養機電專業學生的應用和實踐能力方面較傳統教學方法更具有優勢。通過該方案的實施,能有效的培養和鍛煉學生的應用和實踐能力,學生能夠更好的理解機械電子工程專業的課程體系,對專業知識的掌握和應用也有了質的提升,提高了機械電子工程專業學生的培養質量。
[ 參 考 文 獻 ]
中圖分類號:TP39文獻標識碼A文章編號1006-0278(2015)07-156-01
與傳統機械工程相比較而言,電子工程起步相對較晚,受生產力發展的需求,在二十世紀兩者被逐漸的結合在一起。在最初,主要是采取塊與塊的分離模式或功能替代的模式將電子工程與傳統機械工程結合在一起。隨著信息科學技術的不斷向前發展,傳統機械工程把信息技術作為紐帶橋梁與電子工程結合起來,也就形成了今天的機械電子工程。而人工智能作為當代信息網絡技術的最高產物,隨著它在機械電子工程行業的運用,使其由傳統的能量、動量連接發展成為現在的信息連接,為機械電子工程發展注入了新的活力和源泉,極大的提高了機械電子工程的生產效率和發展水平,為其健康可持續發展做出了重大貢獻。
一、機械電子工程的基本認識
從設計角度來說,機械電子工程與傳統機械工程相比,它的跨學科性和綜合性十分強,是涵蓋了各類學科的精華部分而形成的一種學科。電子機械工程在進行設計環節時,依然是以機械工程為核心,同時有效結合計算機技術與電子工程兩個方面,并根據配置系統和目標的不同需求綜合其他學科與技術,如生產管理、制造加工等。設計工程師在進行設計時都會采取自上而下的設計策略將各個模塊緊密結合起來,以便順利完成所有的設計工作。從產品特征上來看,與傳統機械工程相比,機械電子產品的外形構造更為簡單,小巧玲瓏,大大減小了物理體積,不再有傳統笨重型機械的特征,但是內部組成更為復雜,而產品的性能卻得到了很大的提高。
二、人工智能技術和機械電子工程的相關性
人類社會賴以發展的兩大因素是物質和信息。在人類社會發展初期,由于社會生產力弱等原因的綜合制約,人類社會把物質生產放在生存與發展的第一位,并采用如“結繩記事”這樣的方法來達到信息交流的目的。但隨著社會的不斷向前發展,生產力水平得到了極大的改善與提高,人類的認知能力也得到了快速提升,信息在日常生活、生產中的重要性日益凸顯出來,原有的信息傳遞方式已經不能夠滿流的需要。文字的出現和使用,使它的信息傳遞功能得到了充分的展現,并成為最為理想的傳遞模式。而后,科學技術的發展尤其是網絡技術的普及給信息傳遞注入了新的活力和源泉,人類逐步的進入信息時代,而信息社會的運行是以人工智能為技術支撐的,包括機械電子工程領域,無論是模型的建立和控制還是故障診斷,都離不開人工智能的信息處理功能。
電子信息技術在推動機械工程發展方面是有目共睹的,具有不可替代的作用,但是它并不是十全十美的,自身也存在著一定的缺陷,穩定性能比較差,這就導致在對機械電子系統的輸入與輸出關系進行描述時就顯得十分有難度。傳統機械工程對二者的描述方法主要是運用推導法,對數學工程進行推導獲得輸入與輸出的相關信息,此外建設規則庫和學習并生成知識兩種方法也運用的十分普遍。盡管傳統的描述方法具有嚴密和精準的優勢,但是只能處理線性定常這樣比較簡單的系統,而對于那些稍微復雜一點的系統就不能夠運用數學解析式的方法了,只有對輸入和輸出的程序進行編程操作才能完成。在現代社會中,各個行業所需要的系統構成不再是單一的,往往呈現出復雜性,經常會出現對多種不同類型的信息進行同一時間處理的現象,如傳感器的使用就會對數字信息和專家的語言信息進行解讀、分析和處理。由此可以看出人工智能系統在進行信息處理時具有不確定性和復雜性,因此,以知識為基礎的人工智能信息處理方式成為機械電子工程信息處理的首選方式。
神經網絡系統和模糊推理系統是人工智能進行系統建立最為常見的兩種方法,前者能夠對人腦結構進行模擬,能夠對所傳達的數字信號進行分析并給出數據參考值,而后者則是根據人腦的功能對其進行模仿,從而對所傳達的語言信號進行解讀和分析。在對機械電子工程系統的輸入與輸出進行處理時,兩者既具有相似性又具有不同點。相似點體現在都是以網絡結構為平臺選取任一精度形成一個連續函數;不同點主要表現在:1.在物理意義上,模糊推理系統比神經網絡系統更具有明確性;2.映射方式上,前者采用的是點到點而后者采用的是面到面;3.在信息儲存方式上,前者是分布式的,后者是規則式的。4.在神經元的聯系上,神經網絡系統內的每個神經元的聯系都是相對固定的,因此在輸入處理時就需要很大的計算量,而模糊推理系統正好與之相反;5.在輸入輸出的精度上,神經網絡系統的精度較高,呈現出光滑曲面,而模糊推理系統較低,呈現出臺階狀。
三、結語
機械電子工程產業作為我國經濟發展的重要產業,它的每一次重大性變革都會給人們的生產與生活帶來重大影響。隨著信息網絡技術的快速發展,人工智能作為一種高端技術已經越來越受到各個行業和領域的高度重視。為了與時俱進,滿足社會發展需求,人工智能也被逐漸的應用到機械電子工程產業,它的到來彌補了傳統機械電子系統無法解決的難題,二者的完美結合為該行業提供了一個更好的發展空間,使其能夠在競爭激烈的市場經濟中健康穩定發展。