机械电子工程与人工智能相关性分析及安全生产应用

戴永睿

摘 要：近年来人工智能快速发展，特别是2016年出現的“阿法狗”事件发生后，人工智能的关注程度再次提高。加上人工智能开始在人们生活及工作中广泛应用，比如常见智能家居、自动驾驶等，做好相关研究工作具有现实意义。本研究中作者以机械电子工程及人工智能的相关概念为切入点，深入分析两者之间存在的联系，希望可以摸索出一条发展思路，能有效融合机械电子工程与人工智能应用于安全生产工作。

关键词：机械电子；人工智能；安全生产；融合分析

1 机械电子工程特点

机械电子工程从产生到现在总共经历三个发展阶段：第一阶段-手工加工时期，在这个阶段产品生产主要依靠人力，产品生产效率直接由人力资源决定。这种情况下人们不断通过提高技术水平促进生产力提高，实现机械工程的发展；第二阶段-流水线生产时期，主要标志是产品生产开始使用流水线模式，大幅度提高生产效率，实现规模化生产，但流水线生产模式要求零部件具有统一标准，不能满足个性化需求；第三阶段-集约化生产时期，这个阶段也是现在加工制造业正采用的发展模式，该模式下缩短产品生产周期，满足个性化需求，提高企业核心竞争力。

机械电子工程各学科存在物理上的关联性，同时还存在信息与功能的协整性。传统机械电子工程与智能化机械电子工程相比，后者具有明显优势：首先设计的差异性，传统机械电子工程注重机械结构与力学设计，而智能化机械电子工程则将核心调整为机械与电子，设计过程中充分融合其他学科理论强调智能应用，利用机电技术模块化与集成化的特点，提高性能加大应用范围，近年在安全生产及管理领域得到了广泛应用。

2 人工智能特点分析

人工智能技术依托计算机技术诞生的综合性学科，该学科中涵盖计算机科学、信息化及人文科学等。人工智能也是计算机科学技术的一个分支，试图通过研究智能的本质，据此生产出能够模拟人类大脑、肢体等活动方式的智能机器，具体包括图像识别、自然语言处理、语音识别和专家系统等内容。有人曾设想，在未来，人工智能带来的科技产品，将有可能超越人体智能。这个并不是异想天开，在2016年3月15日，由谷歌公司研发的机器人阿尔法狗在围棋比赛中战胜韩国围棋高手李世石，就充分说明了人工智能的强大性。现在人们愈发重视人工智能技术，结合大数据分析应用的人工智能将在生活与工作中发挥越来越重要的作用。

与机械电子工程类似，人工智能也经历过三个发展阶段：初级阶段，该阶段还没有广泛使用计算机，社会也没有接纳机械化大生产模式。这个阶段主要还是手工生产，只是偶尔使用机械化手段。部分大型工业企业开始探索人工智能，但受到总体科技水平的限制，成果有限；第二阶段，机械化大生产广泛普及，计算机科学开始发展。生产需求与生活需求不断增加，这个阶段开始使用人工智能，但受到经济因素影响，人工智能仅在一些大型工厂中使用；第三阶段，这个阶段中人工智能得到普及，发展速度不断加快，开始兴起物联网大数据技术。这正是我们所处的阶段，人工智能的应用将工作和生活变得简单与便利，促进人类社会快速发展。

3 整合机械电子工程与人工智能的措施

3.1 两者相关性分析

随着科技进步与社会发展，电子化信息迅速发展，机械电子工程作为基础性学科在生活中得到广泛应用。但机械电子工程也有不足的地方，比如系统复杂不稳定、功能多变等，这些问题的根本还是电子信息系统不够完善。人工智能本身具有的信息快速传递与及时处理信息等特点可以有效弥补这一情况。机械电子工程输入与输出过程中，电子信息系统会出现很多困难与阻力，如果输入信息过于复杂，电子信息系统极有可能出现失误，这时就需要人工操作进行解决。如果可以将两者融合起来，就可以解决机械电子工程中存在的不足与缺陷。

3.2 分析具体应用

3.2.1 机械电子技术中的模糊推理系统要点。模糊推理系统作为一个相对完整的系统，本身具有极强的信息处理能力，加上其结构简单，因此有着较强的实用性。目前社会上已经在广泛使用模糊推理系统，主要应用在自动化控制及数据处理。当机械电子系统运行时，该系统会模拟人脑分析语言并下达处理指令，在网络结构中产生一组与处理指令相对性的函数。模糊推理系统主要运用的方式是域到域，实现储备信息规则的目的。但实际运行中也存在一些问题，比如：计算量不能满足实际需求、连接方式不够固定等，造成该系统在输入与输出环节存在误差，这正是人工智能技术的优势，目前的趋势是融合人工智能神经网络系统到机电模糊推理系统中取长补短，综合应用。

3.2.2 人工智能技术的神经网络系统要点。人工智能主要研究如何通过计算机模拟人的行为与思维过程。计算机使用人工智能可以大幅度提高应用层次，扩大应用范围。神经网络则是一种通过神经元成立的模式，将其分布在网络上实现人机互动。人工神经系统结构简单、功能不足，但也有显著优势：神经元构成模式可以最大程度地发挥神经系统的功能与效用，完成高难度的行为模式。神经网络系统分析数字信号是主要通过模拟结果进行，根据分析出的结果设定相应参数值，最后通过网络计算出关联函数。神经网络系统所运用的方式较为简单，在信息输入过程中，所有的神经元之间有着固定的联系，且计算量会很大，不管是在信息输出还是信息输入方面，都具有非常高的精准度。该领域的技术完美的补充了机械电子模糊推理系统计算能力及信息输入输出的不足，两项技术的融合应用前景非常看好。

4 智能信息化机械电子的发展应用趋势

在我国的生产和安全监管中，机械电子工程的应用也呈现出智能化的发展趋势，主要体现在研发效率高、机械化程度高的技术，特别是在煤矿、非煤矿山等安全生产、监管领域，智能化的机电技术可以提高安全性、增加效率，有效防止人员误操作导致的生产安全事故，例如：瓦斯自动断电系统，绞车自动防跑车系统，煤矿智能监控平台都已经普遍运用到了生产中，另外目前事故比例最大的交通运输行业也在普及智能机电技术，全国均已建立了客运信息监控平台，未来的趋势是强化平台功能性、智能化，更好地避免交通事故的发生。在机加工领域红外遥感结合的智能机电技术已经逐步应用于生产，防止人员过界事故。以往发生的生产安全事故有过惨痛的教训，如果使用智能机电技术进行防控是可以避免的，例如2014年的昆山“8.2”特别重大爆炸事故，这是一起粉尘浓度过大引起的爆炸，如果当时安装有粉尘浓度传感器及自动报警停线系统，那么这起事故完全可以避免，目前该技术已经广泛应用于煤矿行业的瓦斯监控中。机械化智能化水平不断提高是当前科技发展的大势所趋，特别是在安全生产及监管中更应该努力研究并推广。

5 结束语

总而言之，智能信息化电子工程具有显著优势，其本身也将成为工业制造发展的必然趋势。文章中作者以机械电子工程及人工智能的概念、特点入手，详细分析两者之间的相关性，探讨两者融合发展的可行性，最后给出整合机械电子工程与人工智能运用于生产及监管的思路。希望通过文章论述，可以为从业者提供一定的借鉴，共同努力促进行业技术进步发展。

参考文献

[1]郑向勇.机械电子工程与人工智能的关系[J].科技创新与应用，2014（03）：11.

[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）：22.