人工智能在机械电子工程中的运用分析

苗广辉，田　宁，张志忠

人工智能在机械电子工程中的运用分析

苗广辉1，田宁2，张志忠1

(1.中国电子科技集团公司第十三研究所 河北 石家庄 050051；2.河北工业职业技术大学 河北 石家庄 050091)

机械电子工程行业的飞速发展推动了我国的工业生产向信息化、自动化转型。机械电子工程是实现我国工业生产智能化的关键，因此机械电子工程领域的从业人员应根据机械电子工程的自身特点，针对各个生产环节，将人工智能技术与机械电子工程进行高度融合，以提高机械电子工程设备的作业效率与安全性，为我国机械电子产业的发展奠定坚实基础。

人工智能；机械电子工程；机械自动化

机械电子工程俗称机电一体化，是电子技术与机械工程的有机结合，通过应用电子技术、控制技术、通信技术等对机械制造生产进行智能化调控，在数据采集、传输与指令控制等方面有明显优势[1]。随着人工智能技术的不断发展，将人工智能技术应用于机械电子工程中，建立智能化操控体系，可以提升设备运行的效率和安全性；实现数据信息对接形式的基准化检测，保障电子、电气设施运行的稳定性；可以对控制体系进行精细调整，提升信息处理的准确率，降低故障率。

1　人工智能技术概述

人工智能又被称为AI，是借助计算机系统以及精密算法模拟人类的智能、思维帮助人类解决实际问题的前沿技术。人工智能技术具备自主学习能力，可将已有的知识、经验用于处理不同类别的问题。人工智能技术可以在一定程度上替代人工进行多维度测控和计算，由于具备的高精密、高效率算法等优势在机械电子工程领域具有较高的应用价值[2]。

2　人工智能在机械电子工程中的应用优势

目前，机械电子工程在实际运行时存在人力成本过高、操作失误率高、设备运行稳定性差、生产效率低等问题，难以应对越来越激烈的市场竞争。随着机械电子产品的精细化和智能化发展，对机械设备的操作流程也提出了更高要求。

2.1　提高操控精度

人工智能的应用为机械电子工程多元操控系统提供了技术支撑，通过模拟人类的思维方式对各类信息进行处理，确保操控系统处理数据的精确性，为后期机械电子工程的操控精度提供保障[3]。

2.2　提高控制系统智能化程度

将人工智能技术应用于机械电子工程之中，结合模糊控制理论、神经网络算法以及线性运算，能大幅提高机械电子工程控制系统的智能化程度，可增强系统运行时的主体识别性能，将内部数据信息进行合理转变，保证指令下达的合理性。

3　人工智能在机械电子工程中的运用

机械电子工程涵盖了与电子信息、机械控制等系统相关联一系列的电气设备或控制结构。随着机械电子工程的不断发展，相关设备与控制系统之间的数据传输量越来越大，借助人工智能技术，可提高各设备之间数据输送以及传递指令的准确率，保证任务运行的精确性，为生产效率与生产安全性提供保障。

3.1　机械设备控制系统

智能化生产是制造行业的主要发展方向，运用人工智能技术对机械电子工程电气控制系统的自动化程序进行智能化升级，能进一步提升设备的生产效率和操作便捷性。运用人工智能技术可优化设备之间数据传输的协控模式、简化设备之间的数据传输机制，极大提升了设备运作效率。经过智能化升级后控制系统还能对电气运行以及智能化制造过程进行自动跟踪与监测，并对异常状况进行及时反馈，确保整个生产流程始终处于可控的状态。

3.2　电气系统

电气系统是机械电子工程中的重要组成部分，将电气系统与人工智能技术相结合，可为电气系统智能化管控提供衡量基准，并能对内部数据进行逻辑性对接和处理。借助人工智能技术可在电气系统中实现对操作过程的故障模拟与故障检测，以此为终端数据比对提供重要衡量基准并及时生成决策方案，为工作人员提供决策依据。

3.3　信息输入/输出系统

机械电子工程系统结构复杂、运行环境一般都比较恶劣，数据信息的输入量较高，容易导致系统负荷过载，影响系统运行的可靠性。通过将神经网络算法、模糊控制理论应用于系统数据库以及主体驱动功能之中，即便是传输海量数据，也可通过固定处理机制对数据信息进行价值挖掘以及处理，实现对数据信息的精准识别。除此之外，神经网络算法还可模拟人类思维模式，深度解析系统内部的资源，然后按照既定的语义逻辑以及信号对操控系统内部的数据信息进行精准测量与推演，大幅提高了数据信息传输的时效性[4]。

3.4　工业机器人

工业机器人是目前工业产业中实现自动化、智能化、精细化以及批量化生产的重要设备。将人工智能应用于工业机器人中，例如为焊接机器人安装各种传感器及其控制系统，使其可以收集外界信息并反馈至主系统中，最后根据主系统下达的驱动指令进行焊接作业。除此之外，焊接机器人还具备自动检测功能，进一步保障了焊接质量。

3.5　数控系统

将人工智能技术应用在数控系统中，可对操控模式进行智能化调整，可有效提高数控加工程序的运行精度，能实时比对与分析运行时存在的问题，然后界定不同操控位列下存在的误差，并及时进行修正，保证数控系统的正常运行。

3.6　优化产品设计

在机械电子工程自动化控制领域应用人工智能技术，能够有效解决产品设计和优化过程中的部分难题，辅助设计人员完成复杂程度更高的设计工作。在人工智能技术与计算机互联网技术的支撑下，设计人员可以极大拓展自己的设计思路，为所设计产品的科学性和合理性提供技术保障。此外，设计人员还可以运用人工智能技术对所设计的产品进行模拟运行与检测，为进一步提高产品的功能性与质量提供坚实的技术保障[5]。

4　结语

智能化是机械电子工程的发展方向，在机械电子工程中应用人工智能技术，可以进一步提升机械加工、制造、检测、维修等环节的智能化水平。加快推进人工智能技术在机械电子工程领域的应用，有助于提高我国高端工业制造的整体水平，对我国实体产业的转型与升级有重大的意义。

[1] 田丰.探析人工智能技术在机械电子工程领域的应用[J].江苏建材,2022(1):62-63.

[2] 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(2):221-223.

[3] 盛青山.机械电子工程行业现状及发展趋势分析[J].农业工程与装备,2021,48(3):36-38.

[4] 张希斌.智能机器人技术在机械电子工程领域的应用[J].造纸装备及材料,2021,50(6):108-110.

[5] 张丽娟.机械电子工程与人工智能的相关性分析[J].信息记录材料,2021,22(6):144-146.

Application of artificial intelligence in mechanical and electronic engineering

MIAO Guanghui1, TIAN Ning2, ZHANG Zhizhong1

(1.The 13th Research Institute of China Electronics Technology Corporation, Shijiazhuang, Hebei 050051, China; 2. Hebei Polytechnic University, Shijiazhuang, Hebei 050091, China)

The rapid development of the mechanical and electronic engineering industry has promoted the transformation of China's industrial production to informatization and automation. Mechanical and electronic engineering is the key to realizing the intelligence of China's industrial production, so the practitioners in the field of mechanical and electronic engineering should, according to their characteristics of mechanical and electronic engineering, highly integrate artificial intelligence technology with mechanical and electronic engineering for each production link, to improve the operational efficiency and safety of mechanical and electronic engineering equipment and lay a solid foundation for the development of China's mechanical and electronic industry.

artificial intelligence; mechanical and electronic engineering; mechanical automation

TP18

A

2096–8736(2022)06–0044–02

苗广辉(1972—)，男，吉林磐石人，大学本科，高级工程师，主要研究方向为电子机械制造和微波结构件设计制造。

责任编辑：张亦弛

英文编辑：唐琦军