关于机械电子工程与人工智能的相关性分析
关于机械电子工程与人工智能的相关性分析
文/田海湧
机械电子工程产业作为我国经济发展的重要产业，它的每一
次重大性变革都会给人们的生产与生活带来重大影响。随着信息
网络技术的快速发展，人工智能作为一种高端技术已经越来越受
到各个行业和领域的高度重视。为了与时俱进，满足社会发展需
求，人工智能也被逐渐的应用到机械电子工程产业，它的到来弥
补了传统机械电子系统无法解决的难题，二者的完美结合为该行
业提供了一个更好的发展空间，使其能够在竞争激烈的市场经济
中健康稳定发杂很难。本文将对机械电子工程和人工智能分别加
以简单介绍，并对它们之间的关系进行探讨与分析，以便广大读
者能够更好地认识和理解二者。
【关键词】机械电子工程 人工智能 相关性分析
传统机械工程主要是由动力和制造两大类组成。制造类工程是以机械加工、毛坯制造
和装配等为主，而动力类工程则是以发电机为对象进行生产制造活动。与传统机械工程相比
较而言，电子工程起步相对较晚，受生产力发展的需求，在二十世纪两者被逐渐的结合在一
起。在最初，主要是采取块与块的分离模式或
功能替代的模式将电子工程与传统机械工程结合在一起。随着信息科学技术的不断向前发展，
传统机械工程把信息技术作为纽带桥梁与电子工程结合起来，也就形成了今天的机械电子工
程。而人工智能作为当代信息网络技术的最高产物，随着它在机械电子工程行业的运用，使
其由传统的能量、动量连接发展成为现在的信息连接，为机械电子工程发展注入了新的活力
和源泉，极大的提高了机械电子工程的生产效率和发展水平，为其健康可持续发展做出了重
大贡献。
1 有关机械电子工程的论述
1.1 机械电子工程的发展史
20 世纪在社会化大生产的影响下，为了满足生产力发展需求，科学领域也进行了不断
的探索与研究，取得了较好的成就极大的推动了社会的向前发展。由之而带来的影响是行业
之间的分工越来越精确，各学科开始相互渗透，相互作用，共同发展。机械电子工程就是在这
样的大背景环境下产生的，它是把传统机械工程与多个相关领域如电子、信息、管理、智能
等相结合而形成的具有现代气息的新产业、新领域。在社会主义新时期，机械电子工程在科
学技术的推动下，也呈现出越来越复杂的特点，其发展史就是有力的证明。
机械电子工程的发展主要经历了三个阶段：第一阶段称为萌芽阶段，这时期主要是以
手工加工进行生产活动，其生产力水平十分低下，要想获得经济利润就必须要依靠大量的劳
动力才能实现，而劳动力的缺乏就严重阻碍了生产力的向前发展。为了解决这一难题，科学
家们不得不另谋出路，把目光放在了机器的身上，至此机械工业产生并得到了大力发展。第
二阶段是标准件生产阶段，它是把流水线作为依托进行生产，这种生产模式的运用大大提高
了生产效率和生产水平，大批量生产的时代到来，但是由于标准件的要求一般都比较严格，
生产过于死板，不具有灵活性。随着社会的不断向前发展，这种标准件生产的弊端也逐渐显
露出来，不能够适应社会生产力的发展需求。第三阶段就是当前的机械电子产业阶段。身
处于现代社会的人们最明显的感受就是生活节奏的加快，无论是物还是人都处于这种快的节
奏中，为了适应社会发展需求，就要求有一个相匹配的生产方式才能够推动生产力的向前发
展，即就是生产周期短，产品质量优，灵活性和适应性强的高科技生产方式，而机械电子工
程就是把加工、物流、信息流三者有机结合进行生产活动的行业，顺应了当今时代的发展。
1.2 机械电子工程所具备的特点机械电子工程作为工程学科中的一个跨
学科专业，它是在机械制造和电子网络信息技术等学科的基础上发展起来的，充分运用二者
的优势与共同点有机结合起来，完成了物理和信息功能上的连接，同时它作为一门跨学科的
大胆尝试，还可以对所有与机械电子信息相关的计算机系统进行人工智能化的处理。尽管它
依然属于机械工程学的一个分支，但是在不断的发展中已经形成了自己独特的优势，其特点主要表现在以下几个方面：
（1）从设计角度来说，机械电子工程与传统机械工程相比，它的跨学科性和综合性十
分强，是涵盖了各类学科的精华部分而形成的一种学科。电子机械工程在进行设计环节时，
依然是以机械工程为核心，同时有效结合计算机技术与电子工程两个方面，并根据配置系统
和目标的不同需求综合其他学科与技术，如生产管理、制造加工等。设计工程师在进行设计时都会采取自上
而下的设计策略将各个模块紧密结合起来，以便顺利完成所有的设计工作。
（2）从产品特征上来看，与传统机械工
程相比，机械电子产品的外形构造更为简单，小巧玲珑，大大减小了物理体积，不再有传统
笨重型机械的特征，但是内部组成更为复杂，而产品的性能却得到了很大的提高。
当代社会信息科学技术高速发展，那些懂得把各种先进科学技术综合运用，从而优化
机械工程与电子技术二者关系的人，就越能够把握机械电子工程未来的发展趋势，在实际运
用中，优化两者的联系意味着生产力技术的革新，而人工智能在机械电子工程的运用使之这一想法成为现实。
2 人工智能的相关论述
2.1 人工智能的内涵
人工智能属于计算机学科的一个分支，它分为人工和智能两个部分，对于人工大家都
比较熟悉，而智能就会涉及到意识、自我、思维等多个领域，因此，关于它的定义，研究界
也一直备受争议，其中比较具有权威性和代表性的是尼尔逊教授和温斯顿教授对人工智能的
理解，前者属于美国斯坦福大学人工智能研究中心，他认为人工智能是有关知识的学科的，
即怎样表示知识、怎样获得知识、怎样运用知识的学科。而后者经过在美国麻省理工学院的
研究认为，人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做得智能工作。综合二者的
说法，笔者认为，人工智能就是通过研究人类职能活动的规律，构造出具有智能特性的人工系统，
即运用计算机的软硬件俩来模拟人类的某些智能行为的基本理论、方法和技术。
2.2 人工智能的发展
从人工智能的发展情况来看，主要经历了萌芽阶段、第一发展阶段、受挫阶段、第二
发展阶段和稳步发展阶段，下面分别加以一一介绍：
2.2.1 萌芽阶段
1642 年，法国哲学家和物理学家布莱士 •帕斯卡发明了世界上第一台能够机械加减法的
计算机，在科学界产生了巨大影响，至此世界各国科学家都致力于计算机的研究，并在帕斯
卡的基础上获得了较大的研究成效，直至冯诺依曼第一台计算机的问世，人类社会发生了历史性的变革，
进入了人工智能的萌芽时期，这一时期正处于理论与实践的探索阶段，因而发展速度十分缓慢，但是却积累了相当多的实践
经验，为计算机的后续发展打下了坚实的基础。
2.2.2 第一发展阶段
1956 年的夏季，以麦卡赛、申农、明斯基等一批具有远见卓识的科学家共聚一堂，来
共同研究和探讨用计算机模拟智能的一系列有关问题，并首次提出了“人工智能”这一术语，
这就标志着“人工智能”这门新兴学科的正式诞生，即人工智能的第一发展阶段。这一时期
人工智能研究主要运用于翻译、证明和博弈上，并取得了一系列的研究成果，如 LISP 语言就
是这一时期的产物。与萌芽阶段相比，人工智能的发展速度得到了大大的提高，给了人们研
究的勇气和信息，使他们坚信只要对科学进行坚持不懈的研究，终有一天能够依据人类的逻
辑思维规律创造出一台能够对人类智能活动进行无限模仿的机器。
2.2.3 受挫阶段
任何事物的发展都不可能是一帆风顺的，人工智能也同样如此，它经过了第一阶段的飞
速发展后，在接下来的探索研究中出现了瓶颈，一些问题逐渐显现出来，特别是在二十世
纪六十年代中到七十年代初，对人工智能的工作原理进行研究后，科学家们发现用机器来模
仿人类的思维并不是一件容易办到的事情，许多研究者在实践过程中依然采用简单映射的方
法，根本没有涉及到逻辑思维方面，致使研究成效并不令人满意。但是也有一些科学家进行
大胆的尝试与创新，在许多领域如自然语言理解、机器人、计算机视觉等取得了可喜的成就。
1972 年，法国科学家发明了 Prolog 逻辑编程语言，是继 LISP 之后运用最为广泛的人工智
能语言。
2.2.4 第二发展阶段
1977 年，第五届国际人工智能联合会会议的开展，标志着人工智能进入了以知识为基
础的发展阶段。至此，知识以非常快的速度渗透到人工智能的各个领域，并使人工智能更就
有实际应用性。此后，随着商业化经济的高速发展，人工智能也表现出了顽强的适应力
并得到了广泛应用。在关键性技术问题如不确定推理、分布式人工智能等，实际应用问
题如专家系统、智能机器人等两个方面上获得了蓬勃发展。
2.2.5 稳步发展阶段
科学技术的不断向前发展使互联网技术在全球范围内得到了推广与普及，极大的推动
了人工智能的进一步发展，它不再以单个主体为发展方向，而是趋向于分布式主体。此外，
人工智能在演变的过程中更体现出复杂性的一面，且也更具有实用性，它可以同时应对多个
不同智能主体的多个目标进行求解。
3 人工智能技术在机械电子工程中的应用人类社会赖以发展的两大因素是物质和
信息。在人类社会发展初期，由于社会生产力弱等原因的综合制约，人类社会把物质生产放
在生存与发展的第一位，并采用如“结绳记事”这样的方法来达到信息交流的目的。但随着社
会的不断向前发展，生产力水平得到了极大的改善与提高，人类的认知能力也得到了快速提
升，信息在日常生活、生产中的重要性日益凸显出来，原有的信息传递方式已经不能够满足
交流的需要。文字的出现和使用，使它的信息传递功能得到了充分的展现，并成为最为理想
的传递模式。而后，科学技术的发展尤其是网络技术的普及给信息传递注入了新的活力和源
泉，人类逐步的进入信息时代，而信息社会的运行是以人工智能为技术支撑的，包括机械电
子工程领域，无论是模型的建立和控制还是故障诊断，都离不开人工智能的信息处理功能。
电子信息技术在推动机械工程发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，自身也存在着一定的缺陷，稳定性能比较差，这就导致在对机械电子系统
的输入与输出关系进行描述时就显得十分有难度。传统机械工程对二者的描述方法主要是运
用推导法，对数学工程进行推导获得输入与输出的相关信息，此外建设规则库和学习并生成
知识两种方法也运用的十分普遍。尽管传统的描述方法具有严密和精准的优势，但是只能处
理线性定常这样比较简单的系统，而对于那些稍微复杂一点的系统就不能够运用数学解析式
的方法了，只有对输入和输出的程序进行编程操作才能完成。在现代社会中，各个行业所需
要的系统构成不再是单一的，往往呈现出复杂性，经常会出现对多种不同类型的信息进行同
一时间处理的现象，如传感器的使用就会对数字信息和专家的语言信息进行解读、分析和处
理。由此可以看出人工智能系统在进行信息处理时具有不确定性和复杂性，因此，以知识为
基础的人工智能信息处理方式成为机械电子工程信息处理的首选方式。
神经网络系统和模糊推理系统是人工智能进行系统建立最为常见的两种方法，前者能
够对人脑结构进行模拟，能够对所传达的数字信号进行分析并给出数据参考值，而后者则是
根据人脑的功能对其进行模仿，从而对所传达的语言信号进行解读和分析。在对机械电子工
程系统的输入与输出进行处理时，两者既具有相似性又具有不同点。相似点体现在都是以
网络结构为平台选取任一精度形成一个连续函数；不同点主要表现在：
（1）在物理意义上，模糊推理系统比神经网络系统更具有明确性；
（2）映射方式上，前者采用的是点到点而后者采用的是面到面；
（3）在信息储存方式上，前者是分布式的，后者是规则式的。
（4）在神经元的联系上，神经网络系统内的每个神经元的联系都是相对固定的，因此在输入处理时就需要很大的计算量，
而模糊推理系统正好与之相反；
（5）在输入输出的精度上，神经网络系统的精度较高，呈现出光滑曲面，而模糊
推理系统较低，呈现出台阶状。在现代机械电子工程领域，科学家们已
经不满足于单一的人工智能系统，更多的致力于综合性较强的人工智能系统研究，以满足社
会发展需求，其中把神经网络系统与模拟推理系统二者有效结合形成的模糊神经系统就是一
个典型的代表，二者能够相得益彰，使之功能发挥到最大，为机械电子工程的更好发展打下
了坚实的基础。科学技术的飞速发展使各学科之间的碰
撞、交流更为频繁，并反过来促进科学技术的不断向前发展。人工智能技术与机械电子工程
的有效结合，避免了二者自身存在的不足，并促进了二者的共同发展。人工智能在机械电子
工程中的应用，提高了生产力，为其可持续发展提供了坚强的后盾支持。
参考文献
[1] 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.
[2] 韩斌 . 机械电子工程与人工智能的关系分析 [J]. 数学技术与应用 ,2013,(06):254.
[3] 郑 向 勇 . 机 械 电 子 工 程 与 人 工 智能 的 关 系 探 究 [J]. 科 技 创 新 与 应用 ,2014,(03):75.
[4] 王琪 . 机械电子工程与人工智能的关系探究 [J]. 科技传播 ,2012,(01):114-115.
作者单位盛云科技有限公司 云南省昆明市 650051
