探析人工智能技術(shù)在機(jī)械電子工程領(lǐng)域的應(yīng)用

田豐

（寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司，福建 寧德 352000）

0 引言

機(jī)械電子工程又被稱為機(jī)電一體化，該領(lǐng)域是一個(gè)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，主要研究機(jī)械開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)的自動(dòng)化和智能化建設(shè)。將AI技術(shù)應(yīng)用到該領(lǐng)域，能夠提升自動(dòng)控制設(shè)施的優(yōu)勢(shì)性能塑造水平，促進(jìn)該領(lǐng)域的發(fā)展。因此，應(yīng)深入分析AI技術(shù)的應(yīng)用，以尋求更好的應(yīng)用方法，推動(dòng)機(jī)械電子領(lǐng)域的發(fā)展。

1 RPA人工智能核心技術(shù)的應(yīng)用

1.1 重復(fù)類操作控制中的應(yīng)用

RPA技術(shù)，即機(jī)器人流程自動(dòng)化技術(shù)，是指一種基于軟件機(jī)器人的人工智能核心技術(shù)。若將RPA技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械電子工程中，前端設(shè)備就可以借助軟件，自動(dòng)監(jiān)視用戶在圖形界面上的操作，再根據(jù)監(jiān)視結(jié)果，按照用戶的操作進(jìn)行運(yùn)作。相較于自動(dòng)化任務(wù)列表的編寫，直接性的控制操作更加方便快捷，并且也降低了機(jī)電一體化的應(yīng)用對(duì)管控工作者的要求。此外，在這種重復(fù)類操作控制中，RPA技術(shù)的實(shí)施主要依賴于示范性編程，而這種編程可以被應(yīng)用到不同的自動(dòng)化控制程序中。因此，將RPA人工智能技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械電子工程領(lǐng)域，能夠減少重復(fù)類操作對(duì)高專業(yè)性編程工作的需求，降低生產(chǎn)成本。

1.2 在機(jī)械電子中控系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用

在RPA技術(shù)下，人們可以通過加嚴(yán)規(guī)則與結(jié)果，來定義單一動(dòng)作的重復(fù)頻率、重復(fù)時(shí)間等，且示范性編程，即機(jī)器人流程自動(dòng)化工具，也支持其內(nèi)部的資料在不同的應(yīng)用程序之間進(jìn)行交換，使得基于該技術(shù)的機(jī)械電子工程重復(fù)作業(yè)具有更高的靈活性。因此，在機(jī)電領(lǐng)域內(nèi)，也可以將該技術(shù)應(yīng)用到中控系統(tǒng)中，并利用其內(nèi)部資料的交換靈活性，將有用的作業(yè)信息傳遞給下一個(gè)生產(chǎn)程序，以便于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的準(zhǔn)確配合。在此過程中，中控系統(tǒng)還能夠基于該技術(shù)，對(duì)重復(fù)性作業(yè)參數(shù)進(jìn)行直接采集，在一定程度上能夠減少傳感器或變送器的應(yīng)用，減少設(shè)備配置投資，提升機(jī)械電子工程領(lǐng)域的效益水平。

1.3 與其他技術(shù)的融合應(yīng)用

一般來說，RPA技術(shù)僅適用于流程、規(guī)則確定的重復(fù)性作業(yè)，其配套運(yùn)作程序架構(gòu)并不具備學(xué)習(xí)能力以及認(rèn)知能力。因此，為了實(shí)現(xiàn)更高水平的自動(dòng)化、智能化機(jī)電生產(chǎn)作業(yè)，人們通常會(huì)將該技術(shù)作為基礎(chǔ)，并集成其他技術(shù)，構(gòu)建出一個(gè)性能更加優(yōu)越的機(jī)電生產(chǎn)技術(shù)體系，提升人工智能技術(shù)的應(yīng)用水平。在此過程中，人們會(huì)運(yùn)用PLC控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)等，結(jié)合RPA人工智能技術(shù)，構(gòu)建出操作準(zhǔn)確度、自動(dòng)化水平更高的機(jī)電一體化系統(tǒng)，有助于機(jī)械電子工程行業(yè)的發(fā)展。

2 機(jī)器學(xué)習(xí)AI核心技術(shù)的應(yīng)用

2.1 在故障診斷中的應(yīng)用

借助學(xué)習(xí)功能，AI系統(tǒng)能夠通過對(duì)海量的信息進(jìn)行分析，解決多樣化的問題，提高系統(tǒng)的智能化運(yùn)行水平。基于此，將機(jī)器學(xué)習(xí)AI核心技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械電子工程領(lǐng)域內(nèi)，可以幫助自動(dòng)化系統(tǒng)更快、更準(zhǔn)確地根據(jù)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)識(shí)別故障，達(dá)到故障診斷的效果，有助于機(jī)械電子生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)維水平的提升。在此過程中，可以先借助訓(xùn)練模型，結(jié)合自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備容易出現(xiàn)和可能出現(xiàn)的故障，對(duì)AI系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，使其能夠通過捕捉異常的設(shè)備運(yùn)行參數(shù)來識(shí)別已經(jīng)存在的故障以及未來的故障風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)機(jī)械電子工程領(lǐng)域的優(yōu)化發(fā)展。

2.2 在信息安全建設(shè)中的應(yīng)用

就目前來看，90%以上的工控系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)主動(dòng)識(shí)別和追溯信息安全威脅，只能在安全威脅造成一定后果之后才會(huì)采取防護(hù)行動(dòng)，主觀能動(dòng)性水平較低。因此，為了保證機(jī)械電子工程領(lǐng)域的健康發(fā)展，人們可以通過將AI技術(shù)應(yīng)用到配套的生產(chǎn)控制系統(tǒng)信息安全防護(hù)建設(shè)中，幫助防護(hù)系統(tǒng)主動(dòng)識(shí)別、排除、追溯信息安全威脅，增強(qiáng)機(jī)械電子工程領(lǐng)域生產(chǎn)作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性。在此過程中，可以借助AI學(xué)習(xí)技術(shù)，用當(dāng)前在自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)中常見的安全威脅信息對(duì)AI學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，建立出安全防護(hù)系統(tǒng)的黑名單、白名單，使機(jī)電一體化信息安全防護(hù)系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)的識(shí)別和追溯安全威脅，增強(qiáng)防護(hù)系統(tǒng)的主觀能動(dòng)性，提升機(jī)械電子工程領(lǐng)域的發(fā)展水平。

2.3 在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用

在機(jī)械電子領(lǐng)域內(nèi)，生產(chǎn)作業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)在很大程度上依賴于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能，而在傳統(tǒng)條件下，數(shù)據(jù)處理功能的實(shí)現(xiàn)需要編程人員將所需的算法逐一寫入程序中，使得編程內(nèi)容復(fù)雜，影響了自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)效率，同時(shí)在數(shù)據(jù)處理過程中，這種計(jì)算方式通常為固定形式，使系統(tǒng)不能有效選用最佳計(jì)算方法來處理數(shù)據(jù)，降低了數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量。在此過程中，將AI機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用到數(shù)據(jù)處理中，能夠使系統(tǒng)學(xué)會(huì)上百種可能的算法，并在數(shù)據(jù)處理過程中，通過預(yù)測(cè)、分類選取、部署最佳的計(jì)算模型，以提高數(shù)據(jù)處理的效率和效果，有助于機(jī)械電子行業(yè)的發(fā)展[1]。

3 物理機(jī)器人AI核心技術(shù)的應(yīng)用

3.1 在物理生產(chǎn)動(dòng)作自動(dòng)化上的應(yīng)用

一般來說，當(dāng)前被普遍應(yīng)用的物理機(jī)器人通常為一種能夠進(jìn)行某一物理動(dòng)作的AI機(jī)器人，在機(jī)電領(lǐng)域中常被用于焊接、重新定位、機(jī)械部件組裝等工作。由于物理機(jī)器人只能準(zhǔn)確地完成一種物理動(dòng)作，因此，在實(shí)際使用中往往需要多個(gè)物理機(jī)器人合作完成某一生產(chǎn)程序，再利用AI系統(tǒng)控制這些機(jī)器人按照順序完成自身的動(dòng)作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)該機(jī)械制造環(huán)節(jié)的自動(dòng)化[2]。

3.2 與人類協(xié)作生產(chǎn)中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，AI科技的發(fā)展，使得物理機(jī)器人逐步具備了更加智能的動(dòng)作執(zhí)行功能，人們通過將多樣化的AI功能，嵌入AI控制系統(tǒng)中，即可實(shí)現(xiàn)物理機(jī)器人與人類的協(xié)作作業(yè)，提高生產(chǎn)作業(yè)的靈活性?；诖?，將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械電子工程領(lǐng)域，能夠深入優(yōu)化機(jī)械生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化水平。在此過程中，可以為物理機(jī)器人設(shè)置多個(gè)不同的動(dòng)作執(zhí)行部件，結(jié)合AI系統(tǒng)的智能化控制，能夠使單個(gè)物理機(jī)器人具備執(zhí)行多種物理行為的能力，增強(qiáng)物理機(jī)器人技術(shù)在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用效果。此外，還可以利用AI學(xué)習(xí)功能，采用單片機(jī)硬件，塑造物理機(jī)器人高精度的數(shù)據(jù)信息處理功能以及決策功能，使其更準(zhǔn)確地執(zhí)行動(dòng)作任務(wù)，以滿足機(jī)械制造業(yè)對(duì)作業(yè)精度的要求[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，增強(qiáng)AI技術(shù)的應(yīng)用效果，有助于機(jī)械電子工程領(lǐng)域優(yōu)化建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)。在該領(lǐng)域內(nèi)，借助AI技術(shù)可以釋放大量人工勞動(dòng)力、塑造生產(chǎn)系統(tǒng)的智能化優(yōu)勢(shì)功能、增強(qiáng)生產(chǎn)控制功能的靈活性，從而優(yōu)化機(jī)械制造業(yè)生產(chǎn)條件，使機(jī)電一體化生產(chǎn)達(dá)到更高的自動(dòng)化、智能化水平。