毫無疑問,制造業(yè)在人工智能技術(shù)的應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位。從大幅減少計(jì)劃外的停機(jī)時(shí)間到更好地設(shè)計(jì)產(chǎn)品,制造商正在將人工智能驅(qū)動(dòng)的分析技術(shù)大量應(yīng)用于數(shù)據(jù)分析來提高效率、產(chǎn)品質(zhì)量和員工安全。
下面給出了他們是如何做到的:
工業(yè)4.0和智能維護(hù)
在制造業(yè)中,對生產(chǎn)線機(jī)器和設(shè)備的持續(xù)維護(hù)是一項(xiàng)重大開支,這對任何依賴于此的生產(chǎn)操作都有著至關(guān)重要的影響。此外,研究表明,計(jì)劃外停機(jī)每年給制造商造成的損失估計(jì)為500億美元,其中,資產(chǎn)故障導(dǎo)致了42%的計(jì)劃外停機(jī)。
出于這個(gè)原因,預(yù)測性維護(hù)已經(jīng)成為制造商必不可少的解決方案,他們可以從預(yù)測零件、機(jī)器或系統(tǒng)的下一次故障中獲益良多。
預(yù)測性維護(hù)使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形式的高級人工智能算法來制定關(guān)于資產(chǎn)故障的預(yù)測。
這可以大大減少成本高昂的計(jì)劃外停機(jī)時(shí)間,并延長生產(chǎn)機(jī)器和設(shè)備的剩余使用壽命。
在維修不可避免的情況下,技術(shù)人員會(huì)提前得到通知,了解哪些部件需要檢查以及使用哪些工具和方法,從而提前安排維修計(jì)劃。
質(zhì)量4.0的興起
由于今天的產(chǎn)品上市時(shí)間非常短暫,產(chǎn)品的復(fù)雜性也在增加,制造公司發(fā)現(xiàn)已經(jīng)越來越難以保持高水平的產(chǎn)品質(zhì)量并遵守質(zhì)量法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)了。
另一方面,顧客開始期待著完美無缺的產(chǎn)品,這促使制造商必須提高質(zhì)量,并深刻理解高缺陷率和產(chǎn)品召回對公司及其品牌的損害。
質(zhì)量4.0涉及到使用人工智能算法來通知制造團(tuán)隊(duì)新出現(xiàn)的可能導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題的生產(chǎn)故障。故障可能包括配方的偏差、機(jī)器行為的細(xì)微異常、原材料的變化等等。
通過盡早地解決這些問題,有助于保持高水平的產(chǎn)品質(zhì)量。
此外,質(zhì)量4.0使制造商能夠收集有關(guān)其產(chǎn)品在現(xiàn)場使用的情況和性能數(shù)據(jù)。這些信息對于產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)做出戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)工程決策來說可能非常有用。
人機(jī)協(xié)作
國際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)預(yù)測,到2018年底,全世界將有超過130萬臺(tái)工業(yè)機(jī)器人在工廠工作。從理論上講,隨著越來越多的工作被機(jī)器人取代,工人們將需要接受培訓(xùn),以從事設(shè)計(jì)、維護(hù)和編程方面的高級職位。
在這個(gè)過渡階段,隨著越來越多的工業(yè)機(jī)器人和人類工人一起進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場,必須保證人機(jī)合作的高效和安全。
人工智能的進(jìn)步將是這一發(fā)展的核心,使機(jī)器人能夠處理更多的認(rèn)知任務(wù),并基于實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)做出自主決策,以進(jìn)一步優(yōu)化過程。
用創(chuàng)成式設(shè)計(jì)制造更好的產(chǎn)品
人工智能也在改變我們設(shè)計(jì)產(chǎn)品的方式。一種方法是輸入由設(shè)計(jì)者和工程師定義的詳細(xì)概要,作為AI算法的輸入(在這種情況下稱為“創(chuàng)成式設(shè)計(jì)軟件”)。
概要可以包括描述限制和各種參數(shù)的數(shù)據(jù),如材料類型、可用的生產(chǎn)方法、預(yù)算限制和時(shí)間限制。在找到一組最佳解決方案之前,該算法會(huì)探索每種可能的配置。
然后,使用機(jī)器學(xué)習(xí)來測試所提出的解決方案,從而進(jìn)一步了解哪種設(shè)計(jì)可以工作得最好。這個(gè)過程可以重復(fù)進(jìn)行,直到達(dá)到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
這種方法的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是,人工智能算法是完全客觀的——它不會(huì)有像人類設(shè)計(jì)者那樣的“邏輯”起點(diǎn)。不做任何假設(shè),并且根據(jù)實(shí)際性能對所有制造方案和條件進(jìn)行測試。
適應(yīng)不斷變化的市場
人工智能是工業(yè)4.0革命的核心要素,且并不限于生產(chǎn)現(xiàn)場的用例。人工智能算法還可以用于優(yōu)化制造供應(yīng)鏈,幫助企業(yè)預(yù)測市場的變化。這給管理層帶來了巨大的優(yōu)勢,從被動(dòng)式的思維方式轉(zhuǎn)變?yōu)閼?zhàn)略性思維方式。
人工智能算法通過尋找連接位置、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和宏觀經(jīng)濟(jì)因素、天氣模式、政治地位、消費(fèi)者行為等因素的模式來估算市場需求。
這些信息對制造商來說是無價(jià)的,因?yàn)檫@使的他們能夠優(yōu)化人員編制、庫存控制、能源消耗和原材料供應(yīng)。
工業(yè)人工智能將繼續(xù)改變制造業(yè)
制造業(yè)非常適合人工智能的應(yīng)用。盡管工業(yè)4.0革命仍處于早期階段,但我們已經(jīng)見證了人工智能所能帶來的巨大好處。從設(shè)計(jì)過程和生產(chǎn)現(xiàn)場,到供應(yīng)鏈和管理,人工智能注定會(huì)永遠(yuǎn)改變我們制造產(chǎn)品和加工材料的方式。