如何利用自動化系統(tǒng)和人工智能實現(xiàn)更好的機器生產(chǎn)

提高機器性能的核心工作是收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)為開發(fā)先進的數(shù)字自動化提供了基礎(chǔ)。人工智能在提高機器性能方面也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

如何使用人工智能來提高自動化程度？

工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型的一切都始于機器數(shù)據(jù)收集。有了數(shù)據(jù)，我們就應(yīng)該有基礎(chǔ)開始考慮降低成本/時間并提高質(zhì)量。然而，分析歷史或?qū)崟r生產(chǎn)數(shù)據(jù)可能需要大量時間和寶貴的人力資源。這就是人工智能(AI)可以幫助改進自動化系統(tǒng)的地方。

人工智能可以使用收集到的機器/生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析并運行多項測試，目的是識別以下內(nèi)容：

從機器制造商（OEM）的角度來看：機器的薄弱環(huán)節(jié)甚至設(shè)計改進，以提高系統(tǒng)速度和準確性，從而全面提高效率和質(zhì)量。

從終端用戶的角度來看：安全風險、瓶頸以及預(yù)測機器或生產(chǎn)線中組件何時出現(xiàn)故障的能力（預(yù)測性維護）。

哪些流程可以通過人工智能來增強？

機器制造商可以將這些機器/生產(chǎn)數(shù)據(jù)輸入數(shù)字模型（數(shù)字孿生），然后可以應(yīng)用人工智能進行多次模擬，以了解自動化系統(tǒng)在不同時間和不同條件下的表現(xiàn)。人工智能的目標是識別導(dǎo)致故障的薄弱環(huán)節(jié)，并提供增強機器設(shè)計和性能的選項，所有這些都可以在更短的時間內(nèi)完成，因為計算機CPU處理數(shù)據(jù)的速度比人類快得多。

對于終端用戶來說，想法是相似的，但他們將把人工智能應(yīng)用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并尋求改善安全條件、檢測瓶頸和進行預(yù)測性維護?？傮w目標是減少時間和成本，提高質(zhì)量和安全性。

如果我們談?wù)撝悄芄S、數(shù)字化或工業(yè)4.0，那么我們至少必須考慮機器和生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集。借助歷史數(shù)據(jù)（至少6到12個月）和實時生產(chǎn)數(shù)據(jù)，AI可以確定組件或系統(tǒng)何時未以100%的效率運行。首先，我們需要教會AI最佳條件、異常和缺陷是什么樣子。然后，AI可以使用可用數(shù)據(jù)來檢測系統(tǒng)或組件何時轉(zhuǎn)變?yōu)榉亲罴研袨椋ǖ陀?00%）。然后，AI可以分析數(shù)據(jù)以指示未來的組件故障和制造過程中，超出任何系統(tǒng)（有效載荷、速度等）極限的變化，這可能會導(dǎo)致機器早期故障。

制造商如何利用當前的應(yīng)用來避免中斷？

通過數(shù)字孿生、狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測性維護，制造商可以利用這些數(shù)字工具來提高效率并最大限度地減少中斷：

數(shù)字孿生是物理對象（即組件或完整的生產(chǎn)線）的數(shù)字表示。數(shù)字孿生可以幫助模擬現(xiàn)實生活中的電氣和機械模塊的物理行為。例如，終端用戶可以利用數(shù)字孿生來測試（離線）新的或現(xiàn)有的生產(chǎn)程序，以了解在將它們加載到生產(chǎn)線之前的行為。通過離線完成所有工作，用戶可以避免系統(tǒng)故障（由于未經(jīng)測試的代碼），節(jié)省能源，節(jié)省材料浪費，并避免為了測試目的而關(guān)閉生產(chǎn)線。

條件監(jiān)測是我們用來確保系統(tǒng)正常運行的方法。使用不同的傳感器和測量系統(tǒng)，我們可以使用條件監(jiān)測來檢查系統(tǒng)的健康狀況。如果我們應(yīng)用算法公式或人工智能，我們可以預(yù)測某個部件或系統(tǒng)需要維護的確切時間。目標是監(jiān)測系統(tǒng)的整體健康狀況并避免非計劃生產(chǎn)停工。關(guān)鍵是要積極主動，而不是被動應(yīng)對。

哪些智能功能可以提高自動化水平？

借助自動化技術(shù)的最新進展（即控制和驅(qū)動、人工智能、傳感器、視覺、通信、安全等），我們能夠設(shè)計和制造更加開放、靈活和可擴展的系統(tǒng)，幫助我們改進自動化解決方案或為未來的智能工廠提供完整的自動化。

可以提高自動化的一些功能包括：

工業(yè)通信(5G)：由于需要在車間內(nèi)進行數(shù)據(jù)收集和連接以進行數(shù)據(jù)交換，5G將成為“未來工廠”的重要組成部分。該無線網(wǎng)絡(luò)旨在實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速度、低延遲、安全和高網(wǎng)絡(luò)容量。

LiDAR技術(shù)：LiDAR傳感器是應(yīng)用測繪和定位的重要組成部分。對于工業(yè)制造，我們看到該技術(shù)在自主移動機器人(AMR)中的應(yīng)用。對于這些自動駕駛汽車來說，安全地檢測生產(chǎn)車間周圍的移動物體和人員非常重要。

高速智能輸送：速度和動態(tài)是現(xiàn)代工廠的驅(qū)動力。目標是通過優(yōu)化物料流來確保較短的生產(chǎn)時間。線性運動系統(tǒng)是關(guān)鍵。這些高速智能輸送系統(tǒng)為制造業(yè)帶來了靈活性和高速性。

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