導(dǎo) 讀

AI在制造業(yè)的應(yīng)用涵蓋了多個方面，包括但不限于智能生產(chǎn)、智能物流、設(shè)備維護、預(yù)測性維護、質(zhì)量控制和缺陷檢測、智慧能源管理、數(shù)據(jù)分析和決策支持等。

隨著第四次工業(yè)革命推進的步伐不斷加快，很多企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)數(shù)智化或在實現(xiàn)數(shù)智化的路上。當(dāng)今AI科技飛速發(fā)展，"人工智能+"不再只是技術(shù)的融合，更是一場悄然興起的革命，這場技術(shù)革命已經(jīng)滲透到了我們的生產(chǎn)生活，工信部也提出，要加快數(shù)字技術(shù)賦能，促進制造業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展。同時將開展“人工智能+”行動，促進人工智能與實體經(jīng)濟深度融合，推動人工智能賦能工業(yè)智能制造。

AI技術(shù)應(yīng)用與探索

人工智能技術(shù)目前應(yīng)用已比較普遍，從技術(shù)層面看，人工智能發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：計算智能、感知智能及認(rèn)知智能。

計算智能

隨著云計算、5G技術(shù)、分布式存儲技術(shù)的發(fā)展，具備高算力、運力、存力基礎(chǔ)設(shè)施已不斷優(yōu)化，計算智能也已經(jīng)實現(xiàn)，基于海量數(shù)據(jù)進行深度學(xué)習(xí)，利用歷史經(jīng)驗指導(dǎo)當(dāng)前環(huán)境已在推廣應(yīng)用。

感知智能

感知智能包括視覺、聽覺、觸覺等感知能力，讓計算機能夠模仿人類的感知過程與用戶交互。人臉識別、語音助手、指紋識別等在我們的生活中已廣泛應(yīng)用。

認(rèn)知智能

認(rèn)知智能需要計算機模擬人類的思維和認(rèn)知過程。

人工智能技術(shù)目前已滲透到我們的生活中。在醫(yī)療行業(yè)，人工智能技術(shù)用于幫助智能健康管理和疾病預(yù)測，幫助醫(yī)生提高診斷準(zhǔn)確性。在交通運輸行業(yè)，自動駕駛技術(shù)的不斷進步，使得無人駕駛汽車逐漸成為現(xiàn)實。在金融互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，人工智能技術(shù)用于分析市場及用戶需求。在制造行業(yè)，人工智能技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，幫助提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

AI在制造業(yè)的應(yīng)用及實施規(guī)劃

AI在制造業(yè)的應(yīng)用涵蓋了多個方面，包括但不限于智能生產(chǎn)、智能物流、設(shè)備維護、預(yù)測性維護、質(zhì)量控制和缺陷檢測、智慧能源管理、數(shù)據(jù)分析和決策支持等。這些應(yīng)用使制造業(yè)更加高效、智能，有助于降低成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗和加速創(chuàng)新。

生產(chǎn)智能化

通過引入AI技術(shù)，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)生產(chǎn)進度、人員效率、物料消耗、設(shè)備動態(tài)、質(zhì)量數(shù)據(jù)的數(shù)字化監(jiān)控，全面打通物流與制造執(zhí)行信息流，實現(xiàn)JIT準(zhǔn)時配送，實現(xiàn)拉式生產(chǎn)。MES、數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)應(yīng)用，實現(xiàn)制造過程狀態(tài)以及生產(chǎn)異常等信息實時采集與全過程的動態(tài)監(jiān)控?？梢暬窗鍖崿F(xiàn)實時可視化監(jiān)控與智能化協(xié)同交互決策。

建設(shè)藍(lán)圖

依賴大量的采集數(shù)據(jù)，運用人工智能虛擬仿真，將實物工廠虛擬化、通過虛擬仿真分析，優(yōu)化工廠布局、物流配送與工藝設(shè)計方案，減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，縮短產(chǎn)品上市周期。

對工廠建設(shè)與現(xiàn)有車間改造進行三維工廠模擬驗證，減少未來車間調(diào)整帶來的時間和成本浪費。

基于三維空間，驗證機器人工作可達性、空間干涉、效率效能、多機器人聯(lián)合加工等，輸出經(jīng)過驗證過的加工程序，提升工藝規(guī)劃效率。

通過仿真對關(guān)鍵工件切削，裝配仿真，分析軌跡、干涉、人體損耗，輸出三維作業(yè)指導(dǎo)。

在3D工廠布局中進行運動化展示，通過與MES系統(tǒng)集成，顯示整個生產(chǎn)線或物流系統(tǒng)的實時場景，查看當(dāng)前任務(wù)動態(tài)。

通過物流仿真優(yōu)化工藝路線、物流、設(shè)施布局、人員配置等規(guī)劃方案，提升數(shù)字化車間規(guī)劃科學(xué)性，避免過度投資，如AGV路徑規(guī)劃與車輛投資規(guī)劃。

設(shè)備智能化

對設(shè)備實施聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集以及智能化改造，提升設(shè)備智能化水平，利用設(shè)備運行數(shù)字模型，對設(shè)備實施健康管理，實現(xiàn)預(yù)防性維修維護，保障設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率。

通過采集設(shè)備開機、關(guān)機信號、設(shè)備關(guān)鍵性能參數(shù)（速度、精度及其運行穩(wěn)定性等）以及生產(chǎn)數(shù)量、不良率等趨勢，實時監(jiān)控生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)，利用特征分析和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，進行設(shè)備的故障預(yù)測，減少非計劃性停機。同時能夠迅速進行故障診斷，定位故障原因。

根據(jù)設(shè)備運行數(shù)據(jù)和故障歷史數(shù)據(jù)，同時結(jié)合排產(chǎn)計劃，利用設(shè)備碎片化的空閑時間實現(xiàn)裝備的智能維護與保養(yǎng)。

對刀具進行監(jiān)測，實施刀具壽命管理，智能換刀，刀具優(yōu)選。利用機器學(xué)習(xí)和智能傳感器等技術(shù)，監(jiān)測加工過程中的刀具、主軸和進給電機的功率、電流、電壓等信息，辨識出刀具受力、磨損狀態(tài)等，幫助對刀具壽命進行預(yù)測，優(yōu)化刀具參數(shù)。以提高加工精度、縮短非計劃停機時間并提高刀具利用率。同時應(yīng)用刀具智能調(diào)度等技術(shù)，實現(xiàn)刀具最優(yōu)管理控制。

部署智能換刀機器人，智能識別、規(guī)避行徑中的障礙物，自動取刀、換刀、存刀，實現(xiàn)刀具的無人化應(yīng)用。

質(zhì)量管理智能化

通過改善質(zhì)量檢測的自動化程度與互聯(lián)水平，實現(xiàn)智能檢測和質(zhì)量數(shù)據(jù)的自動采集，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率；搭建統(tǒng)一質(zhì)量管理平臺，實現(xiàn)質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，提高質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析效率，提升質(zhì)量管控效率。

通過圖像識別、聲紋識別以及傳感器等先進技術(shù)，一是對裝配過程進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)漏裝、錯裝問題，避免流轉(zhuǎn)到下一道工序。二是利用AI技術(shù)能快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，減少因人工檢測存在的錯誤。三是通過大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，AI可以學(xué)習(xí)到各種產(chǎn)品的特征和屬性，并根據(jù)這些特征和屬性進行質(zhì)量預(yù)測。

建立統(tǒng)一質(zhì)量管理平臺，對進貨、生產(chǎn)過程、售后等質(zhì)量數(shù)據(jù)集中管理，建立量化產(chǎn)品質(zhì)量模型，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，深入挖掘質(zhì)量數(shù)據(jù)，對產(chǎn)品質(zhì)量進行預(yù)測，降低生產(chǎn)成本和次品率，并提高質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

通過加工設(shè)備和檢測設(shè)備的互聯(lián)互通，質(zhì)量預(yù)測實時糾正設(shè)備運行利用質(zhì)量統(tǒng)計工具和歷史經(jīng)驗的積累，建立設(shè)備運行狀態(tài)預(yù)測控制機制，結(jié)合設(shè)備運行補償控制功能，防止質(zhì)量問題的發(fā)生。

物流智能化

基于計劃準(zhǔn)確性提升的基礎(chǔ)上，通過生產(chǎn)集配中心、倉儲管理系統(tǒng)及自動化物流裝備、RFID實現(xiàn)內(nèi)部生產(chǎn)物資的按需、準(zhǔn)確配送，實現(xiàn)物流過程的實時掌握。

物流智能分揀、配送，打造無人值守的自動化倉庫。通過RFID技術(shù)、計算機視覺技術(shù)、機器人技術(shù)等，結(jié)合WMS系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)，實現(xiàn)對原材料、成品的自動分揀、配送。供應(yīng)商在產(chǎn)品上貼上RFID標(biāo)簽，AGV小車自動運送零配件，通過RFID感應(yīng)門，自動進行物料過賬處理，并運送到RFID立體貨架上架物料。產(chǎn)成品生產(chǎn)完成，通過WMS系統(tǒng)與AGV系統(tǒng)的結(jié)合，AGV小車自動在下線工位或完工庫將成品配送到成品貨架入庫。待發(fā)貨時自動感知發(fā)貨狀態(tài)并自動通知客戶。整個物流鏈的打通，極大提升了物流效率，顯著降低了人力成本，減少分揀、配送出錯，并提升了物流信息的透明化、準(zhǔn)確化。

優(yōu)化配送路線，物料車間自動轉(zhuǎn)移接收及上下料。運用RFID技術(shù)、UWB技術(shù)、自動機器人等，物料在車間轉(zhuǎn)移時，通過UWB定位及智能算法，自動規(guī)劃車間配送路線，自動卸貨。通過RFID技術(shù)自動感應(yīng)物料車間接收。并通過傳感器、圖像識別技術(shù)，機器人自動在加工設(shè)備上下料并自動感應(yīng)接收、上下料、自動報工。并通過RFID系統(tǒng)與MES系統(tǒng)及ERP系統(tǒng)的集成，完成物料的過賬移動。優(yōu)化了空間利用率，減少庫存和在制品，提升加工效率。

管理智能化

實現(xiàn)制造過程設(shè)備數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、物流數(shù)據(jù)、制造過程工藝參數(shù)、能耗數(shù)據(jù)的實時采集、分析，對數(shù)據(jù)深度挖掘、二次利用，以提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高制造效率、降低運營成本。

通過工廠的智能能源管理，將能源管理可視化，實現(xiàn)能源實時在線管理、能源實時監(jiān)控和預(yù)警、能源平衡管理。提高實時調(diào)整能源供應(yīng)的能力，實現(xiàn)能源的精益管理，有效降低工業(yè)用電成本，提高工廠整體產(chǎn)值的效率。

能源管理業(yè)務(wù)場景

利用質(zhì)量數(shù)據(jù)平臺對質(zhì)量數(shù)據(jù)集中管理，對各類質(zhì)量問題進行統(tǒng)計分析，逐步將質(zhì)量管理能力提升到事前控制、預(yù)防為主的水平。建立產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)字化模型，對質(zhì)量數(shù)據(jù)深度二次挖掘，找出不良產(chǎn)生的深層次原因，為生產(chǎn)過程與作業(yè)管理、產(chǎn)品設(shè)計及工藝改善等提供新的解決途徑。

質(zhì)量數(shù)據(jù)機器學(xué)習(xí)

構(gòu)建大數(shù)據(jù)模型

建立設(shè)備大數(shù)據(jù)分析平臺、建立關(guān)鍵裝備的健康狀態(tài)預(yù)測模型，并利用實踐數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化模型。開展設(shè)備AI建設(shè)，提升設(shè)備智能。通過人機交互、自學(xué)習(xí)等，使設(shè)備自主進行知識應(yīng)用，如遇到故障自動分析、診斷。

結(jié)語

AI在制造業(yè)的應(yīng)用前景廣闊，但仍面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)成熟度、好的可落地解決方案、投資成本等。盡管如此，AI技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用對于提高制造業(yè)的生產(chǎn)效率起到了重要的作用，為制造業(yè)提供了新的解決方案。未來的制造業(yè)將融合更多人工智能元素，實現(xiàn)更加智能、高效的智造未來。

來源：李智芳 MES百科

『每天智案』提供標(biāo)準(zhǔn)原文件，資料已上傳知識星球（78730971），會員可前往下載！

# 免責(zé)聲明 #來源：『每天智案』，本平臺所載文章為本賬號原創(chuàng)或根據(jù)網(wǎng)絡(luò)搜索下載編輯整理，文章版權(quán)歸原作者所有，僅供讀者學(xué)習(xí)、參考，禁止用于商業(yè)用途。因轉(zhuǎn)載眾多，無法找到真正來源，如標(biāo)錯來源，或因文中所使用的圖片、文字、鏈接等如有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除，謝謝！