在過去幾年,AI技術在制造和能源行業的普及和成熟便已然切切實實地發生。AI對于身在“世界工廠”的中國制造業企業來說,也是前所未有的機遇。利用AI帶來的技術革新、生產效率優化以及運營效率提升,不僅可以幫助自己從容應對成本和市場帶來的挑戰,加快產業升級,更可以完成從人力密集型到技術密集型的轉換,實現“彎道超車”。
人工智能自20世紀50年代被提出,當前AI已不僅僅是一個概念,隨著算力、MES系統大數據和算法等技術突破,基于神經網絡的深度學習等AI技術已在各行各業飛速滲透。制造業無疑是AI融合創新主要場景之一。推動承載AI技術的智能制造進程勢在必行。而智能制造是基于新一代信息技術,貫穿設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節,具有信息深度自知感、智慧優化決策、精準控制自執行等功能的制造過程、系統模式。智能制造將如無根之水,而助力工業智能從“感知”到“認知”,賦能制造業從“制造”到“智造”的,正是人工智能技術。
憑借對產業變革的強大驅動力,AI應用在工業制造領域目前有兩個方向落地最為廣泛,分別是基于機器視覺的工業輔助檢測/監測和基于時序數據的智能分析預測。例如,利用機器視覺、智能預測等技術,不僅能使產品故障率大幅下降,且節約原材料,縮短因設備檢測帶來的停機時間,更能通過自動化檢測幫助企業大幅減少人力成本;另外,通過深度學習等AI方法構建的產能預測解決方案,還能幫助企業根據生產效率和市場需求的變化,使用MES系統優化生產工藝和排期。然而,AI在工業領域的應用是多方面的,隨著技術的成熟,越來越多的生產環節AI賦能項目將得到落地執行。
人工智能在生產產線的應用
生產產線的應用主要體現在生產預測性維護和產線的優化設備。在制造流水線上,有大量的工業機器人。如果其中一個機器人出現了故障,當人感知到這個故障時,可能已經造成大量的不合格品,從而帶來不小的損失。如果能在故障發生以前就檢知的話,可以有效做出預防,減少損失。利用大數據建模和神經網絡等算法,可以讓機器在出現問題之前就感知到或者分析出可能出現的問題。基于人工智能和IOT技術,通過在工廠各個設備加裝傳感器,對設備運行狀態進行監測,并利用神經網絡建立設備故障的模型,則可以在故障發生前,對故障提前進行預測,在發生故障前,將可能發生故障的工件替換,從而保障設備的持續無故障運行;另一方面,當前生產產線工位少則幾十個,多則數百個,涉及的產線設備、生產物料、工人都非常多。通過基于生產線的大量數據,基于大數據分析和智能算法可以優化生產工藝、提升產品品質。基于ET工業大腦,將生產端的各類數據進行深度運算和分析,形成了資源最優利用的方案組合。
人工智能在質量檢測的應用現
在有很多工廠傳統上都是用人工在做質量檢測的工作,在生產流水線上的質檢員,他們需要每天花10個小時以上的時間去判斷質量。很多工廠這個工作崗位兩三個月就要輪一次崗,因為肉眼確實受不了。為什么之前沒用技術的手段幫助解決質檢的問題呢?主要原因是傳統視覺設備誤判率比較高。大概是有百分之二十,甚至三十的誤判率。人工智能最重要的一個能力,它具備學習能力。比如說,同樣一個劃痕,它會和傳統系統一樣,第一次都犯錯誤。但是人工智能第二次、第三次,它不會犯一樣的錯誤,它具備一個學習能力。同樣的問題或者類似的問題,下次它會做出非常精準的判斷。而傳統的系統除非修改程序,同樣的問題,下次它一樣會犯錯誤。
人工智能在智慧倉儲中的應用
倉儲物流的包括環節很多,從入庫分揀、庫位管理、上下架、出庫分揀到物料運輸,中間涉及分揀機器人、上下料機器人、立庫、AGV小車、叉車等。通過計算機視覺用于分揀機器人的感知和地圖定位,利用機器學習和深度學習,實現分揀機器人的路徑規劃和避障。通過數學規劃等運籌優化算法和遺傳算法,實現倉庫上下架策略管理。通過多智能體算法 蟻群算法用于多個分揀機器人的協調行動。基于人工智能技術實現貨架、商品、機器人的整體協調,能夠更快速的實現產品出入庫和高效的倉庫貨架規劃。在工廠倉儲中,各種類型的全自動流水線、自動分撥、倉儲和配送機器人已經開始慢慢應用,基于人工智能技術可以讓每一個物料都有最優路徑,最短時間送達。
人工智能在生產運維的應用
運維數據量龐大,基于深度學習技術在龐大的數據量中發掘價值。智能制造生命周期管理在智能工廠中,借助于各種生產管理工具/軟件/系統和智能設備,打通企業從設計、生產到銷售、維護的各個環節,實現產品仿真設計、生產自動排程、信息上傳下達、生產過程監控、質量在線監測、物料自動配送等智能化生產。如使用MES系統可以實現智能制造執行系統的應用。
我國作為世界上最大的工業國,將在下一次工業革命中引領制造業發展方向,而人工智能的應用是核心關鍵,是將最新的人工智能與智能制造結合起來,將給制造型企業插上騰飛的“翅膀”。