工業(yè)4.0的概念正在科技行業(yè)掀起波瀾，因?yàn)橹圃炱髽I(yè)尋求利用技術(shù)進(jìn)步，使其運(yùn)營(yíng)更快、更高效。自2011年提出工業(yè)4.0以來，工業(yè)4.0一直是席卷制造業(yè)的工藝和技術(shù)變革浪潮的流行詞。

它在某種程度上可以與數(shù)字工廠和智能制造互換，并對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行了許多不同的改變。特別是，這些新的工廠和工廠系統(tǒng)效率更高，因?yàn)樗鼈兙哂猩疃葍x表化、高度網(wǎng)絡(luò)化、廣泛自動(dòng)化和完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。

為什么人工智能是工業(yè)4.0的重要支柱

工業(yè)4.0依賴于廣泛的技術(shù)，包括機(jī)器人/合作機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印、增材制造、數(shù)字孿生和分析。數(shù)字化工廠中既充斥著監(jiān)視或控制生產(chǎn)各個(gè)方面的智能儀器，也充斥著從材料質(zhì)量到機(jī)械上亞毫秒級(jí)狀態(tài)更新的高粒度數(shù)據(jù)。

人工智能，包括機(jī)器學(xué)習(xí)和生成式人工智能和辨別性人工智能，可以在工業(yè)4.0的大多數(shù)技術(shù)方面創(chuàng)造令人信服的價(jià)值。人工智能的價(jià)值通常來自于通過給軟件帶來類似人類的理解水平來提高自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)。

這減少了人們?cè)谥圃爝^程中評(píng)估信息和做出決策的地方的數(shù)量，這既降低了成本，又提高了生產(chǎn)率。機(jī)器速度理解可以指導(dǎo)機(jī)器人的操作，例如，通過減慢速度、加快速度或修改其行為來應(yīng)對(duì)原材料質(zhì)量，或過程其他部分速度的變化。

除了生產(chǎn)線的自動(dòng)化，人工智能在同一類型的環(huán)境中仍有無數(shù)的用途。首先，它可以幫助構(gòu)建數(shù)字孿生，這是加快產(chǎn)品開發(fā)生命周期的另一種技術(shù)。

其次，人工智能系統(tǒng)有助于利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，例如，通過過濾事件信息，基于傳感器數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)潛在的生產(chǎn)問題。人工智能還可以通過揭示生產(chǎn)和使用數(shù)據(jù)中以前看不見的模式，然后使用這些信息來建議設(shè)計(jì)或流程更改，從而幫助生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析。

工業(yè)4.0中的人工智能用例

由于人工智能可以在整個(gè)制造過程中提供幫助，因此在工業(yè)4.0環(huán)境中存在許多用例。在產(chǎn)品生命周期的初期，生成型人工智能可以幫助設(shè)計(jì)階段以及通過3D打印或計(jì)算機(jī)控制的加工和增材制造對(duì)物理對(duì)象進(jìn)行原型制作。

生成式人工智能系統(tǒng)可以優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其在材料使用方面更高效。例如，在服裝制造中，這些系統(tǒng)以最小化浪費(fèi)織物的方式，控制布料螺栓上的服裝面板的切割布局。

在其他類型的工廠中，人工智能系統(tǒng)可以通過減少設(shè)計(jì)所需的零件數(shù)量來優(yōu)化制造和組裝復(fù)雜項(xiàng)目的簡(jiǎn)單性。此外，為了加快生產(chǎn)速度，例如，人工智能可以減少在自動(dòng)人行道上生產(chǎn)成品椅腿所需的單獨(dú)切割次數(shù)。

目前工廠中的其他具體用例包括：

● Nutella使用生成AI為其產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)百萬個(gè)獨(dú)特的包裝；

● 在3D打印方面，ADDMAN使用混合建模工具，結(jié)合人工智能更有效地設(shè)計(jì)和原型機(jī)部件；

● FANUC的工廠生產(chǎn)計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床，該機(jī)床可以從錯(cuò)誤中學(xué)習(xí)，并在操作時(shí)改進(jìn)控制；

● 協(xié)作機(jī)器人可以讓人類在不在場(chǎng)的情況下在生產(chǎn)線上工作，特別是在無氧環(huán)境或極熱的溫度下；

● 3D玻璃纖維這樣的工廠通過響應(yīng)實(shí)時(shí)事件加速、減速生產(chǎn)線或操作來監(jiān)控機(jī)械性能；

● 寶馬等工廠使用攝像頭和其他傳感器來監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量，一旦檢測(cè)到故障就立即移除物品，以節(jié)省能源和材料。

現(xiàn)場(chǎng)和云端的計(jì)算能力將繼續(xù)增強(qiáng)，而人工智能算法和技術(shù)也不會(huì)停止成熟。制造商知道這一點(diǎn)，也明白他們需要這些工具提供的效率和響應(yīng)能力，以便在21世紀(jì)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。隨著新制造商的涌現(xiàn)和舊工廠的更新，人工智能將繼續(xù)擴(kuò)大其在工業(yè)4.0中的作用。

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