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、廣泛自動化和完全數(shù)據(jù)驅(qū)動。

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化的標(biāo)準(zhǔn)。

這減少了人們在制造過程中評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物理對象進(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)床可以從錯誤中學(xué)習(xí)，并在操作時改進(jìn)控制；

● 協(xié)作機(jī)器人可以讓人類在不在場的情況下在生產(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，一旦檢測到故障就立即移除物品，以節(jié)省能源和材料。

現(xiàn)場和云端的計(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)行競爭。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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