為什么基于人工智能的軟件是加速制造的關(guān)鍵?

來源：Oqton堃騰智能制造
作者：Tom Tourwé（ Oqton 人工智能團隊負責(zé)人）

如何加快創(chuàng)新,，提高生產(chǎn)效率?從汽車,、航空航天到消費品和能源,這是當(dāng)今許多行業(yè)制造商迫切需要解決的問題。在 Oqton，我們相信先進的人工智能是解決方案的核心，它為我們的Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)快速,、靈活和完全自主的生產(chǎn)鋪平道路。

為什么基于人工智能的軟件是加速制造的關(guān)鍵? 我們知道硬件本身是不夠的, 我們正處于工業(yè)發(fā)展的獨特階段,，擁有比以往任何時候都更快,、更專業(yè)、更精確的機器設(shè)備,。然而,，較長的交貨期仍在削弱制造商的創(chuàng)新能力, 令人沮喪的是，制造執(zhí)行系統(tǒng)往往缺乏靈活性,，而且笨重, 生產(chǎn)過度依賴于手工執(zhí)行重復(fù)的任務(wù),。

我們相信人工智能可以提供幫助，我們有一個專門的人工智能團隊正在努力開發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施和模型,，這些基礎(chǔ)設(shè)施和模型可以完全自動化制造過程——從設(shè)計到生產(chǎn)再到物流,。

△Tom Tourwé     Oqton 人工智能團隊負責(zé)人

Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)的人工智能已經(jīng)顛覆了3D打印傳統(tǒng)工作流程，在各行各業(yè)迅速發(fā)展應(yīng)用,。打印服務(wù),、醫(yī)療保健和消費品企業(yè)經(jīng)常在高度混合的生產(chǎn)中使用增材制造技術(shù),。但是每個3D打印工作都需要大量的文件準(zhǔn)備 - 到目前為止,，這主要由操作員和技術(shù)人員手動執(zhí)行。

為了簡化增材生產(chǎn)工作流程,，我們完全自動化了文件準(zhǔn)備,，并從根本上減少了對人工干預(yù)的依賴。這對齒科工作流程產(chǎn)生了強大的影響,，通過使用我們的Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng),，技工所實現(xiàn)了每天完全自動化生產(chǎn)牙冠、牙橋和矯正器,。目前,，我們的人工智能在增材生產(chǎn)工作流程中自動執(zhí)行以下步驟。

1,、零件識別
當(dāng)用戶將零件的設(shè)計文件上傳到我們的制造操作系統(tǒng)時,，軟件可以自動將其分類到預(yù)定義的類別中。例如,，牙冠或牙橋的數(shù)字3D設(shè)計屬于齒科類別,，而葉輪屬于工業(yè)類別。對于 3D 打印的牙科應(yīng)用，我們的人工智能支持更精細地分類,，例如牙橋,、牙冠或可移動局部義齒 （RPD）z支架。

從一開始就獲得正確的類別至關(guān)重要,，因為它決定了自動化文件準(zhǔn)備的下游任務(wù),。換句話說，零件在平臺中使用的工藝路線取決于正確的初始標(biāo)識,。

2,、零件分區(qū)
分區(qū)是指 AI 自動識別零件內(nèi)感興趣區(qū)域的能力。例如,，對于牙橋,，人工智能模型可以識別每顆牙齒，或者 RPD 的扣環(huán),。

正確的分區(qū)對增材生產(chǎn)的另一個步驟——支撐設(shè)計至關(guān)重要,。由于在增材工藝中，材料是逐層添加的,，因此零件需要支撐結(jié)構(gòu)來對抗內(nèi)部應(yīng)力并防止其塌陷,。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我們將支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計成3D打印部件,，針對不同區(qū)域采用不同支撐設(shè)計,，我們的目標(biāo)是在不久的將來自動化此過程。

3,、打印零件擺放
在機器開始打印零件之前,，操作員必須在基板上定義其擺放角度，這會影響打印速度,、支撐用量,、表面光潔度和零件強度。Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)的好處是,，它的AI按照不同需求向用戶建議不同的角度,，并考慮他們的偏好。

擺放角度建議基于用戶相似的歷史操作數(shù)據(jù),。由于Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)是基于云的,，因此我們可以快速訪問龐大的歷史數(shù)據(jù)庫。

Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)的AI也支持目前沒有歷史數(shù)據(jù)的新用戶,，新用戶可以基于“參考”零件數(shù)據(jù)庫進行擺放,。該數(shù)據(jù)庫采用用戶可能會上傳的參考零件，并由我們的領(lǐng)域?qū)＜覕[放,。該解決方案為技術(shù)人員提供了卓越的支持,。

4、排版
為了充分利用打印機的排版量并降低成本，操作員嘗試在排版過程中將盡可能多的零件排版到機器中,。Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng) 的 AI 模型支持零件的 2D 和 3D 排版,，從而提高了機器產(chǎn)量。

Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)的AI獨有的功能是,，它允許齒科技師將大量RPD排列到單個基座中,。

5、排程
在生產(chǎn)流程中,，生產(chǎn)排程是指將需要執(zhí)行的生產(chǎn)動作（例如要打印的零件）分配給機器和操作員的過程,。生產(chǎn)排程涉及眾多考慮因素，包括機器和操作員的排期,、交付日期,、任務(wù)完成順序，或者為打印機和零件選擇正確材料,。

在追求自動化排程的過程中,，我們使用基于局部搜索的人工智能方法，來高效地評估生產(chǎn)任務(wù),、機器以及操作員之間的各種組合,，以最終確定最小化生產(chǎn)時間或按時交付的最佳組合。

這些工作流的自動化幫助醫(yī)療保健行業(yè)生產(chǎn)力得到大幅提高，隨著我們擴大分析的數(shù)據(jù)類型，如3D點云數(shù)據(jù),、傳感器數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)和圖像,，我們可以復(fù)制應(yīng)用到其他行業(yè)并看到令人欣喜的效果。Manufacturing OS生產(chǎn)管理系統(tǒng)的成功不是一蹴而就的,，而是通過不斷探索和創(chuàng)新,，逐步改變制造業(yè)游戲規(guī)則,。