Die Zukunft der künstlichen Intelligenz für Smart Prototyping

Gepostet am 26. November 2019, | Von WayKen

Seit der Entwicklung der ersten Computer ist die IT erfolgreich in alle Branchen eingedrungen und hat einen beachtlichen, wenn nicht sogar dominierenden Teil der Funktionen eingenommen. Dieser Anteil wächst mit jedem Jahr, da sich elektronische Steuerungssysteme und Verwaltungssoftware weiterentwickeln. Smart Prototyping ist einer der vielen Bereiche, in denen die IT die Effizienz steigern und die Kosten aller Prozesse senken kann. Eine der möglichen Lösungen dafür ist der Einsatz künstlicher Intelligenz für Fertigungszwecke.

Künstliche Intelligenz für Prototyping heute

Einige Teile der KI werden bereits heute für die Prototypenfertigung verwendet. Sie sind nicht die Frontline-Technologien, da die Verwendung bestimmter KI-Software und -Hardware wirtschaftlich rentabel und narrensicher sein muss. Es wurden jedoch gewisse Fortschritte erzielt. Beispielsweise werden Transportroboter von Herstellern in großem Umfang eingesetzt. Sie sind sehr flexibel, sie können ein großes Gewicht heben, während sie ziemlich klein sind, und sie können mit einem menschlichen Arbeiter zusammenarbeiten, was bedeutet, dass sie absolut sicher sind. Solche Roboter verlassen sich stark auf maschinelles Sehen, um zu bestimmen, wo sie das bewegte Objekt berühren können und wo sie es ablegen müssen. Darüber hinaus sind einige Fertigungssysteme mit KI-Selbstanpassungssystemen ausgestattet. Eine Werkzeugmaschine kann die Oberflächenbeschaffenheit des Teils messen, während sie es bearbeitet. Wenn eine Anpassung der Schnittparameter erforderlich ist, führt dies die Werkzeugmaschine automatisch durch.

Diese Beispiele sind nur die Spitze des Eisbergs, wie KI das Prototyping in Zukunft verbessern kann.

Wie KI die Effizienz des Prototyping steigern wird

Maschinen können Menschen bereits bei verschiedenen Arten von Hilfsarbeiten, Berechnungen und Systemüberwachung ersetzen, aber was sich heute zwischen einer menschlichen Arbeit und einer Maschinenarbeit unterscheidet, ist die Entscheidungsfindung. Maschinen haben mehr Kraft und Stärke, aber Menschen treffen alle Entscheidungen. Mit der Entwicklung der KI beginnen Maschinen, ihre eigenen Entscheidungen zu treffen. Wie man ein Teil auswählt, wie man es bewegt, um mit nichts zu kollidieren, und wie man das Objekt richtig platziert … Das ist der einfachste Schritt. Dann, wie man den Teilefluss in einer Prototyping-Werkstatt organisiert, um alle Fristen einzuhalten, wie man die optimalen Parameter für die CNC-Prototypenbearbeitung auswählt, wie man das beste Material für die CNC-Bearbeitung auswählt, und so weiter und so weiter … Das Potenzial hier ist enorm und hängt nur von den Fähigkeiten der KI ab.

Die jüngsten technologischen Entwicklungen lassen uns die potenziellen Fortschritte in der nahen Zukunft erkennen. Sehen wir uns die Einsatzmöglichkeiten von KI für Smart Prototyping an.

Machine Vision für herausragende Präzision

Die moderne Industrie wird kleiner und ich meine nicht die Produktionsmengen. Hardware-Schaltkreise, Mikrochips und folglich ihre Gehäuse und Geräte im Allgemeinen werden immer kleiner. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Präzision. Einige Branchen haben bereits einen Punkt erreicht, an dem die erforderliche Präzision und die Fertigungsgeschwindigkeit die menschlichen Fähigkeiten übersteigen. So nahmen programmierte Roboter ihren Platz an den Produktionslinien ein und Menschen zogen in den Prototyping-Bereich, wo die Fertigungsgeschwindigkeit langsamer ist, aber Flexibilität wichtiger ist. Allerdings werden die Größen immer kleiner. Wenn Menschen mit den mikroskopischen Baugruppen nicht mehr zurechtkommen, werden hochpräzise KI-Roboter sie ersetzen. Solche Roboter sind aufgrund der maschinellen Bildverarbeitung viel flexibler als ihre Gegenstücke aus der Massenproduktion.

Wirklich flexible Prozesse

Die Entscheidungsfindung ist ein unverzichtbares Merkmal für die Prozessplanung. Im Moment sind die Intelligenzfähigkeiten der Software ziemlich begrenzt. Es kann komplexe Produktionsketten mit mehreren unterschiedlichen Setups berechnen, wie es in der Prototypenindustrie immer der Fall ist, und den Gesamtzeitplan aller Projekte in der Werkstatt abschätzen. Der Techniker generiert jedoch die Route, die das Teil in Abhängigkeit von den erforderlichen Operationen nimmt. Er ist derjenige, der den Betrieb der Ausrüstung ernennt. Er macht das aus Erfahrung, der Prozess allein mag effizient sein, aber wenn wir das Ganze betrachten, können die vielen verschiedenen Einzelmuster, Kleinserien und Mustermodelle in einer Werkstatt zusammenfallen und Engpässe verursachen, so dass eine Ausrüstungseinheit geladen wird um 200 %, während andere untätig bleiben.

Der nächste Schritt für Prozessplanungssoftware mit KI besteht darin, ihr die volle Freiheit zu geben, Prozesse, Abläufe und sogar das Layout der Maschinenhalle zu gestalten. KI-Software kann Tausende von Kombinationen in einer Sekunde berechnen und eine bessere Lösung generieren.

Sicherere Arbeitsbereiche für gefährliche Arbeiten

Die Herstellung ist oft gefährlich. Deshalb haben wir Standards:für Belüftung, Licht, Kontakt mit Chemikalien, persönlichen Schutz usw. Heutzutage ist das notwendig, weil Menschen alle gefährlichen Arbeiten erledigen. Wieso den? Solche Jobs erfordern Entscheidungsfindung oder Flexibilität. Nur die beiden Dinge, die die KI den Robotern liefern soll. Alle Arbeitsschutzvorschriften führen zu vielen zusätzlichen Kosten für Prototyping-Unternehmen. Und das wiederum verteuert die Produkte. Bedenken Sie nun, dass Sie Arbeitnehmer haben, die diese Regeln und Vorschriften nicht benötigen. Je nachdem, worauf Sie dann montieren, können die Roboter unter unzumutbar giftigen Bedingungen, hohen Temperaturen, unter Wasser, in der Dunkelheit und bei Frost arbeiten. Und es wird ihnen gut gehen!

Mobile Bereitstellung kann Prototyping-Shops revolutionieren

KI kann zu allen Werkzeugmaschinen, Laderobotern und Steuerungsmaschinen hinzugefügt werden, damit sie synchronisiert werden und als eine einzige, einheitliche Kreatur agieren. Wohin wird das führen?

Moderne Automontagelinien bestehen aus einer starren Struktur, wo sich das Werkstück entlang spezifischer Arbeitsplätze bewegt, wo eine einzelne Operation durchgeführt wird. Dies ist perfekt für die Massenproduktion, aber das System ist extrem unflexibel.

KI kann das Anlagenlayout und Produktionslinien, wie wir sie kennen, revolutionieren. Mehrere verbundene mobile Einheiten können sich so kombinieren, dass sie beliebige Teile bearbeiten können. Die zentrale Steuerung entscheidet, welche Geräteeinheit benötigt wird und stellt sie zusammen. Betrachten Sie es als Roboterkollaboration und nicht als Fertigungslinie. Die KI-Entscheidungsfindung in Kombination mit dem mobilen Einsatz von Robotern kann jeden Tag oder sogar für jedes einzelne Teil ein neues Maschinenhallenlayout erstellen, und es dauert genauso lange, wie einige Leute um den Ort zu bewegen.