工业 4.0：人工智能和智能技术如何影响制造业

自 18 世纪第一次工业革命爆发以来，制造业一直在努力以最低的速度和成本获得最高的质量和效率。众所周知，这两个目标的结合往往导致严重的剥削，因为人类劳动者被期望在制造过程中首当其冲。

今天，我们正处于工业制造新时代的边缘，这个时代对手工劳动的依赖减少，更多地依赖于高技能工人和复杂的机器、软件和机器人。您可能听说过“第四次工业革命”和“工业 4.0”这些术语，但事实是，它们非常真实，我们正在看到人工智能等智能技术如何真正改变生产实践。

什么是工业 4.0？

在深入探讨尖端技术塑造制造业的方式之前，让我们快速了解一下“工业 4.0”的实际含义。简而言之，该术语指的是智能工厂的增长趋势，制造商依赖越来越智能的机器——配备网络连接、机器学习和人工智能功能。总体思路是，制造等工业流程在生产链和维护方面将变得越来越自主和精简。

工业 4.0 以多项技术突破和因素为基础，这些因素结合起来会产生高效和智能的流程。智能工厂中使用的各种技术包括自动化、机器人技术、传感器和摄像头、连接和人工智能 (AI)，它们可以被视为工业 4.0 的大脑。

学习人工智能

就人工智能而言，它是一个快速发展的领域，其中机器被编程为通过经验学习并相应地适应不同的情况和任务。该技术在自动驾驶汽车或 Apple 的 Siri 等应用中广为人知，由高级算法和自然语言处理驱动。

在制造领域，人工智能提供了几个好处——其中一些已经被利用，还有许多尚未实施。在工厂车间集成机器学习和模式识别技术有助于优化从生产到质量控制、维护等流程链中的多个步骤。

人工智能在制造业中的有益用途

制造过程不仅包括零件和产品的物理创建，还涉及设计、生产准备、过程监控、后处理、质量检查、机器维护、供应链协调等。换句话说，有很多事情要考虑和计划。

可以理解的是，制造公司和服务对智能技术和流程如何简化、自动化以及在许多情况下改进制造链中的每个步骤非常感兴趣。虽然考虑 all 会很详尽 在 AI 可用于改进制造实践的方式中，我们将看看机器学习正在产生并将对该行业产生的一些关键影响。

• 零件设计和构造 AI 通过生成式设计软件在创新产品设计中发挥作用，其中输入某些参数和性能要求（包括材料、负载条件、重量和强度），软件会自动生成最佳设计符合要求的。 AI 驱动的软件不像人类设计师那样受到限制，可以提出全新的创新设计解决方案。

目前，大多数机器人生产和装配系统需要大量的编程和编码来执行任务。然而，在未来，机器人直接解释 CAD 文件并在不需要编程的情况下生产零件将变得越来越普遍。换句话说，人工智能将使机器人和机器能够理解 CAD 模型并确定最有效地制造它的最佳行动方案。

• 质量检验制造设施和工厂必须整合严格的质量检验和检验流程，以确保生产的零件符合客户的要求。在航空航天或医疗保健等行业，质量检查和认证至关重要，而且必须彻底。

如今，检查过程主要由人工目视检查或高度编程的目视检查系统主导——这两种方法都非常耗时、复杂且可能容易出错。然而，人工智能驱动的检测技术可以通过快速有效地检测制造零件中的缺陷或缺陷来促进质量检测。在某些情况下，该过程可以在几秒钟内完成，大大加快了产品上市时间。

• 机器维护此外，人工智能算法在工厂车间的机器和技术维护中找到了重要应用。也就是说，人工智能驱动的软件和传感器正在开发中，可以检测系统或进程何时受到损害。例如，如果 3D 打印系统的行为不同，或者如果一批原材料不符合资质要求，该技术可以通知制造团队。

在机器和流程维护中使用 AI 的总体思路是它具有预测性，这意味着可以及早发现潜在的错误和问题并在它们发生之前解决，从而减少故障部件的数量并提高生产力。

人工智能还使制造商能够收集有关其制造系统的重要信息和数据，从而提高机器使用率并优化产品开发。

• 供应链人工智能不仅会影响工厂车间的制造，还会影响管理任务，例如供应链。人工智能可用于改善供应链管理的方法有很多。例如，该技术可用于规划高效的装运和运输路线，预测库存供需，甚至可以帮助企业选择最适合其需求的供应商。

至关重要的是，人工智能可以通过预测和预测市场变化来优化供应链，同时考虑到位置、经济、消费者模式等因素。智能报价软件，例如 RapidDirect 提供的软件，还可以极大地改进制造过程，使客户能够收到即时准确的报价。