Sztuczna inteligencja w produkcji spawalniczej. Cz. I

Artykuł opisuje podstawy zastosowania sztucznej inteligencji. Wykorzystuje ona nowoczesne systemy komputerowe do budowy cyfrowych bliźniaków, uczenie maszynowe, głębokie uczenie wraz z architekturą głębokich sieci neuronowych, w celu zwiększenia wydajności, ekonomiczności i jakości produkcji spawalniczej.

Sztuczna inteligencja (AI – artificial intelligence) wykorzystuje systemy komputerowe oraz urządzenia (automaty, roboty) do naśladowania zdolności ludzkiego umysłu do rozwiązywania problemów i podejmowania decyzji. Bardziej techniczne pojęcie sztucznej inteligencji obejmuje dziedzinę wiedzy, w której wykorzystuje się sieci neuronowe, modelowanie działań inteligentnych struktury cyfrowego bliźniaka (digital twins framework), uczenia maszynowego (machine learning) oraz głębokiego uczenia (deep learning). W efekcie możliwe jest prowadzenie eksperymentów wirtualnych różnorodnych złożonych konstrukcji, procesów produkcyjnych i technologii oraz monitorowanie w czasie rzeczywistym tych procesów, zapewniając rozwój inteligentnej produkcji przemysłowej [1-7].

Cyfrowy bliźniak to cyfrowa replika fizycznej konstrukcji czy procesu technologicznego, który nie tylko posiada te same elementy, ale również taką samą dynamikę zmian jak jego fizyczny odpowiednik. Zawiera wszystkie niezbędne informacje pozwalające scharakteryzować fizyczne cechy konstrukcji czy systemu produkcyjnego. Cyfrowe bliźniaki są w stanie samoaktualizować się w sposób ciągły, w całym cyklu pracy i zapewniać kompleksowe monitorowanie i digitalizację jednostek fizycznych (konstrukcji) i ich reprezentacji w świecie symulacji wirtualnej [2, 5-7]. Cyfrowy bliźniak stanowiska i/lub procesu spawalniczego umożliwia również prowadzenie eksperymentów projektowych lub technologicznych, w zakresie niekonwencjonalnych rozwiązań. Są one poza możliwościami prac eksperymentalnych, bez żadnego ryzyka ekonomicznego, a jednocześnie pozwala na kreowanie innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych.

STAL_2-4_23_Andrzej_Klimpel_SZTUCZNA_INTELIGENCJA_W_PRODUKCJI_SPAWALNICZEJ_RYS_1
Rys. 1. Zależność sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego i głębokiego uczenia [18] ; rysunek: Autor

Sztuczna inteligencja i jej zalety w spawalnictwie

Główną zaletą zastosowania sztucznej inteligencji w spawalniczych procesach produkcyjnych jest zdolność do automatycznego dostarczania kompleksowych informacji o wydajności i jakości urządzeń lub produktu, bez udziału pracowników. Co więcej, wykorzystując dzisiejsze możliwości obliczeniowe komputerów dużej mocy, można dokonać szybkiej analizy danych dostarczanych przez fizycznego bliźniaka. Używa się do tego zaawansowanych algorytmów uczenia maszynowego i głębokiego uczenia i przekształcać je w praktyczne spostrzeżenia/oceny czy sygnały sterujące. W porównaniu do fizycznych procesów projektowych, konstrukcyjnych, produkcyjnych i technologicznych, jak np. budowa urządzenia spawalniczego czy opracowanie warunków technologicznych procesów spawalniczych, koszt budowy ich bliźniaków cyfrowych jest znacznie niższy.

Jest to szczególnie ważne na etapach projektowania i prototypowania oraz eksperymentów technologicznych (np. badania spawalności, badania wpływu parametrów na jakość złączy itp.) wymagających dokonania wielu kosztownych prób i modyfikacji. Stąd też proces cyfrowego bliźniakowania rzeczywistej – fizycznej konstrukcji czy technologii spawalniczej, jest doskonałą platformą do przeprowadzenia wirtualnych eksperymentów optymalizacji i walidacji.

STAL_2-4_23_Andrzej_Klimpel_SZTUCZNA_INTELIGENCJA_W_PRODUKCJI_SPAWALNICZEJ_RYS_2
Rys. 2. Architektura sieci neuronowej głębokiego uczenia, będącego podobszarem uczenia maszynowego. Termin „głębokie” w algorytmie głębokiego uczenia odnosi się do sieci neuronowej zawierającej więcej niż trzy warstwy [18] ; rysunek: Autor

Robo Challenge: zaprogramuj robota!

Tegoroczna, czwarta już edycja Robo Challenge odbędzie się dniach 9 oraz 10 października 2024 r. we Wrocławiu. Wydarzenie to wielowymiarowa przestrzeń wymiany doświadczeń i kontaktów z zakresu automatyki i robotyki przemysłowej. ...

Partner kategorii:

Ekologiczna stal pozyskiwana z odpadów!

O ekologicznej produkcji stali mówi się w ostatnim czasie coraz więcej. Zazwyczaj odnosi się ona do kwestii emisji gazów cieplarnianych, uwalnianych podczas produkcji. Tym razem doniesienia naukowców mówią o samych materiałach, wykorzystywanych podczas wytwarzania stali.

nitonakretki-i-nitotrzpienie-zalety-uzycia-w-montazu

Zalety użycia nitonakrętek i nitotrzpieni w montażu

Nitonakrętki i nitotrzpienie to elementy złączne, które służą do trwałego lub półtrwałego łączenia różnych materiałów. Dowiedz się, jakie konkretnie zastosowanie mają nitonakrętki i nitotrzpienie w montażu i dlaczego warto wykorzyst...

Partner kategorii:

Politechnika Krakowska ma nowe laboratorium

25 kwietnia na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej odbyło się uroczyste otwarcie Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych. Politechnika Krakowska zyskała nowoczesne laboratorium, które umożliwia bard...

program-wydarzen-targow-modernlog-2024-fot-1

Targi Modernlog 2024 – poznaj program wydarzeń!

Tegoroczne wydarzenie z udziałem liderów i ekspertów branży logistycznej to zapowiedź nadchodzących innowacji. Spotkania z kluczowymi przedstawicielami rynku, strefy tematyczne, panele dyskusyjne oraz pokazy pracy maszyn na żywo. Zobacz, co przygotowaliśmy dla naszych gości!  ...

Partner kategorii:

Co trzeci przetwórca tworzyw sztucznych inwestuje w park maszyn i urządzeń

Polskie przedsiębiorstwa przetwarzające tworzywa sztuczne zwiększyły swoją zdolność do konkurowania. Świadczy o tym wzrost sub-indeksu MiU dla tej branży o 6,15 pkt. Jest to efekt m.in. zwiększenia nakładów na modernizację parku maszyn i urządzeń (MiU) oraz automatyzację pro...

STAL_5-6_24_obrobka_rozmowa_ze_Zbigniewem_Parterem_iStock-875273138

Przyszłość obróbki plastycznej metali w Polsce

Przemysł metalurgiczny stoi dziś przed niejednym wyzwaniem. O radzeniu sobie z nimi opowiada rektor Politechniki Lubelskiej prof. dr hab. inż. Zbigniew Pater, specjalista w zakresie obróbki plastycznej metali. Joanna Miśk...

Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem – cz. II

Z artykułu dowiesz się: jakie są sposoby łamania wiórów;od czego zależy wybór metody łamania;jakie są wady i zalety poszczególnych metod. Dobór odpowiedniej metody łamania...

Polska strategia cyfryzacji: czy przemysł skorzysta z 5G?

Polska potrzebuje nowej strategii cyfryzacji, w której zawarty zostanie plan rozwoju infrastruktury technologii informacyjno-komunikacyjnych (ICT). Powinien on zostać dostosowany do możliwości i potrzeb krajowych - ocenili eksperci podczas XVI Europejskiego Kongresu Gospodar...

dekarbonizacja-procesow-budowlanych-projekt-ios-pib-i-osbn-fot-1

Niskoemisyjna i naturalna przyszłość branży budowlanej

Ograniczanie emisji CO2 w branży budowlanej staje się koniecznością – wymaga tego osiągnięcie neutralności klimatycznej w 2050 r. Nie uda się to bez upowszechnienia w budownictwie naturalnych materiałów i technologii oraz zasad Gospodarki Obiegu Zamkniętego (GOZ), czyli ponown...

STAL_5-6_24_KOMPAKTOWA_STACJA_DO_SPAWANIA_LASEROWEGO_FOT_4

TruLaser Station 7000. Kompaktowa stacja do spawania laserowego 3D

Firma TRUMPF jest znanym i cenionym na świecie producentem maszyn do obróbki blach (m.in.: wykrawanie, gięcie, jak również cięcie i spawanie laserowe), różnego typu rezonatorów laserowych do obróbki materiałów oraz zaawansowanej elektroniki. Bazując na rozwijanej przez dekad...

STAL_5-6_24_Karol_Frydrych_SPD_POPRAWA_WLASCIWOSCI_MECHANICZNYCH_MATERIALOW_iStock-1757332858
Partner kategorii:

O spajalności stali bainitycznych: nanostrukturalne stale bainityczne

Z artykułu dowiesz się: czym są stale nanobainityczne;jakie są ich zalety oraz ograniczenia;gdzie można je wykorzystać. Ze względu na doskonałą kombinację właściwości wytr...

MFiPR: Powstanie Społeczny Fundusz Klimatyczny z budżetem 50 mld zł na inwestycje w energetykę

Nowelizacja ustawy o zasadach prowadzenia polityki rozwoju, przyjęta przez Sejm 15 maja br., po wejściu w życie, da podstawy do wdrażania Społecznego Funduszu Klimatycznego. W jego ramach dostępnych będzie aż 50 mld zł na inwestycje w energetykę. Kto będzie mógł ubiegać się ...

logo-na-elewacji-zmora-kierownika-budowy-i-gw-fot-3

Logo na elewacji – zmora Kierownika Budowy i GW

W branży budowlanej, zwłaszcza w przypadku budynków przemysłowych, takich jak hale i obiekty wielkopowierzchniowe oznakowania są tak samo istotne jak pozostałe elementy wyposażenia. Jednak, gdy nadchodzi moment umieszczenia logo na ...

STAL_5-6_24_Wojciech_Kowalski_APERIODYCZNE_STRUKTURY_W_STOPACH_METALI_iStock-1480039441
Partner kategorii:

Kwazikryształy – aperiodyczne struktury w stopach metali

Z artykułu dowiesz się: czym są kwazikryształy;jakimi cechami się charakteryzują;gdzie mogą znaleźć zastosowanie. 5 października 2011 roku izraelski badacz Dan Shechtman o...

zainteresowanie-wynajeciem-magazynow-sbu-w-warszawie

W kolejce po miejskie magazyny

Stolica jest świetnym miejscem na lokowanie obiektów typu small business units (SBU). I chociaż od wielu lat – małe, dające się elastycznie łączyć powierzchnie magazynowe są trendem, o którym się dużo mówi, to w Warszawie na atrakcyjną powierzchnię typu SBU trzeba czekać nawet...

Relacje

Katalog produktów

Sklep

STAL Metale & Nowe Technologie 1-2/24

STAL Metale & Nowe Technologie 1-2/24

Zamów
Nowoczesne Hale 1/2024

Nowoczesne Hale 1/2024

Zamów
Utrzymanie Ruchu 1/2024

Utrzymanie Ruchu 1/2024

Zamów
Fastener 1/2023

Fastener 1/2023

Zamów
Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Metody diagnostyki maszyn i urządzeń w predykcyjnym utrzymaniu ruchu

Zamów
Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Rozwiązania energooszczędne wykorzystywane w budownictwie wielkopowierzchniowym (e-book)

Zamów
Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Gwinty - rodzaje, wymiary, podstawowe obliczenia

Zamów
Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Koła zębate – projektowanie, wytwarzanie, pomiary, eksploatacja

Zamów
Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Inżynieria doskonałości w procesach biznesowych. Przewodnik po teorii i dobrych praktykach

Zamów
Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Metrologia. Wybrane zagadnienia (e-book)

Zamów
Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Przewodnik po technologiach przemysłu 4.0

Zamów
Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Vademecum projektanta. Budownictwo halowe (e-book)

Zamów
Poznaj nasze serwisy

Nasze strony wykorzystują pliki cookies. Korzystanie z naszych stron internetowych bez zmiany ustawień przeglądarki dotyczących plików cookies oznacza, że zgadzacie się Państwo na umieszczenie ich w Państwa urządzeniu końcowym. Więcej szczegółów w Polityce prywatności.