Sztuczna inteligencja w produkcji spawalniczej. Cz. I

Czym jest uczenie maszynowe

Uczenie maszynowe to gałąź sztucznej inteligencji i informatyki. Koncentruje się na wykorzystaniu danych i algorytmów do naśladowania sposobu, w jaki ludzie uczą się, stopniowo poprawiając dokładność swojego działania. Uczenie maszynowe jest poddziedziną sztucznej inteligencji. Natomiast głębokie uczenie jest poddziedziną uczenia maszynowego, a sieci neuronowe są z kolei poddziedziną głębokiego uczenia, rys. 1 i 2. Głębokie uczenie maszynowe jest znaczącym postępem w zastosowaniu sieci neuronowych w monitorowaniu i sterowaniu procesów projektowych i produkcyjnych. W szczególności „autoenkodery” są zdolne do uczenia się reprezentacji danych wejściowych (kodowań). Składają się z dwóch części: kodera i dekodera, rys. 3. W koderze dane z czujników spawalniczego procesu technologicznego wprowadza się do sieci neuronowej przez warstwę wejściową.

Pierwsza warstwa ukryta jest większa. Liczba jednostek (sztucznych neuronów) jest większa niż w warstwie wejściowej, aby umożliwić bardziej ogólną reprezentację danych wejściowych. Kolejne warstwy konsekwentnie zmniejszają swój rozmiar, aby skompresować informacje w postaci sygnałów z czujników procesu spawalniczego. W najmniejszej warstwie, zwanej wąskim gardłem, dane są kodowane w formacie niskowymiarowej reprezentacji, którą można wykorzystać jako istotne cechy procesu. Kolejne warstwy powiększają się i rekonstruują oryginalne dane wejściowe z funkcji w wąskim gardle. W ten sposób zapewnia się, że maszyna może uczyć się za pomocą własnego przetwarzania danych, a funkcje zawierają kluczowe i niezmienne informacje dotyczące oryginalnych danych w postaci algorytmów sterowania procesem spawalniczym [5, 11-34].

inteligencja
Rys. 3. Architektura sieci neuronowej typu autoenkoder do monitorowania, sterowania i kontroli jakości procesów spawalniczych [18, 19] ; rysunek: Autor

Sztuczna inteligencja w produkcji spawalniczej

Głównymi celami inteligentnych systemów produkcji spawalniczej jest:

  • zapewnienie wysokiej wydajności, jakości i elastyczności produkcji,
  • dokładności przebiegu procesu technologicznego,
  • możliwie najwyższej ekonomiczności.

Systemy te projektuje się w oparciu o automatyzację i/lub robotyzację procesów spawalniczych, elastyczność i wirtualizację. Inteligentne technologie spawalnicze integrują technologie cyfrowe, sieciowe i sztucznej inteligencji (AI) w celu zastąpienia i/lub wzmocnienia ludzkich zdolności sensorycznych. Inteligentny system spawalniczy to nie tylko wprowadzenie inteligencji maszynowej do produkcji spawalniczej, ale cały ekosystem produkcji, obejmujący pracowników produkcji, takich jak projektanci, technolodzy, inspektorzy jakości, spawacze, zgrzewacze czy operatorzy urządzeń spawalniczych (robotów) [2-34].

Inteligentne systemy spawalnicze projektuje się w oparciu o automatyzację procesów spawania, zgrzewania, lutowania, napawania, cięcia itd. W przypadku inteligentnego procesu spawania integruje się technologie cyfrowe, sieciowe i sztucznej inteligencji (AI). Celem jest zastąpienie i/lub wzmocnienie ludzkich zdolności sensorycznych (np. wzrokowych, słuchowych, dotykowych). System ten łączy w sobie wiedzę opartą na doświadczeniu. Np. w przypadku spawania GMA kształt jeziorka spawalniczego, dźwięk łuku, kształt lica spoiny, ocenę tych parametrów i uczenie się wiedzy o doświadczeniu w spawaniu, rozumowanie i podejmowanie decyzji itp. oraz wiedzę na temat optymalizacji procesu spawania.

Czytaj też >> Problemy optymalizacji prosumenckiej mikrosieci OZE dla małych i średnich przedsiębiorstw

Wstępnie zaprogramowane przez operatora roboty spawalnicze stosuje się w przemyśle światowym od dziesięcioleci. Jednak są urządzeniami o bardzo ograniczonej, jeśli w ogóle, inteligencji. Nowoczesne procesy spawalnicze są złożone, o wielu trudnych do sterowania i monitorowania parametrach. Decydują one o możliwie najwyższej jakości złączy, napoin czy ciętych krawędzi. Dlatego też przemysł światowy i ośrodki badawcze dążą do wdrożenia nowej generacji systemów spawalniczych. Mogą inteligentnie dostosowywać się do zmieniających się warunków przebiegu procesów spawalniczych przy zachowaniu wysokiej jakości. Istotą zastosowania w produkcji spawalniczej sztucznej inteligencji jest wykorzystanie inteligentnych technik i/lub inteligencji urządzeń do naśladowania, i/lub zastępowania ludzkiej inteligencji.

Temat będzie kontynuowany w kolejnym numerze czasopisma.

prof. dr hab. inż. Andrzej Klimpel
Wydział Mechaniczny Technologiczny
Politechnika Śląska
inwestycje na robotyzację

Inwestycje w robotyzację wciąż niedostateczne

Do 2025 roku prawie połowa polskich firm planuje wdrożenie nowych technologii. Dużych przedsiębiorców interesuje zwłaszcza inwestycja w robotyzację i mają na to zaplanowane budżety. Mniejsze firmy również skorzystałyby na automatyzacji procesów, ale brakuje im instrumentów w...

Partner kategorii:

Megatrendy w produkcji stali na najbliższe lata

Ostatnie lata to prawdziwa rewolucja w przemyśle. W jakim stanie znajduje się obecnie polskie hutnictwo? Jakie są perspektywy produkcji stali? Na te pytania odpowiada dr hab. inż. Bożena Gajdzik, prof. Politechniki Śląskiej.

polska-branza-elementow-zlacznych

Polska branża elementów złącznych. Wyzwania w 2024 roku

Wraz z dynamicznym rozwojem technologii i ewolucją wymagań rynkowych, branża przemysłowa, zwłaszcza segment elementów złącznych, stoi przed szeregiem wyzwań. Polska, będąca jednym z kluczowych graczy na rynku europejskim  w dziedzinie produkc...

STAL_1-2_24_Zbigniew_Brytan_DRUK_3D_WIZJA_PROJEKTU_SYNAM_iStock-1778608288
Partner kategorii:

Rozwój materiałów i procesów w druku 3D: wizja projektu SynAM pod kierownictwem Politechniki Śląskiej

Z artykułu dowiesz się: jakie możliwości daje technologia wytwarzania addytywnego;jakie problemy pozostają do rozwiązania w związku z rozwojem tej dziedziny;na czym polega projekt SynAM.

telematyka-w-transporcie-korzysta-z-niej-4-na-10-polskich-firm

4 na 10 polskich firm korzysta z telematyki w transporcie

Według międzynarodowej organizacji, zajmującej się bezpieczeństwem dostaw w branży zaawansowanych technologii, w pierwszym półroczu 2023 roku odnotowano w 67 krajach w rejonie EMEA blisko 50 tys. przestępstw dokonanych na przewożony towar. W Europie najwięcej takich sytuacji m...

Partner kategorii:

Mazak Emo Encore – wyjątkowe dni otwarte w Pradze

W dniach 31 stycznia – 1 lutego w Pradze odbyły się dni otwarte Mazak Emo Encore. Goście mieli okazję nie tylko wysłuchać prelekcji poświęconych najważniejszym technologicznym dokonaniom firmy, ale także zobaczyć na żywo działan...

Wybrane maszyny i urządzenia stosowane w procesach gięcia

W niniejszym artykule dokonano przeglądu maszyn i urządzeń wykorzystywanych w procesach gięcia rur, profili, drutu oraz sprężyn. Przedstawiono charakterystykę giętarek wybranych producentów dostępnych na rynku polskim. Urządzenia podzielono na: giętarki trzpieniowe, giętarki b...

Metody łamania wiórów w obróbce skrawaniem cz. I

Z artykułu dowiesz się: jak klasyfikowane są wióry;jak powinien wyglądać cykl łamania wiórów;co wpływa na sposób łamania. Jednym z najczęściej stosowanych sposobów wytwarz...

metawersum w fabryce przemysłowej

Inteligentne fabryki kluczowym trendem dla ponad 80 proc. przedstawicieli sektora przemysłowego

Zastosowanie nowoczesnych technologii cyfrowych pozwala obniżyć koszty produkcji nawet o jedną trzecią! Po latach funkcjonowania w niestabilnej rzeczywistości geopolitycznej i gospodarczej, przedstawiciele sektora przemysłowego z...

dach-hali-stalowej-rodzaje-wady-i-zalety-zastosowania-fot-2

Konstrukcja dachu hali stalowej

Dach w każdym budynku, niezależnie od jego rozmiarów jest niebywale istotnym elementem, który wraz ze ścianami tworzy wygrodzenie kubatury wewnętrznej obiektu chroniąc ją przed zewnętrznymi zjawiskami atmosferycznymi. Dach, jak...

seminarium obróbki laserowej

Analiza możliwości cięcia laserowego 3D za pomocą lasera gazowego CO2

Z artykułu dowiesz się: czym jest obróbka 3D i cięcie 3D;jakie elementy wpływają na innowacyjność procesu cięcia;o badaniach nad wykorzystaniem laserów gazowych CO2. Czy m...

Partner kategorii:

Kontrola głębokości wtopienia w czasie rzeczywistym w procesie spawania laserowego z wykorzystaniem interferometrycznego pomiaru odległości − cz. II

Z artykułu dowiesz się: jak były wykonywane badania poprawności pomiaru głębokości wtopienia laserowego;z jakich urządzeń skorzystano podczas pomiarów;jakie uzyskano wyniki pomiarowe.

jednodniowa-konferencja-axon-media-z-obszaru-ur-w-legnicy
Partner kategorii:

Spotkanie branżowe z obszaru UR w Polsce – Konferencja Techniczna w Legnicy

Już 5 marca 2024 roku w legnickim hotelu Qubus odbędzie się wydarzenie skierowane do przedstawicieli działów UR - „Niezawodność i Utrzymanie Ruchu w zakładach produkcyjnych”. To dobra okazja, by zapoznać się z nowinkami z branży, wysłuchać specjalistów i podnieść kompetencje, ...

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 ...

czyszczenie laserowe
Partner kategorii:

Bezpieczeństwo pracy z laserami czyszczącymi

Na czym polega technologia czyszczenia laserowego i jakie są jej zalety? Co wyróżnia lasery czyszczące spośród innych technologii? Uniwersalność procesu czyszczenia laserowego sprawia, że może być z powodzeniem stosowan...

sektor-nieruchomosci-handlowych-a-biura-parki-handlowe-atrakcyjniejsze

Parki handlowe atrakcyjniejszymi aktywami niż biurowce

Parki handlowe i obiekty typu convenience umocniły w minionym roku swoją pozycję na rynku transakcji inwestycyjnych w Polsce. W 2024 roku sektor nieruchomości handlowych nadal będzie przyciągał inwestorów tego typu aktywami, które uważane są za jedną z najbezpieczniejszych opc...

Relacje

Katalog produktów

Sklep

STAL Metale & Nowe Technologie 11-12/23

STAL Metale & Nowe Technologie 11-12/23

Zamów
Nowoczesne Hale 1/2024

Nowoczesne Hale 1/2024

Zamów
Utrzymanie Ruchu 1/2023

Utrzymanie Ruchu 1/2023

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.