人工智能如今應(yīng)用越來越廣泛。在大多數(shù)情況下，健壯和自適應(yīng)的人工智能可以為人類的專業(yè)知識提供補(bǔ)充，而不是完全取代人類。人工智能在工程設(shè)計和機(jī)器任務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用就是這樣一種情況。

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人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)正在改變?nèi)藗冊O(shè)計機(jī)器和產(chǎn)品的方式，使工業(yè)設(shè)備更加精確和高效，并為工程師提供了優(yōu)化和自動化工作流程的方式。

用人工智能進(jìn)行生成設(shè)計

生成設(shè)計是人工智能在機(jī)器和通用產(chǎn)品設(shè)計中令人興奮的應(yīng)用。在這里，人工智能根據(jù)一組用戶指定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計新產(chǎn)品，或智能地優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)品以增加穩(wěn)定性、耐用性或效率。例如，產(chǎn)品設(shè)計者可以指定在最終設(shè)計中使用的最大原料量或其最小強(qiáng)度公差。然后，這個算法會找到滿足這些條件的多個有效且可行的設(shè)計。

生成式設(shè)計的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，包括設(shè)計汽車車身和發(fā)動機(jī)零件以提高燃油效率，延長使用壽命。由于工作流中包含了生成性設(shè)計，一家公司使用智能設(shè)計來減輕關(guān)鍵部件的重量，同時提高其熱管理性能。

人工智能與循環(huán)經(jīng)濟(jì)

預(yù)計到2025年，全球人工智能市場價值將達(dá)到590億美元。這一增長的一個重要原因是，經(jīng)濟(jì)的重要部分正在以精益和智能為核心從上到下進(jìn)行重新思考和重組。

每個行業(yè)都必須變得更加節(jié)能，減少材料浪費，并且在生產(chǎn)新產(chǎn)品時要更加謹(jǐn)慎和經(jīng)濟(jì)?？蛻粜枰@些東西，全世界也都要求良好的環(huán)境管理。

這是“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的核心，麥肯錫公司將其描述為“增長與有限資源的消耗逐漸脫節(jié)”的一種。他們的研究發(fā)現(xiàn)，在歐洲廣泛采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)原理可以幫助經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇。到2030年，歐洲市值將達(dá)到1.8萬億歐元，約合2萬億美元。

以人工智能為主導(dǎo)的產(chǎn)品和機(jī)器設(shè)計可利用大數(shù)據(jù)，幫助企業(yè)實現(xiàn)重大的財務(wù)和其他收益：

• 大數(shù)據(jù)允許企業(yè)收集他們的人工智能工具所需的洞察力，以便隨著時間的推移進(jìn)行更智能的設(shè)計迭代。
• 將用戶和售后市場數(shù)據(jù)集納入智能產(chǎn)品設(shè)計，有助于使工業(yè)機(jī)器和復(fù)雜的消費級產(chǎn)品更易于用戶使用、更持久或更易于翻新和轉(zhuǎn)售。這意味著更少的電子產(chǎn)品和其他物質(zhì)垃圾在垃圾填埋場出現(xiàn)之前被填埋。
• 工業(yè)設(shè)備和企業(yè)規(guī)劃平臺受益于從供應(yīng)商、客戶和更廣泛的行業(yè)收集的數(shù)據(jù)，以便就如何分配資產(chǎn)、何時以及生產(chǎn)什么來滿足需求做出更多的戰(zhàn)略決策。

具有自我意識的工業(yè)機(jī)器

人工智能使自我監(jiān)控機(jī)器成為現(xiàn)實。工業(yè)生產(chǎn)傳送帶、自動導(dǎo)引車輛、機(jī)械臂和其他工具正在從頭開始重新設(shè)計、數(shù)據(jù)收集和智能內(nèi)置。

關(guān)鍵在于現(xiàn)代傳感器的質(zhì)量和價格可承受性。傳感器是生產(chǎn)設(shè)備和自動車輛收集信息并形成周圍情況的圖像的方式。這對提高工業(yè)設(shè)備和機(jī)器人的安全性以及機(jī)器人的能力具有巨大的意義。

其中最重要的一項工作就是將機(jī)器視覺轉(zhuǎn)化為對零件進(jìn)行質(zhì)量和安全檢測的任務(wù)。

另一個原因是機(jī)器學(xué)習(xí)比人類單獨學(xué)習(xí)能更好地發(fā)現(xiàn)未來失敗的預(yù)測因素。當(dāng)機(jī)器運行時，傳感器數(shù)據(jù)可以隨時發(fā)現(xiàn)并標(biāo)記諸如溫度波動、異常振動和污染物的存在。這就要求在維修項目變成設(shè)備故障或產(chǎn)品缺陷之前開始注意它們。

改進(jìn)的協(xié)作機(jī)器人

除了傳感器驅(qū)動的自我意識制造設(shè)備外，人工智能還有助于使協(xié)作機(jī)器人與人類同行一起變得更安全、更有用。

人工智能的改進(jìn)使得機(jī)器人系統(tǒng)能夠在承擔(dān)大部分物理風(fēng)險的同時，安全地與人類一起執(zhí)行危險任務(wù)。焊接重型部件只是一個例子，預(yù)計到2022年及以后，焊接行業(yè)將出現(xiàn)工作短缺，這使其成為這項技術(shù)的主要目標(biāo)。

在這里部署智能機(jī)器是一種將現(xiàn)有人才轉(zhuǎn)移到更高復(fù)雜度和更高報酬的工作，或者更安全但更精致的工作的方式，同時可能節(jié)省大量成本和材料。

這也適用于配送和制造設(shè)施，這些設(shè)施要求安全、高效地搬運大量材料或在客戶履行中具有高度的準(zhǔn)確性。自動揀單機(jī)和自動堆垛機(jī)的專利設(shè)計競賽也在全速進(jìn)行，并展示了在倉儲和供應(yīng)鏈環(huán)境中的可能性。

智能設(shè)計的基礎(chǔ)設(shè)施

人工智能正在使物理基礎(chǔ)設(shè)施和建造它的機(jī)器在設(shè)計、建造和維護(hù)階段都更能“獨立思考”。荷蘭有一座40多英尺長的橋，該橋是使用機(jī)器智能設(shè)計的，正如設(shè)計師所說，它是通過自動定向3D打印機(jī)器人在“空中打印”的。

人工智能不僅是這座橋梁設(shè)計者，也是這座橋的維護(hù)者。設(shè)計者計劃在橋梁結(jié)構(gòu)中加入傳感器，以主動監(jiān)測橋梁的性能，以及橋梁的物理健康狀況如何和是否波動。

激動人心的時代

對于產(chǎn)品設(shè)計師、土木工程師、機(jī)器人專家、機(jī)械師和企業(yè)戰(zhàn)略家來說，這都是令人興奮的時刻。

人工智能已經(jīng)在改變?nèi)藗儗λ蕾嚨臋C(jī)器的監(jiān)控方式，極大地提高了這些機(jī)器的自我意識和效率，幫助人們找到新產(chǎn)品和新的人才解決方案。