Již mnoho let vyvíjí Fraunhofer IPA společně s firmou Trumpf v laboratoři „Flexibilní výroba plechů“ AI-založená řešení pro přímé použití v tamní výrobě. Nyní tým prezentuje v publikaci důležitý výsledek, který automatizovaně optimalizuje parametry strojů pro laserové řezání plechů.
Pro vysokou kvalitu produktu a efektivitu ve výrobě je rozhodující, aby byly parametry výrobních strojů správně nastaveny. To hraje zejména roli v otázce kolísání materiálu nebo speciálních kvalit materiálů. Často se nastavení provádí ještě manuálně. Znalosti jsou tedy vázány na odborníka a jeho individuální odbornost. Manuální úpravy jsou navíc časově náročné, což znamená, že špatně nastavené zařízení často zůstává příliš dlouho neefektivní. Také kvůli složitým výrobním procesům často nejsou všechny relevantní souvislosti patrné. Tyto faktory vedou k nižší kvalitě řezných hran, nízké produktivitě a vysokým výrobním nákladům.
Automatizované parametrizování pomocí transfer learningu
Umělá inteligence (AI) nabízí možnost automatizovaně nastavovat parametry výrobních strojů a tak překonat nevýhody manuálního postupu. V tomto ohledu dosáhl výzkumný tým Fraunhofer IPA a Trumpf zásadního pokroku. Pokud chcete automatizovaně nastavovat parametry strojů, znamenalo to dosud velké úsilí: Bylo nutné provést iterativní proces, který analyzuje výrobu objektu a jeho kvalitu a vzájemně je vztahuje.
Pokud se zde použije AI, nutné iterace se však výrazně zkracují. Díky strojovým optimalizačním algoritmům lze využít existující strojní data prostřednictvím objektivizovaných kvalitativních parametrů a na jejich základě využít transfer learning. Tak lze optimální parametry určit s minimem iterací. „Našemu vyvinutému AI algoritmu se daří optimálně využívat předchozí znalosti z již shromážděných dat. Současně také rychle navrhuje nové konfigurace parametrů, které mohou výrazně zlepšit kvalitu produktu ve srovnání s manuálním nastavením,“ říká Philipp Wagner, vědecký pracovník na Fraunhofer IPA.
Praktická validace ve výrobě plechů
Tým mohl dosažené výsledky přímo validovat ve výrobě Trumpf. Testy probíhaly při laserovém řezání plechů s laserovou plochou strojní. Pomocí metody AI se podařilo automatizovaně zlepšit parametry strojů s minimálním úsilím. Trumpf tak může dále zvyšovat kvalitu svých produktů zejména pro odchylky v kvalitě materiálu a snižovat výrobní náklady pro zákazníky. Navíc se zjednodušuje obsluha strojů. Nejméně také klesá množství odpadu, což také přispívá k cílům udržitelnosti společnosti. A Philipp Leube z Trumpf vysvětluje: „Díky našemu novému produktu může optimalizace probíhat přímo na zákaznické části. To šetří optimalizaci na testovacích dílech, pro které musí být materiál zvlášť vyčleněn nebo dodatečně přidán a následně zlikvidován.“
Další výhodou vyvinutého řešení je, že kvalitu řezných hran lze velmi rychle automatizovaně a objektivně posoudit. Základem pro to je pouze rychlé pořízení snímku a AI-založené vyhodnocení obrázku. Pro vyhodnocení mohou být také zahrnuty kritéria z odpovídající DIN EN ISO 9013.
Další možnosti použití
Vyvinuté řešení není použitelné pouze pro laserové řezání plechů, ale také pro mnoho dalších výrobních procesů s vysokou variabilitou, jako například při vstřikování, automatizované montáži kabelových svazků nebo při výrobě bateriových článků.
Kontakt:
