Obróbka metali inspirowana gwiazdami

EMO Hannover 2019: Astrofizycy poszukujący optymalizacji frezowania

 

Z powodzeniem wdrożyli oprogramowanie u niemieckiego producenta samochodów, ale teraz chcą także podbić rynek obróbki metali. Mają nadzieję odkryć potencjalne zastosowania we wrześniu w Hanowerze.

Nowe podejście młodych przedsiębiorców z Garching w Bawarii pozwala na ocenę procesów obróbki w czasie rzeczywistym. To wciąż odległa przyszłość, ale użyteczność tej metody została już udowodniona w przemyśle motoryzacyjnym. Aby zredukować kosztowne przeróbki, poszukiwano systemu sztucznej inteligencji, który mógłby być wykorzystany do dokładniejszego montażu drzwi i większej stabilności procesu.

Astrofizycy Theo Steininger i Maksim Greiner szukają nowych aplikacji dla oprogramowanie sztucznej inteligencji, które już sprawdziło się w branży motoryzacyjnej.

Trudności w identyfikacji I końcowego położenia

Zadanie zostało opisane przez dwóch byłych naukowców: "Wyznaczenie najlepszej pozycji do zamontowania drzwi pojazdu jest trudne – ani drzwi, ani nadwozie nie zostały pomalowane w czasie instalacji akcesoriów lub uszczelek. Jak wszystkie te czynniki wpływają na pozycję drzwi poprzez deformację i dodatkowy ciężar. Należy wszystko przewidzieć – dlatego pracownicy muszą zawsze ustawiać drzwi ręcznie po montażu".

Rozwiązaniem opracowanym przez astrofizyków, którzy niedawno założyli firmę Erium GmbH w Garching, jest połączenie inteligencji maszynowej z wiedzą i doświadczeniem ekspertów procesowych. W oparciu o te informacje, oprogramowanie AI może obliczyć idealne pozycje montażowe po zbudowaniu zaledwie kilku pojazdów.

"Szybka nauka maszyn jest dla nas bardzo ważna" – wyjaśnia Theo Steininger. „To odróżnia ją od wysoce elastycznych sieci neuronowych, które wymagają dużej ilości danych". Opracowanie algorytmów, które analizują i przetwarzają w czasie rzeczywistym dane potrzebne do tego procesu wymagają sporego nakładu pracy. "Przed zainstalowaniem rzeczywistego oprogramowania analizujemy problem wraz z ekspertami klienta" – wyjaśnia Steininger. "Wspólnie definiujemy cel optymalizacji i krytyczne etapy procesu".

 

Wiedza ekspercka jako podstawa analizy

Dyskusje ekspertów pozwalają wykluczyć nieistotne parametry, które nie odgrywają lub odgrywają niewielką rolę. W ten sposób tworzona jest jasno określona sieć zależności, krok po kroku, która, według Steiningera, może być wykorzystana do stworzenia szybko działającego algorytmu. "W ten sposób streszczamy fakty, które eksperci w tej dziedzinie przyjmują za pewnik, i wyjaśniają je programowi – takie jak prawo Ohma czy fakt, że prędkość jest pochodną miejsca po czasie", mówi astrofizyk. "Są to nietypowe relacje, które sieć neuronowa musi najpierw nauczyć się z danych." Jednak w przeciwieństwie do takich stosunkowo oczywistych aspektów, są jeszcze inne pytania, które eksperci procesowi muszą najpierw rozważyć. Na przykład, czy drzwi samochodu rzeczywiście zostały zdeformowane przez nowy rodzaj taśmy uszczelniającej, tak jak przewidywali na podstawie doświadczenia. "Zamiast zwykłej metody "Podaj nam wszystkie dane i zobaczmy, co możemy z tym zrobić", stosujemy inne podejście" – mówi Steininger – "Najpierw stawiamy element ludzki, wykorzystując wiedzę eksperta jako podstawę analizy".

Theo Steininger (po lewej) i Maksim Greiner, założyciele Erium GmbH, Garching: Czy większe zużycie wrzeciona wynikające z pracy w pobliżu krawędzi jest opłacalne? "Program sztucznej inteligencji uwzględni również czynniki, takie jak relacje z klientami."
 

Do tej pory metoda ta była stosowana głównie w przemyśle motoryzacyjnym, ale firma z siedzibą w Garching jest teraz również ukierunkowana na procesy obróbki skrawaniem. Do potencjalnych zastosowań należą wrzeciona frezarskie, których zachowanie rotacyjne pogarsza się wraz ze wzrostem zużycia. Wrzeciona zaczynają się wahać w różnym stopniu, w zależności od rodzaju zużycia. Wzbogacony o specjalistyczną wiedzę, algorytm astrofizyczny może teraz zoptymalizować sposób użycia wrzeciona w zależności od stopnia zużycia. Ale Steininger już myśli: "Kwestia, czy wyższe zużycie wrzeciona jest uzasadnione podczas obróbki obszarów brzegowych, ma szczególne znaczenie w komponentach, które muszą być wyprodukowane w bardzo krótkim czasie. Nasz program uwzględnia nie tylko same parametry maszyny, ale także czynniki, takie jak relacje z klientami". W tym celu eksperci z Garching potrzebują dostępu do danych dotyczących produkcji i jakości klientów.

 

EMO Hannover 2019 – źródło szczegółowych informacji

Jednak nie był to jedyny powód, dla którego astrofizyk chciał uzyskać szczegółowe informacje o EMO Hannover 2019. Steininger będzie w Hanowerze na wspólnym stoisku Federalnego Ministerstwa Gospodarki i Energii (BMWi). Zainteresowany jest promocją swojej firmy. Chce też dowiedzieć się więcej o bardzo złożonych i ultraszybkich procesach, z których część jest zbyt szybka, aby mogła być kontrolowana przez człowieka. Szczególnie interesuje go sposób, w jaki postępuje fala digitalizacji, dlatego, że jego program sztucznej inteligencji wymaga takich danych o produkcji i jakości. "Osobiste rozmowy z wystawcami i użytkownikami są dla mnie bardzo cenne" – mówi Steininger.

 

Więcej / more

 

 

 

Autor: Nikolaus Fecht
Źródło: Sylke Becker / VDW German Machine Tool Builders’ Association