هوش مصنوعی در کارخانه‌ها؛ از رویاپردازی تا واقعیت

ابزارهای هوش مصنوعی صنعتی یا آی‌اِی‌آی در صنعت 4 با هدف بکارگیری هوش مصنوعی در کارخانه‌ها به دو دسته تقسیم می‌شود: ابزارهای مبتنی بر قوانین از پیش تعریف شده و ابزارهای یادگیری ماشین. برخی از ابزارها از ترکیبی از این دو گروه استفاده می‌کنند، مانند یادگیری تقویتی (Reinforcement Learning).  

3 فناوری کلیدی

بطور کلی، سه فناوری یادگیری ماشین، شبکه‌های عصبی و یادگیری عمیق، تکنیک‌های هوش مصنوعی هستند که در صنعت تولید مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از کاربردهای اصلی یادگیری ماشین در تولید، تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده (Predictive Maintenance) است. این مورد از بزرگ‌ترین فناوری‌های رو به رشد یادگیری ماشین در تولید خواهد بود که با استفاده از آن از سال 2020 تا 2025 میلادی، ارزش بازار 38 درصد افزایش خواهد داشت. با توجه به اینکه تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی نشده ممکن است به نتیجه یک کسب‌وکار آسیب برساند، تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌شده کارخانه‌ها را قادر می‌سازد تا تنظیمات و اصلاحات مناسب را پیش از اینکه ماشین‌آلات دچار خرابی‌های پرهزینه شوند، انجام دهند. تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌شده از طریق حسگرهای گسترده اینترنت اشیا می‌تواند اطلاعات حیاتی از شرایط عملکرد و وضعیت یک ماشین را (مانند رطوبت، دما و موارد دیگر) ثبت کند.  

7 کاربرد هوش مصنوعی در کارخانه‌های تولیدی

1. بهبود مدیریت زنجیره تأمین با زنجیره تأمین شناختی (Cognitive Supply Chain)

اگر بخواهیم نمای وسیع‌تری از کارخانه را در نظر بگیریم در این صورت تولید فقط یکی از عناصر آن است. در این زمینه، زنجیره تأمین نیز با فناوری‌های یادگیری ماشین مانند بهینه‌سازی مسیر لجستیک و کنترل موجودی انبار، قابل بهبود است.

2. کنترل موجودی انبار

راهکارهای لجستیکی مبتنی بر هوش مصنوعی به جای تشخیص بارکد، از مدل‌های تشخیص اشیا استفاده می‌کنند. بنابراین، جایگزین اسکن دستی می‌شوند. سیستم بینایی رایانه‌ای می‌تواند کمبود و مازاد موجودی را تشخیص دهد. حتی می‌تواند بطور خودکار برای بهینه‌سازی موجودی اقدام کند. همچنین در صنعت تولید، کنترل کیفیت مهم‌ترین استفاده از هوش مصنوعی است. برای مثال، خروج محصولات معیوب از خط مونتاژ و ارسال آنها به مصرف‌کنندگان پُرهزینه است. اپراتورهای انسانی می‌توانند خطوط مونتاژ را زیر نظر بگیرند و محصولات معیوب را به‌صورت دستی جدا کنند. با این حال برخی از محصولات معیوب همیشه از دید اپراتور انسانی پنهان می‌ماند. این در حالی است که هوش مصنوعی می‌تواند با بازرسی محصولات، به بهبود فرآیند تولید کمک کند. البته ربات‌های صنعتی نیز ممکن است اشتباه کنند، اما اشتباه‌های آنها بسیار کمتر از انسان است.

3. تاثیر کمتر بر محیط زیست

توربین‌های گازی در کارخانه‌های تولیدی حاوی تعداد زیادی حسگر است که یک پردازشگر داده مبتنی بر هوش مصنوعی از آنها تغذیه می‌کند. به این ترتیب، سوپاپ‌های سوخت به‌خوبی تنظیم می‌شود و سطح انتشار گازهای مضر درکمترین زمان کاهش می‌یابد.

4. دریافت حداکثر داده

همه داده‌های مورد نیاز و همچنین داده‌های ناخواسته بطور مداوم جمع‌آوری و وارد پردازشگر داده‌های هوش مصنوعی می‌شود. این در حالی است که تجزیه و تحلیل آنها در گذشته بدون استفاده از هوش مصنوعی بسیار زمان‌بر بود.

5. بهبود ارائه خدمات به مشتریان با کلان داده‌

هوش مصنوعی در لحظه می‌تواند دورنمایی از انواع تجربیات مشتری ارائه کند. این قابلیت به شرکت‌ها امکان می‌دهد با دریافت بازخورد از مشتری، مشکلات خود را حل و تجربه بهتر و شخصی‌سازی‌شده‌ای برای مشتری ایجاد کنند.

6. رباتی‌سازی فرایندهای تولید

بسیاری از کاربردهای هوش مصنوعی در کارخانه‌ها، به جای سخت افزار، شامل استفاده از نرم‌افزار است. با این حال، رباتیک در درجه اول بر روی سخت‌افزار بسیار تخصصی متمرکز است. کاربردهای این فناوری در صنایع تولیدی بسیار متنوع است و پیش‌بینی‌ها حاکی از آن است که ارزش بازار رباتیک صنعتی تا سال 1403 شمسی/ 2024 میلادی به بیش از 80 میلیارد دلار برسد. در بسیاری از کارخانه‌ها، مانند کارخانه فانوک (Fanuc) ژاپن، نسبت ربات به انسان حدود 14:1 است. این نسبت نشان می‌دهد که می‌توان بخش زیادی از یک کارخانه را برای کاهش هزینه تولید محصول، محافظت از کارگران و دستیابی به کارایی بالاتر، به‌صورت خودکار پیش برد.

7. بهبود توانایی انجام درست وظایف در ربات‌ها

رباتیک صنعتی (Industrial robotics) به سخت‌افزار بسیار دقیق و از همه مهم‌تر نرم‌افزار هوش مصنوعی نیاز دارد تا بتواند به ربات برای انجام درست وظایف خود کمک کند. این ماشین‌ها فوق‌العاده تخصصی هستند اما وظیفه آنها تصمیم‌گیری نیست. آنها می‌توانند تحت نظارت نیروهای انسانی کار کنند یا اینکه بدون نظارت باشند. از آنجا که نسبت به انسان اشتباه‌های کمتری انجام می‌دهند، کارایی کلی یک کارخانه با افزایش استفاده از رباتیک تا حد زیادی بهبود می‌یابد. وقتی هوش مصنوعی با رباتیک صنعتی ترکیب می‌شود، می‌توانند کارهایی مانند جابه‌جایی مواد، مونتاژ و حتی بازرسی را به صورت خودکار انجام دهند.  

آینده هوش مصنوعی در تولید

نظرات مختلفی در مورد آینده هوش مصنوعی در کارخانه‌ها وجود دارد که برخی از آنها را گاهی در داستان‌های علمی تخیلی می‌توان مطرح کرد. برخی دیگر اما توسعه فناوری‌هایی را مد نظر قرار داده‌اند که اکنون مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین تحول قابل توجه در این زمینه، افزایش جمع‌آوری داده‌هاست. با افزایش محبوبیت، استفاده و اثربخشی اینترنت اشیا در صنعت، داده‌های بیشتری را می‌توان به دست آورد تا پلتفرم‌های هوش مصنوعی برای بهبود وظایف مختلف در تولید استفاده کنند. با این حال، از آنجا که توسعه برنامه‌های هوش مصنوعی در طول زمان انجام می‌شود، ممکن است شاهد ظهور کارخانه‌هایی کاملاً خودکار و حتی طراحی محصول به‌صورت خودکار و بدون نظارت انسانی باشیم.   منابع: mobidev و nist