Distribuerad AI inom skärande bearbetning

aug 29, 2022 | Verktyg

Från den mordiska superdatorn Hal i 2001: A Space Odyssey till Skynet i Terminator – artificiell intelligens (AI) har inte det bästa ryktet i populärkulturen. Men inom industrin däremot, har man på bred front börjat använda AI och maskininlärning som ett sätt att optimera processerna. Här beskriver Nevzat Ertan, Global Manager för Digital Machining Architecture hos Sandvik Coromant, framtiden för AI och distribuerad artificiell intelligens (DAI) inom skärande bearbetning.

Vad är distribuerad AI?

DAI, distribuerad artificiell intelligens, är ett sätt att använda AI i flera noder i en anläggning, där varje nod är oberoende av de andra. Med en nod menas en plats där beräkningar utförs, som i en starkt förenklad analogi kan jämföras neuronerna i den mänskliga hjärnan. På ungefär samma sätt som i konventionell AI, använder DAI maskininlärningsalgoritmer och annan teknik för att fatta automatiserade beslut.

Men till skillnad från i konventionell AI (som också kan kallas för ”centraliserad AI”) – kan DAI-systemets olika noder, ibland kallade agenter, samarbeta med varandra så att kunskaper och förmågor från flera intelligenta noder kombineras för att nå ett gemensamt mål. Vid behov kan de också arbeta fristående, för att nå separata mål. Övergången till den här modellen kallar man ibland för ”AI-fusionen”.

Därför är AI-fusionen nödvändig

Allmänt betraktas AI fortfarande som en ny teknik inom industrin. Men sättet att använda AI inom industrin är redan föråldrat. Centraliserad AI, där data skickas till en central källa, är den vanligaste typen av AI i industriella miljöer. Men det finns stora begränsningar med tekniken.

Den största nackdelen med centraliserad AI är att man i så hög grad förlitar sig på datacenter och centrala arkitekturer. För att bearbeta data effektivt måste den centraliserade AI-tekniken samla in data på nodnivå och sedan skicka iväg informationen för bearbetning och analys. I industriella miljöer med många avancerade maskiner kan de genererade datavolymerna bli enorma.

Med en distribuerad modell ändras det här förhållandet fullständigt, eftersom algoritmerna transporteras till informationen i stället för tvärtom. I en decentraliserad miljö placerar man algoritmerna där informationen finns, oavsett om informationen samlas in ”i utkanten” (vid enskilda enheter) eller på en plattform. En stor fördel med den distribuerade modellen är minskat bandbreddsbehov, eftersom informationen inte måste skickas från maskinerna, till datacentret och sedan tillbaka igen.

DAI i praktiken

I industriella miljöer ger DAI ett sätt att automatiskt samla in stora datavolymer i varje process – men den viktigaste fördelen är möjligheten att utföra automatiserade åtgärder. Beroende på i vilken nod DAI-tekniken är placerad, kan sådana åtgärder vara baserade på olika delmål i processen. Exempel på mål är att minska avfallet eller energiförbrukningen, eller att bidra till anläggningens övergripande mål.

DAI används i samverkan med den väldigt omtalade edge computing-tekniken. Edge computing innebär att insamling, bearbetning och analys av data utförs i realtid på en separat enhet i processens utkant – the edge.

I likhet med DAI är edge computing en distribuerad teknik, vilket möjliggör optimering på maskinnivå i stället för att informationen måste skickas till ett centralt datalager. Edge computing bearbetar data, DAI agerar på data.

Inlärningsagenter

I ett DAI-system kommer olika noder ofta agera oberoende av varandra, utspridda på olika platser platser i anläggningen. I en miljö för skärande bearbetning kan noderna vara distribuerade till exempel vid skärverktyget eller i en svarvapplikation.

Eftersom data genereras och samlas in i utkanten av en processen och kan den vara mer specifik och detaljrik än om det hade gjorts i ett centraliserad system. I exemplet med en skärverktygsnod ger edge-tekniken datainsamling i själva processen, där skärförloppet sker. Temperatur, noggrannhet, verktygsutböjning och andra faktorer är exempel på data som kan samlas in.

När informationen samlas in och bearbetas i utkanten av processen genereras insikter snabbare än om informationen hade skickats till ett centralt lager. Dessutom kan bredbandskostnaderna minska eftersom endast den viktigaste informationen skickas till molnet.

Vid skärande bearbetning kan edge-baserad dataanalys ge, till exempel, en direkt upplysning om indaktioner att nästa ingrepp kommer bli fel. Kombineras denna edge-funktion med AI kan systemet avbryta bearbetningen automatiskt. Talar man i programvarutermer kan en nod av den här typen kallas för en ”reaktiv agent”, dvs. en agent som reagerar på omgivande data. Eftersom alla noderna i DAI-systemet arbetar parallellt kan informationen delas med de andra noderna i anläggningen.

Beroende på om dessa är reaktiva, deliberativa eller hybridvarianter kan de använda informationen på olika sätt. Deliberativa agenter har förmåga att samla in data från omvärlden och skapa åtgärder för att uppnå sina mål, medan hybridagenter har både reaktiva och deliberativa förmågor. I en perfekt värld är de flesta noder hybrida.

Varför distribuerat?

I industriella miljöer är argumenten för DAI uppenbara. Syftet med DAI är att lösa den konventionella AI-teknikens utmaningar med resonemang, planering och uppfattning, i synnerhet vid hantering av väldigt stora datamängder.

Industriella miljöer innehåller ofta många processer, som alla påverkar anläggningens övergripande produktivitet, kvalitet och produktion. Att använda edge computing för att analysera processerna, och AI för att optimera dem automatiskt är den självklara vägen att gå.

Trots sitt dåliga rykte i populärkulturen har industriell AI inga som helst likheter med de illasinnade robotar som porträtteras på filmduken. Tvärtom ger DAI möjligheter att skapa ett helgjutet, väl fungerande team som har mycket snabbare bearbetningsförmåga än sina mänskliga föregångare.

CPT lanserar nya sintrade skär för gängsvarvning
Type-K från CPT är en ny serie av precisionssintrade skär för gängsvarvning som är utrustade med spånbrytare för högsta prestanda i en mängd olika material. De finns...
Organisationsförändringar hos Iscar
Iscar Sverige AB är ett av 40-talet dotterbolag i den internationella koncernen IMC som är ett av de världsledande företagen inom utveckling, tillverkning och...
Öka mångsidigheten och sänk kostnaderna med snabbväxlingssystemet för fräshuvuden Seco X-Head
För att ge tillverkarna mångsidighet och mervärde har Seco lanserat sitt nya snabbväxlingssystem för fräshuvuden X-Head. Med systemet kan användarna snabbt och enkelt...
Avstickssystem som förenar ekonomi och miljötänk
Avsticksskäret WhizTwin från Svenska WhizCut har dubbla skäreggar framtill för minskat spill av material, reducerad energiåtgång och lägre tillverkningskostnader. Text...
Edeco och Triag talar gärna om tid och rum
Uppspänningsteknikens betydelse för industriprocessens effektivitet är något som verktygsspecialisten Edeco Tool gärna trycker lite extra på. Man samarbetar därför med...
Succé för effektiva flöden med smart hålbearbetning
De är världsledande på kopplingar för högtryckshydraulik upp till 4000 bar. Med bearbetning av 2700 olika komponenter är ställtiden den stora utmaningen för CEJN – och...
Optimerad bearbetning gör alla till vinnare
Med den japanska giganten Kyocera i ryggen har svenska Kyocera Unimerco Tooling AB i Jönköping målet klart. I partnerskap med kunden och med rätt verktygsval vill man...
Sandvik Coromant står värd för Tech Days 2022
Sandvik Coromant, nylanserar Tech Days, ett tre dagar långt event där världens ledande tillverkningsföretag går ihop för att dela med sig av sina erfarenheter och idéer...
WhizTwin, utmärkt för både långa och korta serier
Zeb Allanson, skärtekniker på WhizCut, har tillsammans med WhizCuts grundare Erik Schmidt utvecklat avstickskonceptet WhizTwin. Han lyfter fram att det dubbeleggade...
Hållbar skärande bearbetning: för människorna, planeten och vinsten
När man arbetar med metall kan ett dåligt val av verktyg eller bearbetningsstrategi vara det som avgör om man lyckas eller misslyckas. Avfallsmaterial, dålig...
Mapal på AMB 2022
AMB-mässan öppnar åter igen sina dörrar i Stuttgart från den 13 till 17 September. Med en monter på 390 m2 i hall 1 på plats D10 presenterar Mapal tydligt sina fyra...
Ny skärsort för stålsvarvning hjälper THK Rhythm att ta kontroll över sin bearbetningsprocess
Tillsonburg har förändrats sedan den kanadensiska musiklegendaren Stompin’ Tom Connors gjorde den lilla staden i Ontario och dess tobaksfält kända genom sången med...
Nya möjligheter: Avstickning i rostfritt stål med System 222
Gühring System 222 för spår och avstickning har utökats. Förutom vändskär för stålmaterial finns det nu också ett verktyg med en bredd på 3mm för avstickning i rostfria...
Högmatningsfräsning av rotorer – tryggare, säkrare och mer effektivt
Med längder uppemot 6 meter och vikter uppemot 30 ton är rotorerna som tillverkas hos anrika Björneborg Steel minst sagt imponerande. När man dessutom ska avverka...
Digitaliserad kvalitetssäkring i fordonsindustrin
Enligt IBM-rapporten Automotive 2030 — Racing toward a digital future säger hälften av cheferna inom fordonsindustrin att deras organisationer måste genomgå en digital...
3 effektiva skäreggar för produktiv hålbearbetning
2019 lanserade Iscar LOGIQ3CHAM, en 3-skärig löstoppsborr med oslagbar produktivitet. LOGIQ3CHAM har stora, polerade spånkanaler med variabel spiralvinkel och...
Tillsammans bygger vi industrin i Sverige
När kraven på toleranser är höga och volymerna stora så måste verktyget leverera. På Elmia Verktygsmaskiner presenterar Gühring Sweden flera nya lösningar som tål tuffa...
Nytt koncept från Ceratizit förenklar verktygsanskaffningen
Ceratizit lanserar ett helt nytt servicepaket under Elmia Verktygsmaskiner. Konceptet heter Tool Supply 24/7 och är precis vad det heter – en verktygtjänst dygnet runt....
Förpackningar av 100% återvunnen plast
Gühring introducerar successivt hållbara förpackningar. Förpackningarna som är gjorda av PCR-plast från 100% återvunnet plastavfall. Detta gör att Gühring besparar...
Samarbete minskar ställtiden i längdsvarvarna
WhizCut fortsätter att utveckla precisionsverktyg i världsklass och flera nyheter presenteras på Elmia Produktionsmässor.  En av de främsta innovationerna är...

Maskinbetjäning

Robotar

Tillbehör