第二系列

当工业40碰到AI 智慧生产的发展趋势

  、协作型机器人、自主移动机器人(AMR)与自动引导车(AGV)。从数据看未来,工业自动化龙头洛克威尔自动化(Rockwell Automation)发布的《智能制造概况》报告指出,全球17个主要制造国家/地区中,有1,500家以上的制造商(包含消费性包装商品、食品饮料、汽车、半导体、能源、生物科技等产业)已经使用或正在评估智能制造技术,占比从2023年的84%提升至95%;制造商认为,是创造商务成果的首要能力,83%的制造商预期在2024年使用生成式AI(GenAI)技术;42%的制造商认为,提高自动化是降低人才短缺与缩短技术差距的关键,因此,未来一年中,制造商的前三大重点投资包含GenAI、协作型机器人、自主移动机器人(AMR)与自动引导车(AGV)。从数据看未来,AI智能生产很快将成为全球制造业日常!今年6月来台参加COMPUTEX TAIPEI的辉达(NVIDIA)执行长黄仁勋在演讲中指出,「未来工厂」是由机器人指挥机器人,由机器人大军协助制造机器人与设备,也突显出辉达AI生态系统的高效、自动化,而加速AI生态系统实现的要角之一除了Blackwell,还包含新一代GPU平台Rubin。Rubin GPU采用8颗高带宽内存HBM4,Rubin Ultra GPU则采用12颗HBM4。Rubin GPU预计2025年第4季量产,2026年推出。图一 : NVIDIA Blackwell平台。(source:NVIDIA)黄仁勋强调,绘图处理器可以比中央处理器省下更多成本与能源,免于运算通膨,买越多就省越多。举例来说,如果打算花10亿美元打造数据中心,只要投入5亿美元采购绘图处理器(GPU),变身AI工厂,电力只要多花3倍,效能可以增加60倍,而速度则快了100倍之多!他也大秀「数字人类(Digital Humans)」技术NVIDIA ACE,该技术是基于多语言识别与合成,利用可生成对话的大型语言模型(LLM),使数字人类具备几可乱真的外貌,甚至模拟皮肤上的光影变化,可以在云端及个人计算机中运作,未来,所有的PC都会是AI PC。至于生成式AI模型NVIDIA Earth-2数字孪生模型可以更准确地预测气候变化,不仅拥有高分辨率,速度还比传统物理方法快上千倍。未来,所有工厂都是机器人工厂,而机器人制造的产品也是机器人,比方鸿海将使用辉达的Omniverse模拟技术与AI工具,整合西门子(Siemens AG)的数字孪生(Digital Twin)等技术,打造GenAI机器人工厂,并利用NVIDIA Metropolis视觉AI技术、Isaac AI机器人开发与部署等技术掌控AI工厂。台达电、和硕、纬创等供应链的AI自动化工厂也将采用相关技术。至于NVIDIA Jetson Orin可以提供卓越的AI运算能力、大型整合内存和全面软件堆栈能力,有助加速GenAI、边缘运算、机器人的端对端开发应用。图二 : 机器人可以执行复杂而且动态的任务。(source:NVIDIA)图三 : 鸿海打造的GenAI机器人工厂。(source:NVIDIA)达明机器人则使用NVIDIA Isaac和Omniverse平台加速开发AI协作机器人。透过NVIDIA Isaac Sim机器人仿真及合成数据生成的应用平台,使机器人编程时间减少了70%,循环时间减少了20%;数字孪生为协作机器人提供强大支持,以虚拟方式对工作环境进行建模;GenAI有助产出数万张仿真数据,让机器人在虚拟工作环境中进行测试及优化,训练出适合各行业的超级AI模型。图四 : 达明机器人使用NVIDIA Isaac和Omniverse平台加速开发AI协作机器人。(source:NVIDIA)GenAI的出现与相关解决方案也成为协助产业转型的重要推力。Google研究指出,82%的组织正在考虑或已经在使用GenAI,除了OpenAI推出的人工智能聊天机器人程序ChatGPT、能以文字描述生成影片的人工智能模型Sora,Google的多模态大型语言模型系列Gemini、基于大型语言模型和微软图形的数据和AI辅助工具Microsoft Copilot都在快速颠覆智能制造/智能工厂的未来应用,意味着机器学习(ML)已经开始创造生成全新的事物,而不仅止于分析既有的旧事物。比方GenAI可以透过解读设备与机器的远程测试数据,协助制造业优化营运效能、减少停机发生率并提高设备利用率;拥有特殊机器学习算法的GenAI销售应用程序可以根据历史数据、库存数据提供完善的销售建议,还能快速筛选整个产品生命周期中的各类相关资料(如维修、库存与报价资料)。对于制造业供应链来说,GenAI有助降低供应链管理风险、实时找出问题并提出有效的决策洞察,并能提供客户更好的实时服务体验。Deloitte调查指出,GenAI的预测性维护能提高25%的工业生产力、减少70%的故障发生率,还能降低25%的维护成本。AI驱动下,未来的制造产线会出现各种「数字工厂」,可以有效提高生产效率及产品质量,并能有效降低营运成本,甚至实现低碳永续目标。举例来说,数字工厂可以利用先进的大数据分析等AI技术来提升智能化与效率;机械、电子系统的自动化可以有效整合软硬件;透过各种设备及传感器收集数据,有助实时监控与分析生产流程,还可以透过数据分析优化生产/制造效能;MES、HMI和ERP等系统的高效整合有助优化制造流程与执行系统。穿梭于产在线的可能都是机器人或数字人类,而这类智慧工厂所建构的数字供应链有助企业快速存取系统信息、组织内外部技术及营运数据,进一步形成完整的智能制造生态系统!半导体大厂台积电早已整合AI、机器学习、专家系统与先进算法来建构智能制造环境,如整合智能化行动装置、物联网(IoT)、扩增实境/混和实境(AR/MR)和移动式机器人,结合智能自动物料搬运系统(AMHS)来整合晶圆生产的数据收集与分析,以有效利用生产资源,发挥最大制造效益。台达推出的全方位电子组装智能制造解决方案DIAMOM则整合了产线设备联网,透过云端监控平台收集实时数据,以强化可视化战情中心,让管理者从远程即可掌握生产状况,甚至可以透过AI智造联网方案实现产线自主预测诊断,快速完成换线、质量检测与异常排除;智能仓储及物流搬送解决方案则实现了厂办高度自主运作,透过软硬整合平台串接收料上架、自动搬运、拣货出货等流程;数字双生虚实整合解决方案包含虚拟机台开发平台DIATwin与虚实整合设备平台RTM,可以协助电子组装设备导入制程与机台仿真软件,事先完成参数调适与制程测试。图五 : 台达机联网方案(DIALink)整合多元通讯协议,搭配自动化控制器、机器视觉、传感器等产品,为客户量身打造解决方案。(source:Delta)龙8long8中国


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