實(shí)戰(zhàn) | 智能制造與生產(chǎn)線工藝參數(shù)優(yōu)化

AI在生產(chǎn)制程中的應(yīng)用：

在數(shù)據(jù)智能和AI的大趨勢(shì)下，生產(chǎn)制程中的一些環(huán)節(jié)，比如調(diào)配最佳工藝參數(shù)，可以借助AI技術(shù)得到很大程度的效率和效果提升。

智能生成制造與工藝參數(shù)優(yōu)化背景

透過(guò)「人腦」跟「計(jì)算機(jī)」的雙腦合作，當(dāng)未來(lái)數(shù)據(jù)量越來(lái)越充足時(shí)，就能減少對(duì)人工知識(shí)的依賴，更快找出最佳的制程參數(shù)組合。

制程是制造業(yè)的共通需求，不論是高科技的半導(dǎo)體研發(fā)，或是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)如石化業(yè)的材料組合，又或是生醫(yī)產(chǎn)業(yè)開發(fā)新藥時(shí)的化合物組成，都會(huì)面臨過(guò)程優(yōu)化的問(wèn)題。其中，制造過(guò)程里的“參數(shù)”就像食譜配方，通過(guò)調(diào)整不同組合，影響最終的產(chǎn)品規(guī)格、產(chǎn)能和良率。制程可說(shuō)是影響產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵，考驗(yàn)廠商能否更快推出更具競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，拉開與對(duì)手的差距。

然而過(guò)程參數(shù)的調(diào)整，極度依賴人工經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，這一塊過(guò)去被認(rèn)為是神圣不可侵犯的地方，不是機(jī)器可以做到的；但當(dāng)AI技術(shù)精進(jìn)后，就大有可為。在以下兩個(gè)方向可以用AI提高效率：運(yùn)用人工智能找出最佳制程參數(shù)、善用小數(shù)據(jù)克服產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入AI的瓶頸，加速實(shí)現(xiàn)智能制造。

運(yùn)用AI找出最佳制造過(guò)程參數(shù)

以石化業(yè)為例，制程復(fù)雜，涵蓋溫度、壓力、入料量、觸媒溶劑添加比例等近20個(gè)重要參數(shù)搭配，再加上石化業(yè)的參數(shù)調(diào)整又有高度安全性考慮，如果調(diào)整錯(cuò)誤甚至?xí)鸨?，過(guò)去只能依賴人員經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行保守性調(diào)整。像這種多目標(biāo)的優(yōu)化過(guò)程，需提高生產(chǎn)效率，又要節(jié)省制程耗能，還要符合安全顧慮。

現(xiàn)在高效的企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)幾十萬(wàn)個(gè)仿真樣本，先建立一個(gè)AI模型，再加入實(shí)際生產(chǎn)中少量的幾百個(gè)樣本數(shù)據(jù)，修正仿真誤差，最終產(chǎn)出最佳參數(shù)建議。這類技術(shù)不僅能改善原有制程，更重要的意義是，能幫助業(yè)者探索從未接觸過(guò)的制程參數(shù)組合。以某生物醫(yī)藥公司為例，運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)后，能為企業(yè)節(jié)省3%的能源消耗，相當(dāng)于千萬(wàn)以上的成本。

善用小數(shù)據(jù)克服產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入AI的瓶頸

數(shù)據(jù)是訓(xùn)練AI的核心支撐，有效的數(shù)據(jù)量越多，分析和模式挖掘更精準(zhǔn)；然而，數(shù)據(jù)量不足，是許多制造業(yè)者導(dǎo)入AI的瓶頸。例如，過(guò)去業(yè)界對(duì)于制程參數(shù)的調(diào)整，大多采用經(jīng)驗(yàn)法則，逐一試驗(yàn)各種參數(shù)組合，這個(gè)做法不僅耗時(shí)費(fèi)力，也極大程度提升了研發(fā)成本，當(dāng)人才流失或培育不及時(shí)，許多公司也會(huì)面臨知識(shí)斷層的狀況。

此外，在研發(fā)相關(guān)制程參數(shù)優(yōu)化的同時(shí)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與制程工程師密切互動(dòng)也很重要，必須深入了解產(chǎn)業(yè)中最重要的關(guān)鍵參數(shù)為何，或是哪幾個(gè)參數(shù)存在高度關(guān)聯(lián)性，讓AI的判讀更加準(zhǔn)確；當(dāng)分析結(jié)果出爐時(shí)，工程師也能協(xié)助以過(guò)去經(jīng)驗(yàn)，初步判斷AI的建議結(jié)果是否可行。

透過(guò)“人腦”跟“電腦”的雙腦合作，當(dāng)未來(lái)數(shù)據(jù)量越來(lái)越充足時(shí)，就能減少對(duì)人工知識(shí)的依賴，更快找出最佳的制程參數(shù)組合。

AI是提升制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的最佳利器，在很多相關(guān)產(chǎn)業(yè)都可以有應(yīng)用，例如石油化工行業(yè)、光電半導(dǎo)體行業(yè)、鋼鐵業(yè)、生物醫(yī)藥行業(yè)等。

有了AI當(dāng)助手，各大產(chǎn)業(yè)就像是聘請(qǐng)了一位智慧主廚，隨時(shí)都能端出優(yōu)化的參數(shù)配方，加速實(shí)現(xiàn)智能制造。

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