近來不少朋友問我對(duì)于AI人工智能在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用有啥看法，老實(shí)說，在這方面我的研究還真的不深，甚至可以說很淺薄，只能基于用戶需求和所遇到的問題來談一些可能出現(xiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景、益處和價(jià)值。

恰好近期看到UR（UNIVERSALROBOTS優(yōu)傲）官網(wǎng)上發(fā)布了一則有關(guān)AI技術(shù)協(xié)助機(jī)器人完成全滲透式管材焊接任務(wù)的應(yīng)用案例，或許可以幫我們更好的理解這一問題。

該案例是由一家來自德州休斯頓創(chuàng)建于1983年的焊接服務(wù)與自動(dòng)化技術(shù)提供商ARCSPECIALTIES所帶來的，整套系統(tǒng)使用了2D激光掃描傳感器、UNIVERSALROBOTS的UR5型協(xié)作機(jī)器人和ARCSPECIALTIES的AIPW人工智能焊接技術(shù)（ARTIFICIALINTELLIGENCEPIPEWELDINGSYSTEM），可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)V形對(duì)接的管型材料的單面、全滲透式焊接。

系統(tǒng)工作時(shí)，首先會(huì)使用2D激光傳感器對(duì)焊縫進(jìn)行掃描。

同時(shí)收集記錄焊縫的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如：中線、根部開口、坡口角度、坡口大小...，以確定其可焊與否。

基于之前通過傳感器掃描所收集的數(shù)據(jù)，AIPW系統(tǒng)會(huì)為UR5機(jī)器人生成一套優(yōu)化的焊接參數(shù)和運(yùn)動(dòng)軌跡，以通過調(diào)整焊槍的路徑、振動(dòng)和移動(dòng)速度來控制和補(bǔ)償焊縫的變化。

接著，UR5機(jī)器人會(huì)將焊槍置于焊點(diǎn)上方啟動(dòng)電弧以確保根部100%的接合。

同時(shí)，基于用戶可選擇的橫向或縱向焊道技術(shù)，填充和覆蓋的程序也已經(jīng)得到了優(yōu)化，用于填充焊縫。

于是，AIPW會(huì)先使用MillerAutoContinuum的焊接電源通過調(diào)節(jié)金屬沉積（RMD）技術(shù)焊接根部，然后切換到脈沖噴涂用以對(duì)焊層進(jìn)行填充和覆蓋。

??RMD（RegulatedMetalDeposition）是一種由美國米勒公司MillerAutoContinuum開發(fā)的．用以改進(jìn)MIG焊（熔化極氣體保護(hù)焊）的控制軟件．通過對(duì)短路過渡時(shí)各個(gè)階段電流值的控制．大大降低了焊接過程的熱輸入，并使短路過渡時(shí)的焊接飛濺減到最小。由于這一技術(shù)用于根焊時(shí)，不僅融合性能好，而且大小間隙均可填充．對(duì)焊接飛濺、熱影響區(qū)以及平穩(wěn)過渡的優(yōu)化都明顯強(qiáng)于傳統(tǒng)的根焊。

這種氣體金屬電弧焊接技術(shù)的組合可通過產(chǎn)生高質(zhì)量的X射線最大限度地提高焊接效率，并完成對(duì)管材的全滲透焊接。

該系統(tǒng)包括了一臺(tái)來自UNIVERSALROBOTS的UR5型6軸協(xié)作機(jī)器人。按照官方的說法，使用UR5的原因是它足夠小，且靈活便于移動(dòng)，并能夠?yàn)榧す鈷呙鑳x和焊槍提供全方位的運(yùn)動(dòng)自由度；同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人還能夠安全地在人的附近工作。

ARCSPECIALTIES方面稱，對(duì)V形對(duì)接的管型材料進(jìn)行單面、全滲透式焊接，是一種難度極高的技術(shù)，很難做到持續(xù)穩(wěn)定的高品質(zhì)，以往只有那些能完成對(duì)根部開口、焊縫中線和坡口大小進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹案呒?jí)焊工”，才能完成這樣的工作，因此之前ARCSPECIALTIES并不向用戶提供這樣的焊接（自動(dòng)化）服務(wù)。而隨著行業(yè)面臨勞動(dòng)力短缺，他們決定開發(fā)這種掌握完整的管材焊接“知識(shí)”和全套運(yùn)動(dòng)與焊接控制的智能設(shè)備，所以，現(xiàn)在UR5就成了ARCSPECIALTIES的“高級(jí)焊工”。ARCSPECIALTIES認(rèn)為這樣的做法將提升其協(xié)作機(jī)器人處理重載任務(wù)時(shí)完成高精度、實(shí)時(shí)操作的能力。

不難看出，這套AIPW智能焊接系統(tǒng)的核心，就在于它能夠根據(jù)2D激光掃描儀檢測(cè)收集的焊縫信息，生成機(jī)器人工作的運(yùn)動(dòng)軌跡和相應(yīng)的焊接參數(shù)。它其實(shí)是將“高級(jí)焊工”長時(shí)間通過實(shí)踐操作習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)和方法整合到了軟件算法當(dāng)中，能幫助企業(yè)節(jié)省在專業(yè)技術(shù)人員方面的培訓(xùn)和用工成本。而如果系統(tǒng)算法被驗(yàn)證可靠的話，那么它應(yīng)該是可以極大提升焊接加工的總體質(zhì)量的。

從這個(gè)意義上說，像AIPW這樣的人工智能技術(shù)，和傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域所起到的作用其實(shí)是很相似的，也是要把人從復(fù)雜、重復(fù)、繁重的勞動(dòng)中解放出來，同時(shí)進(jìn)一步提升產(chǎn)品制造的綜合效率和加工品質(zhì)。只不過，與傳統(tǒng)自動(dòng)化基于邏輯程序不同，AI更多的使用了所謂的“算法”，個(gè)人覺得可以算得上是自動(dòng)化技術(shù)從傳統(tǒng)的“體力運(yùn)動(dòng)”基礎(chǔ)向“腦力工作”的延伸和擴(kuò)展...