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Sabrina Schilling

TRUMPF AI 技術:機器學會視覺觀察

T RUMPF 的電腦視覺團隊訓練人工智慧(AI)使其能夠正確對資料進行分類。為此,專家們對 100,000 張圖像進行了手工分類。奧地利林茲大學的 Sepp Hochreiter 教授是 AI 領域的權威科學家,他在五年前就曾向德國機械製造行業發出警示:「不要搞砸了!」即使是到了今天,他還是覺得該行業對 AI 技術的應用速度還有待提高,並且還需要更多的資料——不過,TRUMPF 在迪琴根所取得的成績卻令他倍感欣慰。

「對於攝影機來說,識別板材非常棘手!」 Korbinian Weiß 說道。多年來,他一直在嘗試改進攝影機對板材的識別。「板材會反光、彎曲並且很薄,而且還會晃動,形狀也各不相同。」攝影機幾乎很難識別出板材。而人工智慧(AI)技術正好有助於妥善解決此類問題。

以資料為基礎

Weiß 是 TRUMPF 迪琴根 AI 圖像識別團隊的負責人。如果他能如願以償,TRUMPF 的首台全自動雷射機 TruLaser Center 7030 將至少安裝 24 個攝影機。但目前還「只」裝了十二個攝影機,它們可提供大量圖像和視頻片段。它們與其他眾多資料為機台持續改進和新產品奠定了基礎,在某種程度來說,它們也是電腦視覺團隊工作的基石。但當 TruLaser Center 7030 切割一張張板材的時候,AI(人工智慧)究竟扮演著什麼角色?這條術語解釋可能會有所幫助:人工智慧是一個包含眾多細分領域的科研領域。機器學習就是細分領域之一。為了讓 TruLaser Center 7030 等機台能夠「學習」並在之後更好、更高效地運轉,它們需要適當形式的軟體工具和方法。機器視覺,專業人士也稱為電腦視覺,就是其中一種方法。

Korbinian_Weiss

Korbinian Weiß 是 TRUMPF 迪琴根 AI 圖像識別團隊的負責人。 

Photos

Korbinian Weiß 使用來自 TruLaser Center 7030 機台內部的 100,000 多張圖像來訓練 AI。

Description

解釋 AI:TRUMPF 的電腦視覺專家很樂意為您解釋 AI 如何助力板材切割。

用於 Sorting Guide 的解決方案

Korbinian Weiß 其實是一名機械工程師,但很早就在 TRUMPF 從事軟體控制專案的開發。他是 TRUMPF Sorting Guide 的專案經理,但在最開始,TRUMPF 並未計畫將 AI 技術用於該功能。Sorting Guide 最初採用十分傳統的演算法工作。「當時在試驗階段,該功能運轉一切正常,我們對試驗結果非常滿意」,這位 37 歲的工程師描述著當時的情況。然後我們就把它拿給試用客戶進行測試——結果一點都不好用。」 問題源於光照條件。在加工環境中,材料的明暗度各有不同,且各種反光的表面和物體導致演算法根本無從應對。Weiß 說:「我們唯有透過 AI 技術才能應對這種情況。」電腦視覺團隊首先必須手動標記 100,000 多張圖像,也就是對它們進行分類。借助鈑金零件在圖像中是否可見的相關資訊以及相應的演算法,AI 技術能夠「訓練軟體」,並透過無數次訓練迴圈不斷提高預測精度。

AI 不是全部

「AI 方面的工作其實只占 5%,剩下的 95% 則都屬於資料方面」,這位 37 歲的工程師闡明了其團隊的工作方式以及真正的挑戰:「首先是採集資料,然後是對資料進行管理、標記,再針對不同問題的解決目標彙編資料記錄,以及在資料中找到正確平衡等。」其實有的時候,傳統演算法也完全能夠為客戶解決問題。但傳統演算法無法解決問題的情況卻愈發頻繁。TRUMPF 於 2020 年開發 Sorting Guide 並將其推出上市以來,電腦視覺領域已發生了很多變化。不僅技術和演算法資料庫增強了,思維方式也有所變化。「現如今,當我們在開發產品時,總是會想到資料」,Weiß 說道。這也正是 TruLaser Center 7030 會內置攝影機的原因,同時也是新型商業模式成為可能的原因。例如 TRUMPF 的按件付費新模式。

遠端控制夜班

這家高科技企業透過此商業模式引進了 TRUMPF 的全自動旗艦機型,該機在客戶的車間進行生產,但控制則由薩克森邦諾伊基希工廠的 TRUMPF 團隊分三班制進行,包括夜班。在攝影機的幫助下,該團隊得以深入瞭解機器並獲取連續的資料。如果鈑金零件卡住,攝影機就會錄製該事件發生前幾秒到事件發生後幾秒的影片。這反過來又能對 AI 進行訓練,以避免將來出現同類錯誤。更有效地使用機台、執行時間更長、件數更多、節省材料、維護預測、輔助系統——AI 的用途可謂多種多樣,而且這些只是冰山一角。「電腦視覺領域正經歷著諸多變化」,Korbinian Weiß 談到此處對 2024 年充滿了期待。例如,採用 AI 技術的智慧攝影機也將很快成為 TRUMPF 機台的議題。

Computer_Vision

機器資料(例如 TRUMPF 在其智慧工廠中採集的資料)可幫助電腦視覺團隊訓練 AI。

Data

資料,資料,還是資料:TruLaser Center 7030 內置的小型攝影機越多,Korbinian Weiß 團隊採集到的資料也就越豐富。專家們就可利用這些資料來訓練 AI。也就是說:資料越多,結果就越好。

是時候醒悟了!

Sepp Hochreiter 教授早在五年前的漢諾威工業展上就警示過德國機械製造行業:「不要搞砸了!」 「千萬別把你們在機械製造行業的優勢搞砸了。」他說機械製造行業尚未看清形勢,它們不像 Facebook 或 Apple 公司一樣與客戶持續保持聯絡,而且即便是有客戶資料,它們也不會進行分析。「機械製造行業和使用者必須認清形勢。Hochreiter 教授是全球公認的人工智慧權威專家。Hochreiter 教授來自德國下巴伐利亞地區,現擔任奧地利林茲大學機器學習研究所和人工智慧實驗室的負責人。去年他獲得了 Axel-Springer 出版集團旗下媒體品牌「Welt」頒發的德國人工智慧獎。在德國同類獎項中,該獎項的含金量當屬最高。

Hochreiter 目前正在研究其自有的語言模型,據稱該模型要遠勝於 ChatGPT。「我之前對德國機械行業的警示依然有效」,這位科學家說道,即使今天距他上次講話已有五年。德國的機械和設備製造行業雖然成績斐然,尤其是在西南部,但如今的重點並非只是造出最好的機器,而是要營造最好的環境。他密切關注著該行業在 AI 領域的活動,而且對 TRUMPF 取得的成績倍感欣慰。「TRUMPF 在他們那裡幹得不錯!」

建立日期 2024/07/24
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