【摘 要】人工智能在制造业中的应用前景广阔，其在提高生产效率、优化资源配置、减少浪费和推动创新方面发挥着不可替代的作用。随着技术的不断进步和应用的深入拓展，人工智能将为制造业带来更加深远的影响，推动行业向更加智能化、高效化和可持续化的方向迈进。
随着人工智能（AI）的发展，AI 已经逐渐融入到各种生产流程中，在此推动下，制造业正在经历一场重大变革。据报道，在美国，全球人工智能制造业市场将迅速扩张。预测显示，到2033年，市场价值将从 2023 年的 38 亿美元大幅增长至 1561 亿美元，复合年增长率（CAGR）为 45%。但是，是什么推动了这种显著的增长呢?人工智能正日益成为提高制造效率、准确性和决策能力的关键组成部分。
人工智能技术正在渗透到制造业，它被证明是 3D 仿真软件的完美补充。通过数字孪生进行的 3D 模拟已经有助于提高整个工厂车间的效率。它的工作原理是完全复制每台机器之间的单个过程和相互关系，包括机器人和协作机器人 （cobots）。用户可以在无风险的沙盒环境中尝试布局和配置，然后再将其应用于实际设置。
人工智能在这里至关重要，因为它有助于在整个模拟生产过程中检测故障。这可能是零件或材料的缺陷，如果没有注意到，可能导致大量的生产品出现瑕疵，然后不得不丢弃。这不仅会增加不必要的成本，还会造成材料的浪费。如果还要将缺陷产品送往垃圾填埋场，又会对制造商的环境、社会和治理（ESG）产生负面影响。
此外，人工智能能够实时分析海量数据，这意味着它可以在出现瓶颈或效率低下发生之前进行预警，从而进行主动调整和改进决策。例如，在将托盘从仓库的一个区域运送到生产线时，AGV 可能会走过一条不必要的长路。AI 还可以帮助生成设计替代方案，让 AGV 以更短、更快的路径到达目的地。这一变化会对产品投入生产和供应链的时效产生重大提速，这也有助于节约能源，有利于可持续发 展。
人工智能的功能还可以用于提案创建阶段。用户能够在 AI 驱动的模拟软件 系统中设计出更快、更简单的生产流程，他们可以尽早与其他员工或客户展示新计划或想法。
人工智能还可以通过帮助填补技能差距来增强制造业。美国制造业正在快速增长，2024 年至 2033 年间将需要多达380 万名净新员工才能满足需求。如果人才问题得不到解决，大约一半的空缺职位可能会无人填补。
传统上，在制造业中使用先进的工具和技术（例如 3D 仿真软件和复杂的编程界面）需要只有专业工人才具备的技能。人工智能不会取代人类才能，而是可以降低人们学习和使用新技术的门槛。
借助人工智能用户界面，用户可以从直观的引导体验中受益，让技术背景最少的工人也能有效地使用复杂的工具。通过纠正错误和提供解释，这可以加速毕业生和更多缺乏经验的工人的学习曲线。员工可以被授权承担更高级的角色，但人工智能的整合也鼓励在更广泛的组织内形成持续改进和学习的文化。
事实证明，人工智能与制造业的融合是一股变革力量，正在重塑生产格局。预测显示人工智能制造市场将呈现爆炸式增长，显然人工智能将在提高整个行业的准确性和决策能力方面发挥越来越重要的作用。通过补充3D 仿真软件，人工智能使制造商能够优化流程、减少浪费并以以前无法想象的方式进行创新。
人工智能的影响还不仅限于技术进步；它有助于解决行业内的关键技能差距。通过使高级工具更易于访问和用户友好，人工智能使更广泛的工人能够参与和为复杂的制造任务做出贡献。组织可以从提高的生产力和持续学习和改进的文化中受益，确保劳动力随着行业的技术进步而发展。
随着人工智能继续渗透到制造业，其影响力只会越来越大，为更智能、更高效和更可持续的制造实践铺平道路。
注：本文来源于中国机械工程学会会员专享内刊《制造业简报》2024年第34期。欲了解更多制造业资讯，请登录学会网站。继续滑动看下一个轻触阅读原文
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