CNC製造におけるAI：機会、課題、未来への影響

投稿日：2019年3月1日 | By Hailey, WayKen Project Manager

人工知能（AI）は「成長の燃料」であり、製造業は他のビジネス分野とは異なり、その適用によって優れた位置にあります。しばらくの間、CNC加工は製造サービスのリーディングテクノロジーでしたが、人工知能技術の導入がCNC製造の運営を引き継ぐ脅威となっています。

人工知能が支配するのか？

人工知能はもはや学術研究者の分野ではありません。しかし、機械学習と深層学習は、多くの組織が活用しようとしている主流技術になりつつあります。これは製造業を含む多くの産業にポジティブな影響を与える可能性があります。

AIは産業開発の新時代を切り開いています。機械的、電気的、デジタル技術の3つの製造次元を引き起こした革命です。今、AIは第4次革命「インダストリー4.0」を推進する準備ができています。

人工知能を思い浮かべると、超知能コンピューターとロボットが人類を支配するという無限の思考が頭をよぎり、不安になります。しかし、それは現実から遠いものです。

人工知能は、機械学習として知られるプロセスで、進行につれて自動的に自己最適化するアルゴリズムの操作です。

この技術は世界に革命をもたらし、試作製造のやり方を変えようとしています。人工知能によって支援されるCNC試作のエキサイティングな応用が道を切り開いています。

AIがCNC製造セクターをどう支援しているか

これは現実であり、すでに製造セクターで起きています。人工知能技術の適用により、予定外のダウンタイムと製品設計が大幅に削減されました。メーカーはAI分析データを用いて効率、品質、従業員安全性を向上させています。

AIが製造セクターをどう変革しているか、一緒に見ていきましょう。

直接的な自動化

産業製造において主に人工知能が使用されるのは、大量生産へと移行するためです。ロボットは反復作業を行い、能力を高め、自動化ソリューションを構築し、生産モデルを設計し、高品質を提供し、人的ミスがありません。

ノンストップ生産

人間は3交代で連続生産を確保しますが、ロボットは生産ラインで24/7稼働します。この能力により、ビジネスは市場需要を満たすために生産面で成長・拡大できます。

好ましい運用環境

人工知能の統合は、危険で重労働を行う人間を減らすことを意味します。ロボットが人間に取って代わったことで、職場での事故が最小限に抑えられました。

生成設計によるより良い製品

人工知能は製品設計のやり方を変えています。生成設計ソフトウェアと呼ばれる手法では、エンジニアとデザイナーが簡潔な詳細をAIアルゴリズムの入力として与えます。材料タイプ、利用可能な製造方法、予算制限、時間制約などの制約パラメータを示すデータを含みます。AIアルゴリズムは解決策を探索し、最良のものを提案します。機械学習を通じて回答をテストし、どの設計が最適かというさらなる洞察を提供します。

常に変化する市場への適応

人工知能はインダストリー4.0革命の重要な要素です。その用途を生産プロセスのみに限定しません。市場変化を予測するのを助けることで、製造チェーンを強化するためにもAIを使用します。これにより、経営陣は市場の波に対抗する戦略的計画を準備する優位性を得られます。

人工知能は、場所のリンク、マクロ経済要因、政治状況、社会経済、消費者行動など、いくつかのパターンを見て市場予測を立てます。収集された情報は、人員配置、在庫管理、原材料供給、エネルギー消費などの問題で製造サービスセクターを導く上で不可欠です。

CNC加工とは？

CNCとは、コンピュータ数値制御工作機械の使用を指します。製造業に関連する様々なタスクを行うために広く使用されている技術です。CNC加工は、グラインダー、フライス盤、旋盤などの既存機械を制御する方法について、あらかじめ定義された一連のコンピュータコードを使用する製造サービスセクターのプロセスです。

人工知能がCNC加工にどう影響しているか

他の産業プロセスと同様に、CNC加工にも問題が発生する可能性があります。しかし、人工知能がここに助けに来ています。

工作機械ダウンタイムの削減

工作機械は、部品の摩耗、装置のキャリブレーション外れ、理由不明の故障など、多くの問題で故障します。このようなことが起きると、オペレーターが問題の起源を特定しようとする際に時間が無駄になります。AI技術をCNC工作機械に適用する主なメリットは、自己診断を可能にすることで時間を節約できることです。工作機械は自身の正常な動作を学習します。したがって、故障が発生すると検知され、ソフトウェアが問題解決を試みます。

工作機械の最適化

収集データを診断に使用するだけでなく、より高度な人工知能はそのデータを分析し、試作製造を最適化するために工作機械の設定を変更します。例えば、収集データが圧力低下で完璧な仕上げ品が得られることを示せば、CNC工作機械はAIからの指示で自動的に調整を行います。

品質管理

CNC製造では、最終製品が時として不完全になることがあります。人工知能は出力の一貫性維持を支援できます。Autodesk FeatureCAMなどのソフトウェアを使用することで、AIは完成試作の品質を保証します。したがって、CNC工作機械の出力が監視され、継続的な一貫性のために調整が自動的に実装されます。

結論

人工知能は、人間の熟練度を向上・拡張し、ビジネスがより迅速かつ効率的に成功するのを支援する可能性を秘めています。この技術は、複雑な意思決定を行う専門家の不足、統合問題、情報過多といった、CNC製造サービス業界を悩ませる重要な内部課題を解決できます。試作製造は、クラウドコンピューティングを通じてAI最適化メカニズム、診断能力、自己修正により、より多くの製造サービスとポジティブに連携します。これは、人工知能の助けによりCNC製造業界の未来がより良くなることを意味します。