Awọn anfani:
- Agbara lati ṣe iyatọ ni iru awọn ipele ti iṣan-iṣẹ mechatronics (apẹrẹ, koodu, itupalẹ) AI ṣafikun iye ati awọn ipinnu wo ni o yẹ ki o wa pẹlu ẹlẹrọ.
- Agbara lati lo awọn ipilẹ ti ailewu iṣẹ (SIL / PL), iṣeduro iṣaaju-ṣiṣe ni ohun elo ati idanwo ni kikopa
- Agbara lati ṣe idanimọ eewu ti iṣelọpọ AI ti n ba eto ti ara jẹ ati ibawi ijẹrisi Layer ti o dinku eewu yii
Mechatronics duro ni ikorita ti mekaniki, Electronics, Iṣakoso ati software. Ọjọ rẹ bi ẹlẹrọ; O kan kikọ koodu awakọ ti moto servo kan, sisẹ ariwo sensọ kan, ṣiṣatunṣe oluṣakoso PID kan, iṣeto ọgbọn PLC kan, ati rii daju pe gbogbo eyi n ṣiṣẹ lailewu ni agbaye ti ara. AI le jẹ ohun imuyara ni ọkọọkan awọn iṣẹ ṣiṣe wọnyi: ṣiṣẹda koodu yiyan, ṣe iranlọwọ fun ọ yanju idogba kan, yiyo ilana kan lati ṣeto data, didari ọ lati yokokoro kokoro kan. Ṣugbọn iyatọ pataki kan wa ninu awọn mechatronics: ohun ti o gbejade ko duro loju iboju, o tan mọto kan, ṣii àtọwọdá, gbe lefa kan ni agbaye ti ara. Nitorinaa awọn ofin fun lilo AI nibi ni o muna ju ni sọfitiwia mimọ. Ninu ẹyọ yii a ṣe agbekalẹ bii o ṣe le fi AI lailewu sinu iṣan-iṣẹ mechatronics ati awọn ipinnu wo ni ko yẹ ki o lọ kuro ni ẹlẹrọ rara.
Nibo ni AI ṣafikun iye ni Mechatronics ati Nibo Ko Ṣe?
Itọkasi ipa ti AI ni awọn mechatronics jẹ igbesẹ akọkọ si ọna ṣiṣe ati ailewu mejeeji. Tabili ti o wa ni isalẹ fihan ipo AI ni iṣẹ akanṣe mechatronics aṣoju kan.
Ipele
Ipa ti AI
Ipinnu ti a fi silẹ fun eniyan naa
Erongba / design
Ṣiṣẹda awọn omiiran, iṣeto awọn idogba, akopọ litireso
Aṣayan faaji, ibi-aabo aabo
kikọ koodu
Akọpamọ awakọ / koodu kika, egungun
Forukọsilẹ deede, akoko, idanwo
Onínọmbà
Akopọ data, ilana, aba anomaly
Itumọ ti ara, ala ipinnu
ijerisi
Imọran oju iṣẹlẹ idanwo, atokọ ayẹwo
Ifọwọsi isẹ aaye
Awọn iwe aṣẹ
Akọpamọ Iroyin, ila asọye
Imọ išedede, Ibuwọlu
Apẹẹrẹ nibi jẹ ọkan: AI fun iyara, ẹlẹrọ ṣe idaniloju deede ati aabo. AI le kọ koodu awakọ engine ni awọn aaya 30; ṣugbọn ẹlẹrọ ni o pinnu boya koodu yẹn yoo sun awakọ naa nitori igbohunsafẹfẹ PWM ti ko tọ tabi bit itọsọna ti ko tọ.
Imọran: Ronu ti AI bi “akọṣẹ agba ti ko rii aaye.” Awọn ero rẹ yara ati nigbagbogbo dara; Ṣugbọn ṣaaju ki o to fi ọwọ kan igbimọ, o ṣe idanwo gbogbo abajade.
Ewu ti ara: Iyatọ si Software
Ninu ohun elo wẹẹbu kan, koodu aṣiṣe ṣubu oju-iwe kan; olumulo sọtun, tẹsiwaju. Ni awọn mechatronics, koodu aṣiṣe kọlu oluṣeto kan lodi si iyipada opin, fọ apoti gear kan, sọ apa robot kan si oniṣẹ. Awọn ewu ni o wa ni pato:
- Overcurrent/foliteji: PWM ti ko tọ tabi sonu ti isiyi iye to yoo jo awọn iwakọ ati motor.
- Ilọkuro: ifihan agbara ti ko tọ tabi esi ti o daru nyorisi isare ti ko ni iṣakoso.
- Ti ṣẹ akoko: Ti lupu akoko gidi kan ba daduro, iṣakoso yoo di riru.
- Ailewu fori: AI le ni aimọkan daba koodu ti o fori ọgbọn-ọrọ interlock.
Ko si ọkan ninu awọn ewu wọnyi ti o yọkuro patapata nipasẹ “kika koodu lẹẹkan”. Ti o ni idi ti ijerisi ni mechatronics kii ṣe igbesẹ kan, ṣugbọn ilana siwa kan.
Ilana Ijeri Layered
Ṣe igbasilẹ AI nipasẹ awọn ipele atẹle ṣaaju gbigba rẹ sinu eto ti ara. Layer kọọkan wa nibẹ lati gba ohun ti iṣaaju ti o padanu.
1. Atunwo aimi: Ka koodu / ila ilaye nipasẹ laini; forukọsilẹ, kuro, iṣakoso ami.2. Unit/ogbon idanwo: Awọn iṣẹ idanwo ni ipinya (fun apẹẹrẹ iṣiro kinematic pẹlu iye ti a mọ).3. Simulation (pre-HIL): Ṣiṣe lori awoṣe; Kiyesi esi igbese, iduroṣinṣin, ilodi opin.4. Idanwo hardware to lopin: Lopin lọwọlọwọ/iyara, E-stop wiwọle, agbara kekere ibere-up.5. Imuṣiṣẹsẹhin mimu: Mu fifuye pọ si ati iyara ni igbesẹ nipasẹ igbese; wiwọn ki o si afiwe ni gbogbo igbese.
Fun apẹẹrẹ, fun iṣakoso ipo servo: akọkọ o rii daju iṣiro naa pẹlu igun ti a mọ ni ọwọ (Layer 2), lẹhinna o ṣe adaṣe awoṣe motor ni Python ati wo overshoot (Layer 3), lẹhinna o ṣatunṣe motor lori tabili ki o gbiyanju iṣipopada kekere kan pẹlu iwọn kekere lọwọlọwọ (Layer 4), nikẹhin o so fifuye naa ki o yara si iyara kikun (Layer 5). AI le ṣe iranlọwọ pẹlu ọkọọkan awọn igbesẹ wọnyi; ṣugbọn ẹlẹrọ tẹ bọtini "ṣiṣe".
Aabo Iṣẹ-ṣiṣe: SIL ati PL ni Soki
O nilo lati mọ awọn imọran boṣewa meji ni awọn eto pataki aabo. SIL (Ipele Iduroṣinṣin Aabo, 1-4) labẹ IEC 61508 / IEC 62061 ati PL (Ipele Iṣe, a-e) labẹ ISO 13849 ni aabo ẹrọ ṣe iṣiro bawo ni igbẹkẹle iṣẹ aabo yẹ ki o jẹ.
ero
asekale
kini o sọ
PAArẹ
1 (kekere) - 4 (giga)
Ibi-afẹde ikuna eewu ti iṣẹ aabo
P.L.
a (kekere) - e (giga)
Ipele iṣẹ ti a beere ti iṣẹ aabo ẹrọ
Koko bọtini ni pe ti iṣẹ aabo (fun apẹẹrẹ didaduro ẹrọ pẹlu E-stop) gbe ibi-afẹde SIL/PL kan pato, apẹrẹ, ijẹrisi ati iwe ti iṣẹ yẹn ni a ṣe ni ibamu si awọn ibeere ti boṣewa. AI ko le ṣe iṣiro yii fun ọ ati pe ko le gba ojuse. AI le ṣe akopọ awọn ohun kan ti o yẹ tabi gbejade atokọ iwe ayẹwo; ṣugbọn ikede ti ibamu jẹ ojuṣe ti ẹlẹrọ ati agbari.
Išọra: Nigbagbogbo rii daju nọmba nkan na, iye ala tabi agbekalẹ ti AI fun nipa awọn iṣedede ailewu rẹ lati ọrọ boṣewa osise. AI le plausibly hallucinate boṣewa awọn ohun; Ṣiṣe ipinnu aabo-pataki lori iṣelọpọ AI ti ko ni idaniloju jẹ itẹwẹgba.
Ailagbara Tọ / Alagbara Tọ
Ni mechatronics, didara itọka taara ni ipa lori aabo ti iṣelọpọ. Ibeere ti ko ni ipo ti o ṣe agbejade koodu jeneriki ti ko mọ ohun elo rẹ.
Alailagbara: "Kọ mi a motor Iṣakoso koodu." ti 3000 awọn igbesẹ / iṣẹju-aaya.
Imudani ti o lagbara; O fun kaadi, awakọ, awọn pinni, awọn opin ati ihamọ ayaworan (ti kii ṣe ìdènà). Eyi dín aaye ti AI ni lati “roye” ati pe abajade yoo jẹ ijẹrisi.
Mini Case
Deniz, ẹlẹrọ R&D kan, ni AI kọ koodu iṣakoso iyara fun gbigbe tuntun kan. AI ṣe agbejade koodu wiwa mimọ ati taara ẹrọ iyara si iyara ni kikun ni lupu akọkọ. Dipo ikojọpọ koodu bi o ti jẹ, Deniz kan ijẹrisi Layer: akọkọ o ka koodu naa ati ṣe akiyesi pe ko si rampu; Ti moto ba yara lojiji si iyara kikun, mọnamọna ẹrọ yoo wa ati iṣẹ abẹ lọwọlọwọ. "Ṣafikun profaili iyara S-curve ati idinwo ti o pọju lọwọlọwọ si 4A," o funni ni esi si AI. Lẹhinna, o ṣayẹwo profaili lọwọlọwọ pẹlu kikopa ti o rọrun ni Python, lẹhinna nṣiṣẹ mọto laisi fifuye ati opin lọwọlọwọ. Ni igbiyanju akọkọ, o ṣe awari pe itọsọna encoder ti sopọ ni idakeji; Idanwo ohun elo to lopin, kii ṣe kikopa, gba eyi. Abajade: AI naa da aworan afọwọya iyara pada, ṣugbọn awọn fẹlẹfẹlẹ mẹta lọtọ ti ijẹrisi ṣatunṣe awọn ọran lọtọ mẹta ati ohun elo ko bajẹ rara.
Awọn aṣiṣe ti o wọpọ
- Ikojọpọ iṣẹjade AI taara sinu ohun elo laisi simulation tabi idanwo to lopin.
- Nbeere koodu jeneriki laisi fifun ọrọ ti kaadi, awakọ, PIN ati opin.
- Gbigba awọn ohun boṣewa ailewu / awọn ala laisi ijẹrisi lati iranti AI.
- Idaduro e-stops ati awọn titiipa bi “Emi yoo ṣafikun wọn nigbamii” ati ṣiṣe idanwo akọkọ laisi aabo.
- Ṣiṣaro koodu ti ipilẹṣẹ AI bi afọwọsi nitori pe “o dabi pe o ṣiṣẹ.”
- Ngbagbe lati fi awọn ihamọ ti ara bii isare, opin lọwọlọwọ/iyara lori tọ.
Ni akojọpọ
- AI ṣe afikun iyara ni mechatronics; Ipeye, ailewu ati ifọwọsi aaye wa pẹlu ẹlẹrọ.
- Ewu ti ara (yipo, itọsọna yiyipada, irufin akoko) yatọ ati nipon ju ikuna sọfitiwia lọ.
- Ijẹrisi Layered (aimi → iwọn didun → kikopa → hardware lopin → imuṣiṣẹ mimu) jẹ dandan.
- Igbelewọn ati iwe ti awọn ibi aabo iṣẹ-ṣiṣe gẹgẹbi SIL/PL jẹ ojuṣe eniyan.
- Imudani ti o lagbara; Ni igbimọ, awakọ, awọn pinni, awọn opin, ati ihamọ ayaworan bi ọrọ-ọrọ.
- Alaye boṣewa aabo jẹ ijẹrisi nigbagbogbo lati orisun osise; Iranti AI ko le gbẹkẹle.
Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe
Fun paati mechatronic gidi o ni (fun apẹẹrẹ awakọ stepper + awakọ), fọwọsi awoṣe “itọsọna to lagbara” loke: kọ igbimọ, awakọ, awọn pinni, foliteji, lọwọlọwọ ati awọn opin iyara. Jẹ ki AI ṣe ipilẹṣẹ koodu awakọ ti kii ṣe idiwọ pẹlu agbegbe yii. Lẹhinna gbejade nipasẹ awọn ipele mẹta akọkọ ti ilana ijẹrisi siwa: (1) ka laini koodu nipasẹ laini ati rii o kere ju awọn eewu meji ti o pọju, (2) pẹlu ọwọ jẹrisi iye iṣiro (fun apẹẹrẹ akoko igbesẹ ni iyara ti a fun), (3) ṣe kikopa ti o rọrun tabi ṣiṣe gbigbẹ ti o ba ṣeeṣe. Ṣe akiyesi ipele wo ni o mu iṣoro wo.