米乐(中国)官方网站 开发AI控制技术，实时调整运行中的FA设备

三菱电机公司（以下简称三菱电机）和米乐m6官方网站（以下简称AIST）开发了一种AI控制技术，可以预测制造现场的环境变化和工件状态的变化，并实时调整运行的FA设备的处理速度。该技术消除了对FA设备进行手动且耗时的调整的需要，并且还对AI预测的处理误差量等结果的可靠性进行了索引，并根据可靠性适当地控制FA设备。这使得能够在各种加工环境下实现高度可靠和稳定的操作，有助于提高可变数量生产的制造过程中的生产率。

• 开发了使用AI的技术，可实现高速推理以实现FA设备所需的实时控制
• 获取运行速度等代表FA设备状态的数据（状态量），并使用AI高速自动估计运行参数和修正量，提高加工精度和生产率

• 通过让AI在FA设备运行时了解加工形状等加工环境以及可变批量生产过程中产品形状的变化，实现适应制造现场环境和条件变化的高精度FA设备控制。
• 通过将 FA 设备中的摩擦等物理现象转化为公式并将其纳入 AI 中，减少用于学习的状态量，实现高速学习

• 构建算法来量化 AI 推断结果的可靠性
• 为了保证实时控制所需的高可靠性，根据推理结果的可靠性对FA设备进行适当的控制，即使在各种处理环境下也能实现高可靠性和稳定的运行

近年来，随着用户需求的多样化，要求制造业生产多种不同数量的产品，并且所制造的产品往往变化频繁。为了应对这一问题，在每个产品的制造过程中，分别调整了 FA 设备的运行速度和工具转数等最佳条件。然而，存在由于需要人力和时间而导致生产率下降的问题。此外，随着少子化和人口老龄化，我们还面临着能够将FA设备调整到最佳状态的熟练工人的短缺问题。

为了解决这些问题，三菱电机和 AIST 开发了三菱电机的 AI 技术“Maisart”^®（我的证书）^※''，我们开发了AI控制技术，利用AI预测制造现场环境和条件的变化，例如加工过程中工件的变化和形状的变化，并实时调整FA设备的加工速度。这样一来，以前需要花费工人时间来调整 FA 设备，并且将 AI 预测的加工误差量等结果的可靠性指数化，根据可靠性对 FA 设备进行适当的控制，确保高可靠性，有助于提高生产率。

三菱电机和 AIST 自 2017 财年以来一直在 AI 开发方面进行合作，这一开发成果使得将 AIST 的 AI 技术应用于三菱电机的 FA 设备成为可能。展望未来，我们将继续在三菱电机的FA设备和系统中实施这项技术，为提高工厂生产力做出重大贡献。

※M三菱电机人工智能创建S现状-艺术技术的缩写。三菱电机的AI技术品牌，旨在让所有设备变得更智能

1．高速推理：开发出能够与 FA 设备控制并行进行高速推理的 AI 控制技术

在可变数量生产的制造现场，根据使用 CNC 切割机和工业机器人等 FA 设备的制造过程中要加工或抓取的对象，FA 设备的操作、运行速度、加速度等有所不同。在这些因素的影响下，实际FA设备的最佳运行参数也会随时发生变化。在传统的制造过程中，熟练工人会调整速度等操作参数，以满足产品规格（例如所需的精度）。这需要人力和时间，导致生产率下降。

为了满足FA设备所需的实时性能，AIST开发了一种AI技术，可以在FA设备控制的同时进行高速推理。三菱电机利用其作为 FA 设备制造商积累的知识来调整 FA 设备的 AI 推理精度和处理负载。三菱电机还开发了一种轻量级AI控制技术，通过减少处理负载来保持运行参数推断的准确性，并使推断与FA设备控制同时进行。

2．环境适应：学习运行过程中的状态量，适应不断变化的加工环境

FA设备中，工件的形状随着工艺的进行而发生变化，因此加工形状等加工环境发生变化，导致在一定的操作参数下加工时间变长，加工质量变差。此外，加工环境的这些变化根据工件的不同而变化，因此在生产可变数量时很难提前学习。

AIST开发了一种AI技术，可以让AI即时学习FA设备运行过程中获得的状态量，即使加工环境发生变化，也可以在现场进行调整。此外，三菱电机将 FA 设备中的摩擦等物理现象转化为公式，并将公式融入人工智能中，从而使 FA 设备在运行时进行学习成为可能。这使得能够适应不断变化的加工环境。

3．高可靠性：索引推理结果的可靠性，实现高可靠的AI控制技术

FA设备要求具有稳定的产品质量和缩短制造时间，并且为了进行实时的AI控制，AI推理结果的可靠性必须很高。

这次，AIST 构建了一种算法，可以通过学习推理目标设备的机械特性以及各个产品的机械特性的变化来计算推理结果的可靠性。三菱电机还开发了一种确保高可靠性的AI控制技术，将该算法融入AI控制技术中，并根据推理结果的可靠性适当地控制FA设备。

1．快速推理

三菱电机和 AIST 开发了一种估算机械臂手部负载的技术，作为应用可实现高速推理的 AI 控制技术的示例。

为了计算机器人移动时合适的加速度和减速度，需要有关机器人手部负载的信息，如果该信息未知，将很难快速安全地移动机器人。

相比之下，这项新开发的技术利用AI根据电机电流等信息快速估算手部负载，计算推理结果的可靠性，并根据可靠性调整加/减速度（图1-1）。在验证操作的示例中（图1-2），我们比较了使用估计手部负载和不使用估计手部负载时从机器人关节轴角速度开始移动到停止的时间，并确认使用估计手部负载可以将机器人的操作时间减少20%。另外，利用推断的可靠性，仅在可靠性高的情况下进行调整，从而能够实现稳定的运转。

2．环境适应

三菱电机和AIST开发了一种AI调整功能，可以自动调整电火花放电加工机（放电加工机的一种）的加工条件，作为应用适应环境的AI控制技术的一个例子。开模放电加工机是将加工成想要雕刻的形状的电极靠近工件并产生放电，从而将电极形状转印到工件上。但在加工过程中，电极与工件之间会产生加工碎屑，因此需要操作电极将加工碎屑排出（图2-1）。由于加工废料随着加工的进行而增加，因此需要根据加工废料排出状态来调整加工废料排出操作的频率。

具有AI调整功能，AI学习加工过程中的加工排屑状态，自动调整加工排屑操作的频率。在三菱电机的开模放电加工机的加工评价中，确认与未应用AI调整功能时相比，加工时间最多缩短23%（图2-2）。

3．高度可靠

三菱电机和AIST开发了用于数控切割机的AI纠错功能，作为确保高可靠性的AI控制技术的应用示例（图3-1）。该功能使用AI来估计加工误差量，即切削机的指令值与当前位置之间的差异，该误差量随着加工的进行而根据加工位置而变化，并且即使当机器的运动部件的特性动态变化时，也可以进行适当的修正。此外，还可以对AI推断出的加工误差量的可靠性进行指标化，仅使用可靠的误差修正量的推断结果来修正误差。结果，在使用三菱电机数控切割机的加工评估中，我们确认与未应用AI纠错功能时相比，加工精度提高了51%，并且可以实现稳定的加工（图3-2）。

此外，如果可靠性较低，可以进行重新学习以提高加工精度。

“Maisart”是三菱电机株式会社的注册商标。