三菱電機株式會社（以下簡稱三菱電機）和國立研究開發法人產業技術綜合研究所（以下簡稱產綜研）開發了能夠預測製造現場的環境變化和加工對象物的狀態變化
，實時調整運行中的FA設備的加工速度等參數的AI控製技術。該技術使得FA設備的調整不再需要人手和耗費時間，同時將AI預測的加工誤差量等結果的可靠性形成指標，根據可靠性合理控製FA設備。這樣
，即使在各種加工環境下也能實現高可靠性的穩定動作，即使在品種多
、數量不固定的生產製造工序中也能為提高生產效率做出貢獻。

　　實時調整的AI控製技術概念圖

　　開發背景

　　近年來，隨著用戶需求的多樣化，要求製造行業能夠適應品種多、數量不固定的生產，生產的產品常常頻繁變化。為了應對這種情況
，在生產各種產品時
，通過進行單獨調整以使FAshebeidedongzuosuduhegongjudezhuanshudengdadaozuijiatiaojian。danshi
，zheyangcunzaixuyaorenshouhehaoshidengshengchanxiaolvdixiadewenti。ciwai，suizhedichushenglvhelaolinghuawenti
，haimianlinzhenenggoujiangFA設備調整到最佳條件的熟練工人短缺的問題。

　　針對這些問題
，三菱電機和產綜研開發了AI控製技術

，這是三菱電機AI技術“Maisart®※”之一，該技術由AI預測加工過程中形狀變化等製造現場的環境變化及狀態變化，可實時對運行中的FA設備的加工速度等參數進行調整。省去了以往由操作員耗時進行的FA設備調整，將AI預測的加工誤差量等結果的可靠性形成指標
，並根據可靠性對FA設備進行合理控製，從而確保了高可靠性
，為生產效率的提高做出貢獻。

　　三菱電機和產綜研自2017年起開始在AI開發方麵進行合作
，這次的開發成果使得產綜研擁有的AI技術應用於三菱電機的FA設備成為可能。今後，隨著AI控製技術在三菱電機FA設備和係統中實裝工作的推進，將為提高工廠的生產效率做出巨大貢獻。

　　※　Mitsubishi Electric’s AI creates the State-of-the-ART in technology的縮寫，旨在使所有設備更加聰明的三菱電機的AI技術商標。

　　開發的特點

　　1．高速推算：開發能夠與FA設備控製同時進行的高速推算AI控製技術

• 為實現FA設備要求的實時控製，開發可高速推算的使用AI的技術
• 通過獲取代表FA設備狀態的數據（狀態量）
  ，AI自動推算動作參數及修正量，從而提高加工精度和生產效率。

　　在品種多
、數量不固定的生產製造現場，在使用CNC切削機床和工業機器人等FA設備的製造工序中
，每個加工及夾持對象的FA設備的運行、動作速度及加速度等都各不相同。受此影響，實際FAshebeidezuijiayunxingcanshumeishimeikedouzaibianhua。zaichuantongdezhizaogongxu
，shiyoushuliangongrentiaozhengsududengdongzuocanshuyimanzujingduyaoqiudengchanpinguige，zhejiuxuyaorenshouheshijian，cunzaishengchanxiaolvdixiadewenti。

　　此次
，產綜研開發了一種在能夠與FA設備控製同時進行高速推算的AI技術
，以滿足FA設備所需的實時性。三菱電機作為一家FA設備製造商，利用迄今為止積累的知識，針對FA設備進行了AI推算精度及處理負載的調整。此外，三菱電機通過使處理負荷輕量化，開發了可以在維持動作參數推算精度的同時，與FA設備控製一同進行推算的輕量的AI控製技術。

　　2．環境適應：學習動作中的狀態量，適應總在變化的加工環境

• 使AI在FA設備的動作過程中學習加工形狀等加工環境和品種多、數量不固定生產中的產品形狀的變化，實現適應製造現場環境變化和狀態變化的高精度FA設備控製
• 將FA設備中的摩擦等物理現象形成公式並嵌入AI，減少學習用到的狀態量
  ，實現快速學習

　　隨著加工的進行，FAshebeijiagongduixiangdexingzhuangfashengbianhua
，yincijiagongxingzhuangdengjiagonghuanjingsuizhifashengbianhua，zaiyidingdedongzuocanshuxiajiagongcunzaishijianbianchang
，jiagongzhiliangbianchadeqingkuang。ciwai
，zhezhongjiagonghuanjingdebianhuagenjujiagongduixiangdebutongerfashengbianhua，erqiezaipinzhongduo、數量不固定的生產前預先學習比較困難。

　　此次，產綜研開發了一種AI技術，能夠讓AI當場學習在FA設備動作中獲取的狀態量，即使加工環境發生變化，也可以當場調整。此外，三菱電機通過將FA設備中的摩擦等物理現象形成公式
，將公式嵌入AI，可在FA設備運行過程中進行學習，從而適應總在變化的加工環境。

　　3．高可靠性：將推算結果的可靠性形成指標，實現高可靠性的AI控製技術

• 構建將AI推算結果的可靠性數值化的算法
• 為確保實時控製所需的高可靠性
  ，根據推算結果的可靠性合理控製FA設備，即使在各種各樣的加工環境下也能實現高可靠性的穩定動作

　　用戶對FA設備的要求是穩定的產品質量和製造所需時間的減少
，要進行實時的AI控製
，AI推算結果的可靠性必須要高。

　　此(ci)次(ci)，產(chan)綜(zong)研(yan)結(jie)合(he)推(tui)算(suan)對(dui)象(xiang)裝(zhuang)置(zhi)的(de)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)
，通(tong)過(guo)學(xue)習(xi)各(ge)個(ge)產(chan)品(pin)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)的(de)偏(pian)差(cha)，構(gou)建(jian)了(le)能(neng)夠(gou)計(ji)算(suan)推(tui)算(suan)結(jie)果(guo)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)算(suan)法(fa)。此(ci)外(wai)
，三(san)菱(ling)電(dian)機(ji)將(jiang)該(gai)算(suan)法(fa)嵌(qian)入(ru)AI控製技術，根據推算結果的可靠性合理控製FA設備，從而開發出能夠確保高可靠性的AI控製技術。

　　AI控製技術的的應用示例

　　1．高速推算

　　作為可高速推算的AI控製技術的應用示例，三菱電機和產綜研開發了推算機器臂指尖負載的技術。

　　要計算機器人工作時合理的加減速，就要有機器人指尖負載信息，如果不知道這個信息
，則難以保證機器人高速且安全地工作。

　　對此

，本開發技術根據馬達電流等信息，通過AI高速推算指尖負載，並算出推算結果的可靠性
，再根據可靠性調整加減速（圖1-1）。在驗證動作的例子（圖1-2）中zhong，比bi較jiao了le使shi用yong推tui算suan的de指zhi尖jian負fu載zai和he不bu使shi用yong的de機ji器qi人ren的de關guan節jie軸zhou角jiao速su度du從cong開kai始shi移yi動dong到dao停ting止zhi的de時shi間jian
，使shi用yong了le推tui算suan的de指zhi尖jian負fu載zai的de機ji器qi人ren的de動dong作zuo時shi間jian縮suo短duan了le20%。此外
，使用推算的可靠性
，僅在可靠性較高時進行調整
，確保了動作的穩定性。

圖1-1　使用了AI推算負載和可靠性的高速動作

圖1-2　使用了負載推算的高速化示例

　　2．環境適應

　　作為適應環境的AI控製技術的應用示例
，三菱電機和和產綜研開發了AI調tiao整zheng功gong能neng，用yong於yu自zi動dong調tiao整zheng放fang電dian加jia工gong機ji之zhi一yi的de電dian火huo花hua放fang電dian加jia工gong機ji的de加jia工gong條tiao件jian。電dian火huo花hua放fang電dian加jia工gong機ji通tong過guo加jia工gong形xing狀zhuang的de電dian極ji靠kao近jin加jia工gong對dui象xiang物wu並bing使shi之zhi放fang電dian，從cong而er將jiang電dian極ji形xing狀zhuang轉zhuan移yi到dao加jia工gong對dui象xiang物wu上shang，但dan由you於yu加jia工gong過guo程cheng中zhong電dian極ji和he加jia工gong對dui象xiang物wu之zhi間jian會hui產chan生sheng加jia工gong屑xie
，因yin此ci需xu要yao排pai出chu加jia工gong屑xie的de電dian極ji動dong作zuo（圖2-1）。隨著加工的進行，加工屑會增加，這就需要根據加工屑的排出狀態調整加工屑排出動作的頻率。

　　AI調整功能是在加工過程中由AI學習加工屑的排出狀態，自動調整加工屑排出動作的頻率。根據三菱電機電火花放電加工機的加工評估，與未應用AI調整功能的情況相比
，使用了AI調整功能的加工時間最多縮短了23%（圖2-2）。

　　(a)加工過程中(產生加工屑) (b)排出加工屑的動作

圖2-1　電火花放電加工機的加工狀態

圖2-2　加工時間的比較

　　3．高可靠性

　　作為保證了高可靠性的AI控製技術的應用示例
，三菱電機和產綜研開發了CNC切削機床的AI誤差修正功能（圖3-1）。該功能由AItuisuanjiagongwuchaliang，gaijiagongwuchaliangbiaoshijiagongshisuijiagongweizhidebianhuaxiadageiqiexuejichuangdezhilingzhihedangqianweizhijiandechazhi，zheyang
，jishijixiekedongbudetexingfashengledongtaibianhuayenengjinxinghelidexiuzheng。ciwai
，haikeyijiangAI推算的加工誤差量的可靠性形成指標
，僅使用可靠的誤差修正量的推算結果進行誤差修正。根據三菱電機CNC切削機床的加工評估，與未應用AI誤差修正功能的情況相比
，加工精度提高了51%，同時還實現了穩定加工（圖3-2）。此外、可靠性較低時可以通過二次學習提高加工精度。

 

圖3-1　CNC切削機床的AI誤差修正功能

　　(a) 加工形狀 (b) 加工精度的色圖

圖3-2　CNC切削機床的評估結果