IV. TỰ ĐỘNG HÓA
4.3.Tăng cường ứng dụng trí tuệ nhân tạo (TTNT)
Thuật ngữ TTNT được đề xuất vào năm 1956, tại một cuộc hội nghị ở Mỹ. Thuật ngữ này được hiểu là một hướng khoa học, dựa trên việc bắt chước trí tuệ của con người, cũng như một hệ thống tự động được tin học hóa (hệ thống TTNT), để hoàn thành các chức năng phân tích tình huống, lựa chọn giải pháp tối ưu, v.v…
Trong lĩnh vực phát triển các hệ thống TTNT, bên cạnh cách tiếp cận dựa trên cơ sở các mô hình logic, thì còn áp dụng rộng rãi cách tiếp cận mạng nơron, dựa trên các khung mẫu mạng nơron và toán học nơron. Cách tiếp cận mạng nơron có liên quan đến triển vọng phát triển phần trí não (Brainware). Sự phát triển của các mô hình mạng nơron nhân tạo khác nhau sẽ đưa đến việc tạo ra các hệ thống TTNT thực sự, có biểu hiện các tính chất nhận thức đặc trưng của con người. Một cách tiếp cận khác để tạo ra các hệ TTNT và công nghệ trí tuệ có thể là dựa trên cơ sở quan niệm phản xạ của con người.
Hiện nay, thu hút được sự chú ý lớn là các hệ thống TTNT thế hệ mới. Các công nghệ trí tuệ thế hệ mới sẽ dựa vào chúng, gồm: Các hệ thống thông tin-đo lường quang điện tử phân tán và có khả năng thích nghi, các triển khai trên cơ sở cách tiếp cận bản thể luận, các hệ thống robot thông minh v.v… Các hệ thống TTNT thế hệ mới này mở rộng rất nhiều khả năng của các nhà phát triển hệ thống TTNT, tạo khả năng vận dụng được nhiều hơn tri thức của khoa học nhân văn và các bộ môn khoa học lân cận khác với nó, cũng như tạo điều kiện phát triển các khoa học truyền thống về quá trình thông tin và khả năng xây dựng các cách tiếp cận và phương hướng khoa học mới cho xã hội thông tin. Nhìn chung, tiềm năng to lớn của các cấu phần trong môi trường TTNT phức hợp và bản thân môi trường này trong việc ứng dụng ở những lĩnh vực hoạt động khác nhau cho phép nhận định rằng những công nghệ trí tuệ sẽ được phổ biến rộng rãi nhất trong xã hội ở thế kỷ 21.
Các hệ thống trí tuệ (Intelligent System- IS) có hứa hẹn rất lớn để giúp đương đầu với các thách thức và đóng nhiều vai trò quan trọng trong các quy trình chế tạo tự động hoá công nghiệp và các xí nghiệp trong tương lai. Các hệ thống này đang thu hút được sự quan tâm ngày càng tăng của các ngành công nghiệp và đang được ứng dụng vào toàn bộ phạm vi của các hoạt động chế tạo để tạo được sức cạnh tranh toàn cầu. Giá trị và tác động của các công nghệ IS còn to lớn hơn so với các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, góp phần đưa lại kỷ nguyên mới của các ngành chế tạo/tự động hoá.
Các ngành chế tạo tiên tiến là một trong những ngành sớm nhất và hiện cũng đang là những ngành tích cực nhất trong việc ứng dụng các IS, giúp đưa lại sự phổ biến rộng rãi thuật ngữ “Các hệ thống chế tạo trí tuệ” (Intelligent Manufacturing Systems-IMS).
IS là những hệ thống, trong đó mô phỏng và áp dụng tích cực một số khía cạnh của trí tuệ con người để thực thi nhiệm vụ. Hơn thế nữa, IS còn cố gắng nâng cao năng lực của con người để cảm nhận, suy diễn, đề ra quyết định và hành động. IS tạo khả năng cho các máy móc/thiết bị dự đoán được yêu cầu và ứng phó hữu hiệu trong những hoàn cảnh phức tạp, chưa biết trước và chưa thể dự báo.
Các công nghệ IS có thể được phân loại thành 7 nhóm lớn:
IST1: Các kỹ thuật trí tuệ nhân tạo (AI) kinh điển, bao gồm hệ chuyên gia và hệ thống dựa vào tri thức, hệ thống hỗ trợ đưa ra quyết định, các phương pháp tìm kiếm và siêu tìm kiếm (Meta-search), khai thác dữ liệu và phát minh tri thức, suy luận dựa vào trường hợp và suy luận dựa vào mô hình, lập kế hoạch và lập lịch trình bằng AI.
IST2: Các kỹ thuật tính toán “mềm” (Soft Computing).
Là các kỹ thuật tính toán dạng tiến hóa và được tạo cảm hứng từ giới sinh vật, bao gồm mạng nơron, logic mờ và thuật toán di truyền.
IST3: Công nghệ tác tử trí tuệ (Intelligent Agent)
IST4: Các kỹ thuật cảm nhận, bao gồm các hệ thống cảm biến và thị giác, có khả năng nhận thức mô thức (Pattern), lời nói và hình ảnh.
IST5: Các mối tương tác Người-Máy và thực tế ảo (Virtual Reality), bao gồm các giao diện giữa Người và Máy, các giao diện trí tuệ, hoặc các nhà cố vấn trí tuệ phục vụ người dùng.
IST6: Các công nghệ lập mô hình và mô phỏng, bao gồm CAD/CAM/CAE, lập mô hình toán học và ký hiệu, tối ưu hoá.
IST7: Các công nghệ cộng tác và phối hợp, bao gồm các công nghệ dựa vào Internet và Web, các hệ thống hợp tác phân tán, phần nhóm (Groupware), kỹ thuật và các môi trường hợp tác.
Thông thường, để ứng dụng IS vào ngành chế tạo cần phải có sự kết hợp của những kỹ thuật/công nghệ nói trên.
Việc ứng dụng IS vào ngành chế tạo là một mức cao hơn so với việc ứng dụng máy tính. Khái niệm ngành chế tạo được tích hợp máy tính (Computer Integrated Manufacturing- CIM) có thể coi là một ứng dụng ban đầu của IS vào ngành chế tạo. Ở CIM có ứng dụng các năng lực quan trọng của con người. CIM gồm các lĩnh vực sau:
- Thiết kế các chi tiết (cấu phần) và sản phẩm; - Thiết kế dụng cụ và đồ gá;
- Lập kế hoạch quy trình;
- Lập trình cho các máy điều khiển số (NC), các hệ thống xử lý vật liệu v.v...; - Lập kế hoạch sản xuất; - Gia công; - Lắp ráp; - Bảo trì; - Quản lý chất lượng; - Kiểm định;
- Lưu trữ.