AI在制造业的应用-汽车刹车片设计
人工智能(AI)技术在制造业有很多应用。本文将探讨它在汽车刹车片设计中的应用。
在汽车制造业中,刹车片作为汽车制动系统的核心组件,直接影响车辆的安全性和性能表现。设计刹车片时需要考虑众多因素,包括制动性能、高温耐性、制动舒适性、低噪音性能和寿命(磨损率)。传统的刹车片设计通常需要大量的试验和测试,这不仅费时费力,且成本高昂。引入AI技术为刹车片设计带来了新的解决方案。
本案例以刹车片的寿命(磨损率)为分析目标。AI利用大数据分析方法,处理和分析大量历史数据,包括不同材料的摩擦性能、磨损率以及在各种驾驶条件下的实际表现。通过深度学习和模型训练,AI能够挖掘不同材料组合与性能之间的关系,并将这些关系整合到模型中。
在实际应用中,设计师可以通过向AI模型提交各种潜在的刹车片组合,来预测每种组合的磨损率。AI模型会自动淘汰那些性能不佳的组合,为设计者提供性能优越的设计选项。设计师可以选择满意的结果作为下一步实验的依据,或者直接作为最终的产品设计方案。
通过这种智能化的设计和优化过程,不仅可以显著减少试验和测试的次数,还能缩短产品开发周期,降低制造成本,从而实现刹车片设计中的最佳性能。
这个案例展示了如何利用AI技术来寻找实现最小磨损率的最佳组合条件,同时确保刹车系统在各种驾驶条件下的高效性和安全性。
数据介绍
该案例的分析目标是刹车片在不同条件下的磨损率。影响磨损率的因素包括如下:
数据列名 | 数据列中文名 |
---|---|
MaterialName | 材料名称 |
FiberMaterialPercent | 纤维材料百分比 |
ResinPercent | 树脂百分比 |
FillerPercent | 填料百分比 |
OperatingTemperatureC | 操作温度(摄氏度) |
OperatingHumidityPercent | 操作湿度百分比 |
SpeedKmPerH | 速度(公里每小时) |
BrakePressureMPa | 制动压力(兆帕) |
ManufacturingTemperatureC | 制造温度(摄氏度) |
WearRateMm3PerMJ | 磨损率(立方毫米每兆焦耳) |
刹车片用到的材料名称列表
MaterialName | ChineseTranslation |
---|---|
CarbonComposite | 碳复合材料 |
GlassFiberComposite | 玻璃纤维复合材料 |
KevlarComposite | 凯夫拉复合材料 |
BasaltFiberComposite | 玄武岩纤维复合材料 |
AramidFiberComposite | 芳纶纤维复合材料 |
NylonComposite | 尼龙复合材料 |
PolyesterComposite | 聚酯复合材料 |
PolypropyleneComposite | 聚丙烯复合材料 |
NaturalFiberComposite | 天然纤维复合材料 |
CeramicMatrixComposite | 陶瓷基复合材料 |
PhenolicComposite | 酚醛复合材料 |
EpoxyComposite | 环氧复合材料 |
SiliconeComposite | 硅胶复合材料 |
UrethaneComposite | 聚氨酯复合材料 |
MelamineComposite | 三聚氰胺复合材料 |
BakeliteComposite | 电木复合材料 |
PolycarbonateComposite | 聚碳酸酯复合材料 |
PEEKComposite | 聚醚醚酮复合材料 |
PTFEComposite | 聚四氟乙烯复合材料 |
POMComposite | 聚甲醛复合材料 |
目前已有实验的数据样本

建立AI模型
在零代码人工智能系统上,用户只需完成3-5个简单的界面操作,即可轻松建立AI模型。如图所示,系统已经成功构建了1014个人工智能模型,并列出了效果最佳的几个模型。用户可以从中选择得分最高的模型,以满足其具体需求。

预测设计效果-使用AI模型
在模型建立后,AI系统可以根据前面提到的影响因素值,计算此时的磨损率。例如:当给定的材料名称、纤维材料百分比、树脂百分比、填料百分比、操作温度、操作湿度、速度、制动压力、制造温度分别为:CarbonComposite,30, 40, 30, 100, 50, 80, 1.5, 160, 2.1 时,根据前面的模型计算,系统得知此时的磨损率为2.1。
结束语
AI的应用不仅限于汽车零件设计,还可以广泛应用于其他的设计领域。例如,在材料科学中,AI可以帮助确定哪种合金组合能够达到最佳的强度和最适合的重量。通过分析大量的实验数据和理论模型,AI能够预测不同材料组合在各种条件下的性能表现,这对材料科学家开发出更优质的合金材料具有重要意义。
随着AI技术的不断应用和进步,它将为许多行业带来新的发展机遇和效益,不仅限于制造业,还包括医药、金属加工、电子设备等各个领域。