橫濱橡膠:XAI技術(shù)引領(lǐng)輪胎設(shè)計新紀(jì)元
編者按:橫濱橡膠成功開發(fā)一款基于可解釋人工智能(XAI)的輪胎設(shè)計輔助系統(tǒng)。這項創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用,可有效提升產(chǎn)品開發(fā)效率,降低成本。人與AI的合作將帶來新的發(fā)現(xiàn)和靈感,進一步推動高性能產(chǎn)品的開發(fā)。
優(yōu)科豪馬輪胎日本母公司——橫濱橡膠株式會社宣布,24年7月成功開發(fā)出基于可解釋人工智能(XAI)*1的輪胎設(shè)計輔助系統(tǒng)。新系統(tǒng)為輪胎設(shè)計提供了極具價值的信息,以滿足特定的開發(fā)需求。這一創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用,為技術(shù)人員提供了補充知識和經(jīng)驗的重要信息,可提高開發(fā)效率且有效降低開發(fā)成本。此外,通過數(shù)據(jù)降維實現(xiàn)的特征值可視化,可激發(fā)新的靈感,進而推動更高性能輪胎產(chǎn)品的創(chuàng)新。
*1: 可解釋人工智能(XAI)是一種人工智能的應(yīng)用過程,它輔助人類用戶理解并闡明AI的結(jié)果和輸出。通常,AI的決策過程像一個不透明的“黑箱”,而XAI技術(shù)通過提供易于理解的解釋,使這些過程變得透明,增強了人們對AI決策的信任和理解。
這套新系統(tǒng)是基于橫濱橡膠2020年10月提出的AI應(yīng)用構(gòu)想“HAICoLab”開發(fā)而成,可通過輪胎開發(fā)流程的創(chuàng)新,實現(xiàn)產(chǎn)品性能的飛躍。在開發(fā)過程中,技術(shù)人員為實現(xiàn)開發(fā)目標(biāo),需不斷探索能夠改善輪胎特性(代表性能和質(zhì)量的數(shù)值和指標(biāo))的關(guān)鍵特征(輪胎材料、形狀、結(jié)構(gòu)等)。新系統(tǒng)的應(yīng)用,可幫助技術(shù)人員利用一種名為SHAP(SHapley Additive exPlanations)的XAI技術(shù)識別關(guān)鍵特征,以實現(xiàn)輪胎的目標(biāo)特性,精準(zhǔn)響應(yīng)定制化需求。此外,它還能提供多角度的指標(biāo)用于參考,不僅能夠幫助技術(shù)人員更容易理解如何調(diào)整優(yōu)化設(shè)計,還能提升技術(shù)人員的工作效率。
*2: Humans 和AI collaborate的縮寫,代表數(shù)字創(chuàng)新,也包含了人類和AI聯(lián)合研究實驗室的意義。
XAI系統(tǒng)可根據(jù)技術(shù)人員設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和目標(biāo)特性值,識別需要改進的目標(biāo)特征及其相關(guān)的定量值,并會提示能夠改進這些目標(biāo)特性的關(guān)鍵特征。幫助技術(shù)人員從多個角度分析XAI提供的信息(對目標(biāo)輪胎特性有用的特征值),并對規(guī)格進行優(yōu)化改進,利用橫濱橡膠在2021年開發(fā)的特征值估算AI,反復(fù)檢查每個特征值是否達到目標(biāo)水平,進而最終確定規(guī)格及其依據(jù)(包括可持續(xù)評估和改進的關(guān)鍵設(shè)計因子(特征值)及相應(yīng)貢獻率)。人與AI的合作將帶來新的發(fā)現(xiàn)和靈感,推動更高性能產(chǎn)品的開發(fā)。
橫濱橡膠今后在利用該系統(tǒng)開發(fā)各類輪胎產(chǎn)品的同時,還將不斷擴大HAICoLab的應(yīng)用領(lǐng)域。
HAICoLab是一個通過將人類獨特的靈感和創(chuàng)造力與AI龐大的數(shù)據(jù)處理能力相結(jié)合,實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的框架。這種合作融合了不同領(lǐng)域的視角和與自身不同的意見,進一步豐富了現(xiàn)有的經(jīng)驗、知識和評估標(biāo)準(zhǔn)。借助這一框架,人們能夠理解、分析和評估AI生成的結(jié)果,而不被先入為主的觀念和認(rèn)知偏見困住。
橫濱橡膠在輪胎開發(fā)中使用HAICoLab的成果包括開發(fā)了一套能預(yù)測橡膠物理特性和關(guān)鍵輪胎性能的AI系統(tǒng)(2021年),以及一套用于生成橡膠配方的AI系統(tǒng)(2022年)。此外,為了讓HAICoLab在其他領(lǐng)域也能得到應(yīng)用,橫濱橡膠最近還引入了dotData,這是一款無需編程的通用AI工具。
橫濱橡膠今后將通過HAICoLab數(shù)字技術(shù)對產(chǎn)品、工藝和服務(wù)進行創(chuàng)新。通過這些努力,橫濱橡膠將為實現(xiàn)"Society 5.0"作出巨大貢獻。"Society 5.0"是一種由日本政府倡導(dǎo)的未來社會理念,希望通過人工智能(AI)和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)等創(chuàng)新技術(shù)提升人們的生活體驗。
橫濱橡膠HAICoLab的研究成果,已于2024年5月榮獲第36屆日本橡膠科學(xué)技術(shù)協(xié)會的年度獎項。
下圖為"人與AI的協(xié)作"輪胎規(guī)格檢查流程的概念圖
※點擊圖片可下載打印用的高分辨率圖像。
關(guān)于橫濱橡膠
橫濱橡膠株式會社自1917 年創(chuàng)立以來,始終遵循“以凝聚我們誠心與技術(shù)的產(chǎn)品,不斷創(chuàng)造幸福和財富”的基本企業(yè)理念。為全球用戶提供輪胎產(chǎn)品、工業(yè)產(chǎn)品、體育用品等廣泛的產(chǎn)品系列。橫濱橡膠集團2023年銷售額達9853億日元。目前集團在全球員工數(shù)量約33617名,業(yè)務(wù)發(fā)展遍及29個國家,有約145個生產(chǎn)基地。百余年來,橫濱橡膠作為綜合橡膠制造商已經(jīng)確立了自身穩(wěn)固的地位,近年來通過國際間的企業(yè)收購合并等業(yè)務(wù),繼續(xù)穩(wěn)步成長,是全球排名前十的輪胎橡膠制造企業(yè)。
關(guān)于優(yōu)科豪馬輪胎
優(yōu)科豪馬橡膠有限公司于2005年11月在上海成立,是日本橫濱橡膠株式會社在中國的全資子公司。公司主要從事對旗下1家分公司,4家輪胎、橡膠制品生產(chǎn)工廠及2家銷售公司共計7家公司進行經(jīng)營管理,并負(fù)責(zé)對中國項目的投資與擴建。目前,已在全國31個省、自治區(qū)、直轄市建立了2000多家YOKOHAMA(優(yōu)科豪馬)輪胎銷售服務(wù)網(wǎng)點,形成了覆蓋全中國的銷售服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
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