論文の概要: Machine Learning Approaches in Agile Manufacturing with Recycled Materials for Sustainability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.08291v1
• Date: Wed, 15 Mar 2023 00:39:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 15:15:14.046989
• Title: Machine Learning Approaches in Agile Manufacturing with Recycled Materials for Sustainability
• Title（参考訳）: 持続可能なリサイクル材料を用いたアジャイルマニュファクチャリングにおける機械学習アプローチ
• Authors: Aparna S. Varde, Jianyu Liang
• Abstract要約: 本研究は, リサイクル・再生材料を用いたアジャイル製造における意思決定支援を通じて, 材料科学における環境持続可能性について論じる。 本稿では,機械学習モデルを用いて予測分析を行い,製造における意思決定支援を支援することによって,AIにおけるデータ駆動手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.132096006921048
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: It is important to develop sustainable processes in materials science and manufacturing that are environmentally friendly. AI can play a significant role in decision support here as evident from our earlier research leading to tools developed using our proposed machine learning based approaches. Such tools served the purpose of computational estimation and expert systems. This research addresses environmental sustainability in materials science via decision support in agile manufacturing using recycled and reclaimed materials. It is a safe and responsible way to turn a specific waste stream to value-added products. We propose to use data-driven methods in AI by applying machine learning models for predictive analysis to guide decision support in manufacturing. This includes harnessing artificial neural networks to study parameters affecting heat treatment of materials and impacts on their properties; deep learning via advances such as convolutional neural networks to explore grain size detection; and other classifiers such as Random Forests to analyze phrase fraction detection. Results with all these methods seem promising to embark on further work, e.g. ANN yields accuracy around 90\% for predicting micro-structure development as per quench tempering, a heat treatment process. Future work entails several challenges: investigating various computer vision models (VGG, ResNet etc.) to find optimal accuracy, efficiency and robustness adequate for sustainable processes; creating domain-specific tools using machine learning for decision support in agile manufacturing; and assessing impacts on sustainability with metrics incorporating the appropriate use of recycled materials as well as the effectiveness of developed products. Our work makes impacts on green technology for smart manufacturing, and is motivated by related work in the highly interesting realm of AI for materials science.
• Abstract（参考訳）: 環境に優しい材料科学や製造における持続可能なプロセスを開発することが重要である。 aiは、私たちの提案する機械学習ベースのアプローチを使用して開発されたツールに先立つ以前の研究から明らかなように、この決定支援において重要な役割を果たすことができます。 このようなツールは、計算の見積もりとエキスパートシステムに役立った。 本研究は, リサイクル・再生材料を用いたアジャイル製造における意思決定支援を通じて, 材料科学における環境持続可能性について論じる。 これは、特定の廃棄物ストリームを付加価値製品に変換する安全で責任ある方法です。 本稿では,機械学習モデルを用いて予測分析を行い,製造における意思決定支援を支援することによって,AIにおけるデータ駆動手法を提案する。 これには、材料の熱処理に影響を及ぼすパラメータと特性に影響を与えるパラメータの研究、畳み込みニューラルネットワークによる粒度検出の探索による深層学習、ランダムフォレスト(Random Forests)などの分類器によるフレーズ分画検出の解析などが含まれる。 例えば、ANNは熱処理プロセスであるクエンチ・テンパリング(en:quench tempering)において、微細構造の発生を予測するのに約90%の精度が得られる。 さまざまなコンピュータビジョンモデル(VGG、ResNetなど)を調査して、持続可能なプロセスに適した最適な正確性、効率、堅牢性を見つけること、アジャイル製造における意思決定を支援するために機械学習を使用してドメイン固有のツールを作成すること、リサイクルされた素材の適切な使用と開発製品の有効性を取り入れたメトリクスによる持続可能性への影響を評価すること。 私たちの研究は、スマートマニュファクチャリングのためのグリーン技術に影響を与え、材料科学のためのaiの非常に興味深い領域における関連作業によって動機づけられています。

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