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ProgrammableLogicControllers(PLCs)

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电气工程专业英语教程

张强华编著Contents

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参考译文NewWordsNewWordsNewWordsNewWordsPhrasesPhrasesPhrasesAbbreviationsListeningtoTextA[1]ItconvertstheavailableACpowertotheDCpowerwhichisrequiredbytheCPUandI/Omodule.Notes原句本句中,whichisrequiredbytheCPUandI/Omodule是一个定语从句,修饰和限定theDCpower。本句意为:它将可用的交流电转换为CPU和I/O模块所需的直流电。讲解[2]Theyareusuallycompactdevicescapableofcontrollingmultipleprocessessimultaneouslywithoutrequiringadditionalhardwarecomponentslikeexpansioncardsorrackunitsfoundinsomemodularmodels.Notes原句本句中,capableofcontrollingmultipleprocessessimultaneously是一个形容词短语,作后置定语,修饰和限定compactdevices。它可以扩展为一个定语从句:whicharecapableofcontrollingmultipleprocessessimultaneously。becapableof的意思是“能够”。foundinsomemodularmodels是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定expansioncardsorrackunits。它也可以扩展为一个定语从句:whicharefoundinsomemodularmodels。本句意为:它们通常是紧凑的设备,能够同时控制多个进程,而不需要额外的硬件组件(例如某些模块化模型中的扩展卡或机架单元)。讲解[3]Theseultra-compactdevicesuseadvancedmicrocontrollerscombinedwithspecializedprogrammingsoftwaretoolstoreducecostswhileprovidinghighlevelsofprocessingspeedandaccuracy.Notes原句本句中,combinedwithspecializedprogrammingsoftwaretools是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定advancedmicrocontrollers。combinedwith表示合并在一起、结合在一起。toreducecosts是一个动词不定式短语,作目的状语。whileprovidinghighlevelsofprocessingspeedandaccuracy作时间状语。while表示两件事同时发生,意思是“与…同时”。本句意为:这些超紧凑的设备使用了先进的微控制器,与专门的编程软件工具相结合,以降低成本,同时保持处理速度快且准确性高。讲解[4]TherearetwomainclassificationsofPLCprogramminglanguages,whicharefurtherdividedintomanysub-classifiedtypes.Notes原句本句中,whicharefurtherdividedintomanysub-classifiedtypes是一个非限定性定语从句,对twomainclassificationsofPLCprogramminglanguages进行补充说明。本句意为:PLC编程语言主要有两大类,并进一步分为许多子分类类型。讲解可编程逻辑控制器(PLC)1.什么是PLC?PLC代表“可编程逻辑控制器”。PLC是专门设计用于在恶劣工业环境(例如极端温度、潮湿、干燥和/或多尘条件)下能够可靠运行的计算机。PLC几乎应用于每个行业,包括制造、食品加工、汽车、石油和天然气以及许多其他行业。2.PLC如何工作?可编程逻辑控制器的工作可以很容易地理解为一种循环扫描方式,称为扫描周期。PLC扫描过程包括以下步骤:1)操作系统开始循环并监测时间。2)CPU开始从输入模块读取数据并检查所有输入的状态。3)CPU开始执行用户或应用程序,这些程序由继电器梯形图逻辑或任何其他PLC编程语言编写。4)接下来,CPU执行所有内部诊断和通信任务。5)根据程序结果,将数据写入输出模块,从而更新所有输出。只要PLC处于运行模式,这个过程就会持续进行。参考译文3.PLC的物理结构PLC的结构几乎类似于计算机的体系结构。可编程逻辑控制器持续监控来自各种输入传感设备(例如加速度计、体重秤、硬连线信号等)的输入值,并根据生产和行业的性质产生相应的输出。典型的PLC由五个部分组成,即:机架或机箱、电源模块、中央处理器(CPU)、输入输出模块及通讯接口模块。3.1机架或机箱在所有PLC系统中,PLC机架或机箱是最重要的模块,并充当系统的主干。PLC有不同的形状和尺寸。控制系统越复杂,需要的PLC机架就更大。3.2电源模块该模块用于为整个PLC系统提供所需的电能。它将可用的交流电转换为CPU和I/O模块所需的直流电。PLC一般使用24V直流电。参考译文3.3CPU模块CPU模块有中央处理器、ROM和RAM。ROM用于存储操作系统、驱动程序和应用程序。RAM用于存储程序和数据。CPU是PLC的大脑,具有微处理器。作为基于微处理器的CPU,它取代了定时器、继电器和计数器。CPU从传感器读取输入数据,进行处理,最后向控制设备发送命令。CPU还包含其他电气部件,用于连接其他单元使用的电缆。3.4输入输出模块PLC有一个输入输出模块,专门作为输入和输出接口。输入设备可以是启动和停止按钮、开关等,输出设备可以是电加热器、阀门、继电器等。I/O模块有助于将输入和输出设备与微处理器连接起来。输入模块有两个主要部分,即电源部分和逻辑部分。这两个部分彼此电气隔离。PLC的输出模块的工作原理与输入模块类似,但过程相反。3.5通讯接口模块为了在CPU和通信网络之间传输信息,使用了智能I/O模块。这些通信模块有助于与放置在远程位置的其他PLC和计算机连接。参考译文4.PLC的种类4.1迷你PLC它们是小型、低成本控制器,非常适合简单的控制应用。它们通常比较大的控制器具有更少的输入/输出(I/O)点,并且可以使用梯形逻辑或其他编程语言进行编程。迷你PLC由于尺寸小而可以快速安装,并且通常具有内置I/O功能(例如数字输入、模拟输出和脉冲输出)。4.2模块化PLC它们由一个基本单元组成,该单元包含处理器模块和通信端口,以及可以添加以扩展系统功能的较小模块。模块化系统比固定系统提供了更大的灵活性,因为它们允许用户混合不同类型的I/O模块以满足其特定的应用要求。参考译文4.3固定PLC它们专为特定任务而设计,一旦安装就无法轻易修改。然而,它们为许多重复性任务提供了经济高效的解决方案。固定系统适用于简单的过程控制应用,其中参数在操作过程中不需要频繁或快速改变。4.4微型PLC它们的复杂性介于迷你型和模块型之间。它们通常是紧凑的设备,能够同时控制多个进程,而不需要额外的硬件组件(例如某些模块化模型中的扩展卡或机架单元)。微控制器还可以集成通信功能(例如以太网网络协议),以便轻松集成到分布式自动化系统架构中。参考译文4.5纳米PLC它们代表了最新一代的可编程逻辑控制器。这些超紧凑的设备使用了先进的微控制器,与专门的编程软件工具相结合,以降低成本,同时保持处理速度快且准确性高。纳米PLC甚至可用于涉及多轴运动或复杂机器视觉操作(例如对象识别算法和模式匹配技术)的高度复杂应用。4.6安全PLC安全PLC用于实现工业自动化中的安全功能。它遵循国际安全标准,确保对人员、设备和环境的保护。安全PLC包含冗余和诊断功能,并具有安全完整性级别(SIL),以确保高可靠性和容错性。参考译文5.PLC输出类型5.1模拟输出为了控制需要不同程度控制的设备,人们使用模拟输出以产生连续的电压或电流信号。模拟输出通过改变它们产生的电压或电流水平来提供精确的控制。5.2继电器输出PLC和外部设备之间的电气隔离由PLC中的继电器输出提供。它们用于控制需要更大电流或更高电压的机械,例如大型电机、接触器或功率继电器。5.3晶体管输出晶体管输出指在PLC中使用晶体管作为开关器件的输出模块。与数字输出相比,晶体管输出可以处理更大的电流和更高的电压,这使其适合控制需要更大功率的设备。参考译文6.PLC编程PLC程序由一组文本或图形形式的指令组成,该程序表示控制PLC控制的过程的逻辑。PLC编程语言主要有两大类,并进一步分为许多子分类类型。1)文本语言:指令表、结构化文本2)图形形式:梯形图(LD)(即梯形逻辑)、功能块图(FBD)、顺序功能图(SFC)尽管所有这些PLC编程语言都可用于对PLC进行编程,但图形语言(如梯形逻辑)通常优于文本语言(如结构化文本编程)。6.1梯形图逻辑梯形图逻辑是PLC编程的最简单形式。它也被称为“中继逻辑”。继电器控制系统中使用的继电器触点使用梯形逻辑表示。参考译文6.2功能块图功能块图(FBD)是一种在PLC中对多种功能进行编程的简单图形方法。功能块是一种程序指令单元,执行时会产生一个或多个输出值。它由如下所示的块表示。它可以用一个矩形块来表示,左输入,右输出。它给出了输入和输出状态之间的关系。使用FBD的优点是在功能块上可以使用任意数量的输入和输出。当使用多个输入和输出时,可以将一个功能块的输出连接到另一个功能块的输入,从而构建功能块图。6.3结构化文本编程结构化文本是一种文本编程语言,它利用语句来确定要执行的内容。它遵循更传统的编程协议,但不区分大小写。结构化文本具有一组表达式、赋值、循环、条件语句和函数。程序员可以用结构化文本语言编写可重用的代码块,并在不同的程序中使用这些代码块。结构化文本的好处是具有灵活性、可重用性、可读性、能自记录和具有可移植性。参考译文1)PLCstandsfor“ProgrammableLogicController”.APLCisacomputerspeciallydesignedtooperatereliablyunderharshindustrialenvironments–suchasextremetemperatures,wet,dry,and/ordustyconditions.2)AtypicalPLCconsistsoffiveparts.Theyarerackorchassis,powersupplymodule,centralprocessingunit(CPU)module,input&outputmoduleandcommunicationinterfacemodule.3)TherearesixtypesofPLCsmentionedinthepassage.TheyareminiPLCs,modularPLCs,fixedPLCs,microPLCs,nanoPLCsandsafetyPLC.4)TherearethreetypesofPLCoutputmentionedinthepassage.Theyareanalogoutput,relayoutputandtransistoroutput.5)APLCprogramconsistsofasetofinstructionseitherintextualorgraphicalform,whichrepresentsthelogicthatgovernstheprocessthePLCiscontrolling.KeystoExercises【Ex.1】根据课文内容,回答以下问题。KeystoExercises【Ex.2】把下面的单词填写到合适空格中。1E,2J,3I,4C,5H,6D,7A,8F,9B,10G1)可编程逻辑控制器(PLC)是一种使用电子操作的控制系统。2)如果机器运转不正常,就会出现错误代码。3)该系统包括核心模块和应用模块两部分。4)这些数据不再保留在计算机的主存储器中。5)英特尔等公司开发了更快的微处理器,因此个人计算机能够以更快的速度处理输入的信号。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻译为中文。6)继电器是一种高度通用的组件,在复杂电路中和在简单电路中一样有效。7)你必须配置操作系统才能继续安装。8)这台笔记本电脑比同类笔记本电脑小巧很多,但功能未减。9)认证电子邮件协议有一些目标:保密性、不否认性和公平性。10)实验数据表明,该认证算法正确有效。KeystoExercises【Ex.3】把下列句子翻译为中文。功能框图(FBD)是一种用于可编程逻辑控制器设计的图形语言。它可以描述输入变量和输出变量之间的函数。函数被描述为一组基本块。输入和输出变量通过连接线连接到块。块的输入和输出通过连接线或链路连接在一起。单线可用于连接图表的两个逻辑点:•输入变量和一个块的输入•一个块的输出和另一块的输入•一个块的输出和输出变量连接是定向的,这意味着连接线把相关的数据从左端传输到右端。连接线的左端和右端必须是相同的类型。多右连接可以用于从其左端向其每个右端广播信息。连接的各端必须是相同的类型。KeystoExercises【Ex.4】把下列短文翻译成中文。KeystoExercises【Ex.6】根据文章所提供的信息判断正误。1)(T)2)(F)3)(F)4)(T)5)(T)6)(F)7)(T)8)(F)9)(T)10)(F)ApplicationsofArtificialIntelligenceinElectricalEngineering

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参考译文NewWordsNewWordsNewWordsNewWordsPhrasesPhrasesPhrasesPhrasesAbbreviationsListeningtoTextA[1]Finally,itisalsonecessarytoconsiderthe"blackbox"issue,wheretheremaybeinaccuratecorrelationsbetweeninputsandoutputsthathavenotbeendiscovered,butiftheassumptionsproposedbythesesystemsareconsideredfactsratherthanestimates,theymayleadtoharmfulconsequencesNotes原句本句是由but连接的两个并列句。在第一个句子中,it是形式主语,真正的主语是动词不定式短语toconsiderthe"blackbox"issue。wheretheremaybeinaccuratecorrelationsbetweeninputsandoutputsthathavenotbeendiscovered是一个非限定性定语从句,对the"blackbox"issue进行补充说明。在该从句中,thathavenotbeendiscovered是一个定语从句,修饰和限定inaccuratecorrelations。在but后面的句子中。iftheassumptionsproposedbythesesystemsareconsideredfactsratherthanestimates是一个条件状语从句,修饰谓语mayleadto。讲解[1]Finally,itisalsonecessarytoconsiderthe"blackbox"issue,wheretheremaybeinaccuratecorrelationsbetweeninputsandoutputsthathavenotbeendiscovered,butiftheassumptionsproposedbythesesystemsareconsideredfactsratherthanestimates,theymayleadtoharmfulconsequencesNotes原句在该从句中,proposedbythesesystems是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定theassumptions。ratherthan的意思是“而不是;而不”,leadto的意思是“导致”。本句意为:最后,还需要考虑“黑匣子”问题,其中输入和输出之间可能存在未被发现的不准确的相关性,但如果这些系统提出的假设被视为事实而不是估计,则可能会导致有害的后果。讲解[2]AutomatingpowergridswithAItechnologycanimprovetheefficiencyandreliabilityoftheentirecountry'senergysupplyatamacrolevelthroughmoreintelligentdecision-makingprocessessupportedbyintelligentalgorithmsrunninginthebackground.Notes原句本句中,AutomatingpowergridswithAItechnology是一个动名词短语,作主语。throughmoreintelligentdecision-makingprocessessupportedbyintelligentalgorithmsrunninginthebackground是一个介词短语,作方式状语,修饰谓语canimprove。在该方式状语中,supportedbyintelligentalgorithmsrunninginthebackground是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定moreintelligentdecision-makingprocesses。讲解[2]AutomatingpowergridswithAItechnologycanimprovetheefficiencyandreliabilityoftheentirecountry'senergysupplyatamacrolevelthroughmoreintelligentdecision-makingprocessessupportedbyintelligentalgorithmsrunninginthebackground.Notes原句在该过去分词短语中,runninginthebackground是一个现在分词短语,作定语,修饰和限定intelligentalgorithms。atamacrolevel也是个状语,意思是“在宏观层面”。本句意为:利用人工智能技术实现电网自动化,可以通过后台运行的智能算法支持的更加智能的决策过程,从宏观层面提高整个国家能源供应的效率和可靠性。讲解[3]Furthermore,ithelpsindustrialengineersincreasetheirknowledgebasebyofferingfeedbackoncomplexoperationsthataidspredictivedecisionmakingbasedonhistoricaldatapointscollectedovertime.Notes原句本句中,byofferingfeedbackoncomplexoperationsthataidspredictivedecisionmakingbasedonhistoricaldatapointscollectedovertime是一个介词短语,作方式状语,修饰谓语helpsindustrialengineersincreasetheirknowledgebase。在该方式状语中,thataidspredictivedecisionmakingbasedonhistoricaldatapointscollectedovertime是一个定语从句,修饰个限定feedback。collectedovertime是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定historicaldatapoints。basedon的意思是“基于,根据”。讲解[3]Furthermore,ithelpsindustrialengineersincreasetheirknowledgebasebyofferingfeedbackoncomplexoperationsthataidspredictivedecisionmakingbasedonhistoricaldatapointscollectedovertime.Notes原句本句意为:此外,它还通过提供复杂操作的反馈来帮助行业工程师增加他们的知识库,这些反馈有助于根据长期收集的历史数据点做出预测性决策。讲解[4]WithaccurateanalyticsofthequalitycontrolprocessbasedonAIalgorithms,optimalobjectivesalongwithparametersassociatedwiththemcanbeconfigured,whichsignificantlyreducetimetakenfortestingelectricalengineeringdevicesandcircuitswhilealsoeliminatingerrorsrelatedtomanualoperationslikeguessesorapproximations.Notes原句本句中,whichsignificantlyreducetimetakenfortestingelectricalengineeringdevicesandcircuitswhilealsoeliminatingerrorsrelatedtomanualoperationslikeguessesorapproximations是一个非限定性定语从句,对其前面的句子进行补充说明。在该从句中,takenfortestingelectricalengineeringdevicesandcircuits是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定time。relatedtomanualoperations也是一个过去分词短语,作定语,修饰和限定errors。讲解[4]WithaccurateanalyticsofthequalitycontrolprocessbasedonAIalgorithms,optimalobjectivesalongwithparametersassociatedwiththemcanbeconfigured,whichsignificantlyreducetimetakenfortestingelectricalengineeringdevicesandcircuitswhilealsoeliminatingerrorsrelatedtomanualoperationslikeguessesorapproximations.Notes原句本句意为:通过基于人工智能算法对质量控制过程进行准确分析,可以配置最佳目标及其相关参数,这大大减少了测试电气工程设备和电路所需的时间,同时也消除了与猜测或近似等手动操作相关的错误。讲解人工智能在电气工程中的应用1.人工智能简介人工智能(AI)是计算机科学的一个领域,专注于开发可以智能化、自主工作的技术。人工智能利用先进的算法使计算机能够执行通常需要人类意识而完成的任务,例如做出决策、解决问题和理解环境。它在电气工程中具有广泛的应用,从电力系统自动化到工业机器学习解决方案。在本文中,我们将探讨人工智能如何在电气工程中应用,并看看当前使用这些技术的项目的一些示例。2.人工智能及其用途概述人工智能是一个快速发展的技术领域,它使机器能够以越来越自主和智能的方式行动。人工智能驱动的系统正在电气工程中用于各种应用,从仿真和建模到机器人设计和流程优化。人工智能可用于自主控制电网和变电站等其他大型电力设施,并提高管理复杂制造流程的效率。它还可用于工业工厂内的预测性维护策略。此外,它还能改进智能建筑的能源管理,同时通过自动化减少人工错误。总之,人工智能在彻底改变整个电气工程行业方面具有巨大潜力,其广泛的用途使组织能够利用机器学习算法来优化在各个领域的运营。参考译文3.人工智能在电气工程中的应用人工智能在包括电气工程在内的许多不同行业中越来越受到关注。它可用于帮助执行自动化能源预测和优化电网系统以提高效率等任务。人工智能系统旨在使用现有的基础设施和从传感器获取的数据来构建预测模型并做出决策,从而提高性能、节省成本和更有效地利用资源。此外,人工智能算法可用于产品开发的自动化,例如计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、大数据集的模拟和分析。此外,电力电子工程师利用被称为赫布网络的专门强化学习架构,该架构在面对不稳定的计算环境时可以高效运行。使用这种架构可以帮助高压电力线的设计或智能汽车或无人机的开发。参考译文4.人工智能在电气工程中的益处和挑战在电气工程中使用人工智能具有许多优势。通过人工智能,工程师可以利用复杂的模型和技术来寻找新的解决方案并优化现有的解决方案。此外,在电气工程中使用机器学习算法可以自动执行许多繁琐的任务,而这些任务通常由人手工完成的。自动化还带来了潜在的成本节约,因为不同的流程都得到了简化,并且在更短的时间内找到了更高效的设计,从而降低了劳动力成本。尽管将人工智能纳入电气工程项目具有多种好处,但在广泛采用这项技术之前仍然存在一些挑战。问题之一是数据可用性。尽管传感器技术在提供实时数据集方面取得了进步,但它们仍然非常昂贵且不可靠,这使得预算有限的小型组织很难充分利用人工智能所提供的功能。此外,由于最近的进展集中在训练自主机器上,所以在可解释性方面存在重大障碍。这些机器可能能够解释复杂的数据,但在做出决策时无法产生有意义的解释。这意味着对于那些不了解深度学习算法背后的底层技术的人来说,更难做出准确的。因此,领导团队有时不信任通过自动化系统获得的结果。最后,还需要考虑“黑匣子”问题,其中输入和输出之间可能存在未被发现的不准确的相关性,但如果这些系统提出的假设被视为事实而不是估计,则可能会导致有害的后果。参考译文5.人工智能自动化电网管理人工智能具有彻底改变电气工程领域的巨大潜力。通过使用人工智能技术,电网管理可以实现自动化,以提供高效、可靠的能源供应,并提高安全性。机器学习等人工智能技术可通过识别过去数据中可能不会注意到的模式来检测电力系统中的异常情况。由于具有预测分析功能,这种自动化可以在涉及与电网状态相关的问题时响应更快。此外,人工智能系统还可以更好地预测需求和平衡峰值负载,以确保即使在高使用期也能稳定供电。利用人工智能技术实现电网自动化,可以通过后台运行的智能算法支持的更加智能的决策过程,从宏观层面提高整个国家能源供应的效率和可靠性。参考译文6.利用人工智能开发智能电气系统人工智能越来越多地被用于开发各种行业和应用中的智能电气系统。人工智能技术可用于为各种类型的设备创建自动化、自适应和智能控制系统,从控制电动阀门和泵的执行器到控制机器人等机器的数字电机。此外,人工智能算法还可以为变压器或断路器等主要部件提供预测维护能力,以提高系统可靠性。这可以减少停机时间和停机相关成本,同时无需手动检查而不会牺牲安全标准。此外,它还通过提供复杂操作的反馈来帮助行业工程师增加他们的知识库,这些反馈有助于根据长期收集的历史数据点做出预测性决策。最终,使用人工智能可以更有效地利用资源,同时保持高产量,其准确性比传统方法高得多。参考译文7.人工智能在电气工程自动化质量控制中的应用由于人工智能可以快速准确地检测和识别复杂模式,因此在电气工程中使用人工智能进行自动化质量控制已变得越来越流行。人工智能驱动的系统可以快速检测电机控制、电路设计和嵌入式系统开发等过程中的数据结构与预期结果之间的差异和不一致。通过基于人工智能算法对质量控制过程进行准确分析,可以配置最佳目标及其相关参数,这大大减少了测试电气工程设备和电路所需的时间,同时也消除了与猜测或近似等手动操作相关的错误。此外,自动化有助于更精确地跟踪合规性测量,从而提高整体产品质量和耐用性。参考译文8.人工智能在电气工程诊断中的应用人工智能可以显著提高诊断电气工程设备的准确性和效率。人工智能驱动的检测和电子监控系统可以对复杂的电子设备进行预防性维护。这些系统采用的算法允许系统检测异常、识别环境温度或电压变化等因素、快速解释从传感器或其他数据源检索的数据,并且在工程师的最小干预下准确地计算根本原因分析(RCA)。通过利用人工智能驱动的预测分析,可以制定预防性维护计划,以便在潜在问题出现之前主动预测它们。这确保了最佳的运行性能,同时降低了由于时间推移可能出现的不可预见问题而导致的紧急维修成本。参考译文9.用于电气系统维护的机器学习机器学习作为一种有效维护电气系统的有益技术正在迅速发展。通过使用机器学习算法可以高精度预测关键组件的故障,使工程师和技术人员能够制定程序化的维护计划,从而节省时间和金钱,同时确保系统的最佳效率。这些预测还可以在系统中的潜在薄弱环节造成任何中断或昂贵的维修之前发现问题,从而最大限度地减少停机时间以及生产损失或环境破坏造成的负面影响。聚类、网络分析和模式识别等机器学习技术特别适合对故障代码和示波器读数等电气数据源进行建模,以便在电气系统的整个生命周期内持续准确地监控电气系统的组件。参考译文10.结论由于人工智能具有优化解决方案、自动化任务和解决复杂问题的潜力,它在电气工程领域变得越来越流行和应用。人工智能技术能够用于可再生能源项目、智能电网自动化、故障检测和预防系统、基于无人机的检查操作、基于神经网络的电路设计等应用。利用人工智能的公司可能会利用自动化大幅降低成本,并且由于先进的优化能力,仍然可以提供高质量的最终产品。最终,这可能会提高电气工程行业许多企业的竞争优势。参考译文1)AIstandforArtificialIntelligence.Itisanareaofcomputersciencewhichisfocusedondevelopingtechnologiesthatcanworkintelligentlyandautonomously.2)AIalgorithmscanbeusedtoautomateaspectsofproductdevelopment,suchascomputeraideddesign(CAD),computeraidedmanufacturing(CAM),simulationsand

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