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橫濱橡膠：XAI技術引領輪胎設計新紀元
編者按：橫濱橡膠成功開發一款基于可解釋人工智能(XAI)的輪胎設計輔助系統。這項創新技術的應用，可有效提升產品開發效率，降低成本。人與AI的合作將帶來新的發現和靈感，進一步推動高性能產品的開發。
優科豪馬輪胎日本母公司——橫濱橡膠株式會社宣布，24年7月成功開發出基于可解釋人工智能(XAI)*1的輪胎設計輔助系統。新系統為輪胎設計提供了極具價值的信息，以滿足特定的開發需求。這一創新技術的應用，為技術人員提供了補充知識和經驗的重要信息，可提高開發效率且有效降低開發成本。此外，通過數據降維實現的特征值可視化，可激發新的靈感，進而推動更高性能輪胎產品的創新。
*1: 可解釋人工智能(XAI)是一種人工智能的應用過程，它輔助人類用戶理解并闡明AI的結果和輸出。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。
這套新系統是基于橫濱橡膠2020年10月提出的AI應用構想“HAICoLab”開發而成，可通過輪胎開發流程的創新，實現產品性能的飛躍。在開發過程中，技術人員為實現開發目標，需不斷探索能夠改善輪胎特性(代表性能和質量的數值和指標)的關鍵特征(輪胎材料、形狀、結構等)。新系統的應用，可幫助技術人員利用一種名為SHAP(SHapley Additive exPlanations)的XAI技術識別關鍵特征，以實現輪胎的目標特性，精準響應定制化需求。此外，它還能提供多角度的指標用于參考，不僅能夠幫助技術人員更容易理解如何調整優化設計，還能提升技術人員的工作效率。
*2: Humans 和AI collaborate的縮寫，代表數字創新，也包含了人類和AI聯合研究實驗室的意義。
XAI系統可根據技術人員設定的標準規格和目標特性值，識別需要改進的目標特征及其相關的定量值，并會提示能夠改進這些目標特性的關鍵特征。幫助技術人員從多個角度分析XAI提供的信息(對目標輪胎特性有用的特征值)，并對規格進行優化改進，利用橫濱橡膠在2021年開發的特征值估算AI，反復檢查每個特征值是否達到目標水平，進而最終確定規格及其依據(包括可持續評估和改進的關鍵設計因子(特征值)及相應貢獻率)。人與AI的合作將帶來新的發現和靈感，推動更高性能產品的開發。
橫濱橡膠今后在利用該系統開發各類輪胎產品的同時，還將不斷擴大HAICoLab的應用領域。
HAICoLab是一個通過將人類獨特的靈感和創造力與AI龐大的數據處理能力相結合，實現數字化轉型的框架。這種合作融合了不同領域的視角和與自身不同的意見，進一步豐富了現有的經驗、知識和評估標準。借助這一框架，人們能夠理解、分析和評估AI生成的結果，而不被先入為主的觀念和認知偏見困住。
橫濱橡膠在輪胎開發中使用HAICoLab的成果包括開發了一套能預測橡膠物理特性和關鍵輪胎性能的AI系統(2021年)，以及一套用于生成橡膠配方的AI系統(2022年)。此外，為了讓HAICoLab在其他領域也能得到應用，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數字技術對產品、工藝和服務進行創新。通過這些努力，橫濱橡膠將為實現"Society 5.0"作出巨大貢獻。"Society 5.0"是一種由日本政府倡導的未來社會理念，希望通過人工智能(AI)和物聯網(IoT)等創新技術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屆日本橡膠科學技術協會的年度獎項。
下圖為"人與AI的協作"輪胎規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。
關于橫濱橡膠
橫濱橡膠株式會社自1917 年創立以來，始終遵循“以凝聚我們誠心與技術的產品，不斷創造幸福和財富”的基本企業理念。為全球用戶提供輪胎產品、工業產品、體育用品等廣泛的產品系列。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量約33617名，業務發展遍及29個國家，有約145個生產基地。百余年來，橫濱橡膠作為綜合橡膠制造商已經確立了自身穩固的地位，近年來通過國際間的企業收購合并等業務，繼續穩步成長，是全球排名前十的輪胎橡膠制造企業。
關于優科豪馬輪胎
優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、橡膠制品生產工廠及2家銷售公司共計7家公司進行經營管理，并負責對中國項目的投資與擴建。目前，已在全國31個省、自治區、直轄市建立了2000多家YOKOHAMA(優科豪馬)輪胎銷售服務網點，形成了覆蓋全中國的銷售服務網絡。
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