1.(19)中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局 (12)發(fā)明專利申請 (10)申請公開號 (43)申請公開日 (21)申請?zhí)?202010590353.7 (22)申請日 2020.06.24 (71)申請人平頂山大學地址 467000 河南省平頂山市建設(shè)路240號平頂山大學 (72)發(fā)明人薛亞旭杜浩杰戴克杰李闊虎李杰余亞東 (74)專利代理機構(gòu)北京科一知識產(chǎn)權(quán)代理機構(gòu)（普通合伙） 11350代理人宋秀珍 (51)國際合作 C03B 33/03 (2006.01) C03B 33/02 (2006.01) (54) 發(fā)明名稱 一種基于人工智能的計算機顯示屏裁剪裝置 (57) 摘要
2、本發(fā)明公開了一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，主要包括滑道、送料擺臂、導軌、切割機、同步軸。左右對稱設(shè)置的兩根導軌的前后端之間固定安裝有端板，兩端板之間固定安裝有對稱設(shè)置的導桿，位于后端的端板后端固定安裝有儲料架。導軌上部滑動安裝有滑道座，滑道座的上方固定安裝有滑道座，滑道內(nèi)側(cè)中部固定安裝有對稱設(shè)置的裝配架，裝配架中部可轉(zhuǎn)動安裝有驅(qū)動軸。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，自動化程度高，自動切片，提高效率，自動送料，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，送料平穩(wěn)，替代人工送料，更加安全； 內(nèi)部驅(qū)動裝置較少，聯(lián)動合理，機械結(jié)構(gòu)取代過多的驅(qū)動器，防止發(fā)生故障。
3、降低費率，后期維護方便。 權(quán)利要求書2頁說明書5頁附圖7頁CN 111704354 A 2020.09.25CN 111704354 A 1.一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，主要包括滑臺（1）、送料擺臂、導軌（11）、切割機、同步軸（19），其特征在于：左右對稱設(shè)置的兩根導軌（11）的前后端之間固定安裝有端板（10），兩根端板（10）之間固定安裝有對稱設(shè)置的導桿（8），位于后端的端板（10）的后端固定安裝有儲料架（9），導軌（11）的上部滑動安裝有滑臺座（6），滑臺座（6）的上方固定安裝有滑臺座（1），滑臺（1）的內(nèi)側(cè)中部固定安裝有對稱設(shè)置的裝置。
4、安裝架（21），安裝架（21）中部轉(zhuǎn)動安裝有驅(qū)動軸（5），滑梯（1）中部固定安裝有與驅(qū)動軸（5）相配合的軸套（22），導桿（8）上方的驅(qū)動軸（5）上固定安裝有滾輪（25），兩驅(qū)動軸左端固定安裝有驅(qū)動輪（24），兩驅(qū)動輪（24）之間套裝有驅(qū)動皮帶（23），滑梯（1）右側(cè)固定安裝有滑梯電機（26），滑梯電機（26）的電機軸通過聯(lián)軸器與位于前端的驅(qū)動軸（5）固定連接； 滑梯(1)的頂部固定安裝有交錯排列的蓋板(18)，蓋板(18)的中間轉(zhuǎn)動安裝有等距排列的同步軸(19)，同步軸(19)外側(cè)固定安裝有等距排列的橡膠輪(2)，同步軸(19)固定安裝。
5、在罩殼(18)內(nèi)側(cè)側(cè)壁上固定安裝有同步鏈輪(28)；在同一罩殼(18)內(nèi)的兩個同步鏈輪(28)之間套裝有同步鏈條(27)；在滑臺(1)左側(cè)固定安裝有防塵罩(29)；在防塵罩(29)后側(cè)固定安裝有送料電機(30)；在位于防塵罩(29)內(nèi)的同步軸(19)外壁上固定安裝有同步軸輪(4)；同步軸輪(4)通過鏈條與固定在送料電機(30)電機軸上的鏈輪裝配連接；在滑臺(1)后側(cè)裝配安裝有送料擺臂；在滑臺(1)后側(cè)中部固定安裝有與送料擺臂相配合的雙頭氣動馬達(31)；在雙頭氣動馬達(31)中部固定安裝有擺軸(32)； 擺軸（32）固定連接在送料擺臂下部；滑板（1）。
6.)后側(cè)固定安裝有與送料擺臂配合的限位座（34），導軌（11）前側(cè)右側(cè)固定安裝有切割機。 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，其特征在于：切割機主要包括傳送帶(17)，傳送帶(17)的前后端固定安裝有左、右滑道(12)，左、右滑道(12)之間可滑動安裝有前后滑道(16)，前后滑道(16)上部安裝有前后滑道座(15)，前后滑道座(15)前左側(cè)固定安裝有切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺(13)，切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺(13)底端安裝有刀頭(43)，前后滑道座(15)后左側(cè)固定安裝有切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺(14)，切片壓板安裝于切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺(14)底端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，其特征在于：送料擺臂主要包括送風架(3)、支撐臂(7)、擺臂(33)、吸管(35)、吸盤(36)、伸縮氣缸(37)、滑套(38)、導向件(39)、十字擋塊(40)和拉簧(41)；擺臂(33)下部套接并固定安裝在擺軸(32)外側(cè)；擺臂(33)頂端固定安裝有支撐臂(7)；支撐臂(7)前端中部嵌裝并固定安裝有伸縮氣缸(37)；伸縮氣缸(37)前端固定安裝有送風架(3)；送風架(3)底端固定安裝有導向件(39)； 支撐臂（7）頂側(cè)壁設(shè)有與導向件（39）配合的滑動槽；送風框架（3）頂側(cè)壁穿過實體。
8.固定安裝有滑套(38)，滑套(38)中部滑動安裝有吸管(35)，吸管(35)上部外側(cè)固定安裝有吸盤(36)，吸管(35)底部固定安裝有十字擋塊(40)，滑套(38)內(nèi)壁與吸管(35)下側(cè)壁之間固定安裝有拉簧(41)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，其特征在于：滑套(1)頂部安裝有與同步軸(19)配合的壓力座(20)，壓力座(20)與同步軸(19)之間安裝有軸承。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，其特征在于：安裝架(9)采用前低后高的結(jié)構(gòu)。
9.后高“L”形支架，儲料架（9）側(cè)壁設(shè)有橡膠片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，其特征在于：送風架（3）、雙頭氣動馬達（31）及伸縮氣缸（37）通過管路與外部送風設(shè)備、外部氣動控制設(shè)備固定連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，其特征在于：左右滑板（12）、切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺（13）、切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺（14）、前后滑板（16）、傳送帶（17）、滑板電機（26）及送料電機（30）通過線束與外部電源及外部控制設(shè)備電連接。Claims 2/2 Page 3 CN 111704354 A 3 一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置。
10.帶AI技術(shù)的電腦顯示屏切割裝置 技術(shù)領(lǐng)域 0001 本發(fā)明涉及顯示屏加工領(lǐng)域，具體涉及一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置。 背景技術(shù) 0002 顯示器又通常稱為監(jiān)視器，顯示器是電腦的I/O設(shè)備，即輸入輸出設(shè)備，是通過特定的傳輸設(shè)備將一定的電子文件顯示到屏幕上，再反映到人眼的顯示工具。 根據(jù)制造材質(zhì)不同可分為：陰極射線管顯示器(CRT)、等離子顯示器PDP、液晶顯示器LCD等。 在加工顯示屏時，需要對顯示屏的外層玻璃板進行加工，采用自動化切割實現(xiàn)分割。 0003 現(xiàn)有的切割設(shè)備自動化程度低，切割后需要人工進行分離，這項工作非常費力。
11、該工藝易受工人技術(shù)因素影響，造成產(chǎn)品不良；且上料時，大片玻璃不方便上料，人工上料自動化程度低，效率低；內(nèi)部驅(qū)動裝置多，能耗大，驅(qū)動裝置多，故障率高，后期維護不方便。發(fā)明內(nèi)容0004本發(fā)明的目的在于提供一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。0005為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：0006一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，主要包括滑道、上料擺臂、導軌、切割機及同步軸，左右對稱設(shè)置的兩導軌的前后端之間固定安裝有端板，左右對稱設(shè)置的導桿固定安裝于兩端板之間，所述導桿的后端與滑道的后端相對應。
12、端板后端固定安裝有儲料架，導軌上部滑動安裝有滑動座，滑動座上方固定安裝有滑動架，滑動架內(nèi)側(cè)中部固定安裝有對稱設(shè)置的裝配架，裝配架中部可轉(zhuǎn)動安裝有驅(qū)動軸，滑動架中部固定安裝有與驅(qū)動軸相配合的軸套，驅(qū)動軸上位于導桿上方固定安裝有滾輪，兩驅(qū)動軸左端固定安裝有驅(qū)動輪，兩驅(qū)動輪之間套裝安裝有驅(qū)動皮帶，滑動架右部固定安裝有滑動架電機，滑動架電機的電機軸通過聯(lián)軸器與位于前端的驅(qū)動軸固定連接； 0007 滑動架的頂部固裝交錯排列的蓋殼，蓋殼中部轉(zhuǎn)動安裝有等距排列的同步軸，同步軸外側(cè)固裝有等距排列的橡膠輪，位于蓋殼內(nèi)側(cè)的同步軸側(cè)壁固裝有同步鏈輪。
13、位于同一罩殼內(nèi)部的兩個同步鏈輪之間套設(shè)同步鏈條，滑臺左側(cè)固定安裝有防塵罩，防塵罩后側(cè)固定安裝有送料電機，防塵罩內(nèi)部的同步軸外壁固定安裝有同步軸輪，同步軸輪通過鏈條與固定在送料電機電機軸上的鏈輪裝配連接；0008、滑臺后側(cè)裝配安裝有送料擺臂，滑臺后側(cè)中部固定安裝有與送料擺臂相配合的雙頭氣動馬達，雙頭氣動馬達中部固定安裝有擺軸，擺軸與送料擺臂下部固定連接，滑臺后側(cè)固定安裝有與送料擺臂相配合的限位座，導軌前右側(cè)固定安裝有切割機。 0009作為本發(fā)明的進一步的解決方案：切割機主要包括傳送帶，傳送帶的前后端固定安裝有左、右滑板，左。
14、前后滑板滑動連接在左右滑板之間，前后滑板安裝在前后滑板的上部，前后滑板前左側(cè)固定安裝有切割旋轉(zhuǎn)伸縮臺，切割旋轉(zhuǎn)伸縮臺的底端安裝有刀頭，前后滑板后左側(cè)固定安裝有切片旋轉(zhuǎn)伸縮臺，切片旋轉(zhuǎn)伸縮臺的底端安裝有切片壓桿。0010作為本發(fā)明的進一步解決方案：送料擺臂主要包括送風架、支撐臂、擺臂、吸管、吸盤、伸縮氣缸、滑套、導向件、十字擋架、拉簧。 擺臂下部套設(shè)并固定安裝在擺軸外側(cè)，擺臂頂部固定安裝有支撐臂，支撐臂前端中部嵌設(shè)并固定安裝有伸縮氣缸，伸縮氣缸前端固定安裝有送風架，送風架底部固定安裝有送風支架。
15、固定安裝有導向件，支撐臂頂側(cè)壁上設(shè)有與導向件配合的滑槽，送風架頂側(cè)壁上固定安裝有滑套，滑套中部滑動安裝有吸管，吸管上部外側(cè)固定安裝有吸盤，吸管底部固定安裝有十字擋塊，滑套內(nèi)壁與吸管下側(cè)壁之間固定安裝有拉簧。0011作為本發(fā)明的進一步解決方案：滑動架頂部裝配安裝有與同步軸配合的壓座，壓座與同步軸之間裝配安裝有軸承。0012作為本發(fā)明的進一步解決方案：儲物架采用前低后高的“L”型支架，儲物架側(cè)壁上設(shè)有橡膠片。 0013 作為本發(fā)明的進一步的解決方案：所述供氣框架、雙頭氣動馬達、伸縮氣缸通過管路與外部供氣設(shè)備和外部氣動控制設(shè)備固定連接。
16. 0014 作為本發(fā)明的進一步解決方案：左右滑臺、切割旋轉(zhuǎn)伸縮臺、切片旋轉(zhuǎn)伸縮臺、前后滑臺、傳送帶、滑臺電機、送料電機通過線束與外部電源及外部控制裝置電連接。 0015 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是： 0016 本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，設(shè)備自動化程度高，自動切片，提高效率，自動送料，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，送料平穩(wěn)，取代人工送料，更加安全；內(nèi)部驅(qū)動裝置較少，聯(lián)動合理，機械結(jié)構(gòu)取代過多的驅(qū)動器，故障率降低，后期維護方便。 附圖說明 0017 圖1為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置的俯視示意圖。 0018 圖2為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置。
17.滑道、導軌、傳動軸、滾輪及滑道電機的俯視示意圖。0019圖3為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置中的滑道、同步軸、膠輪及滑道座的俯視示意圖。0020圖4為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置中的同步軸、送料電機及防塵罩的右視示意圖。0021圖5為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置中的滑道、吸盤、擺臂、支撐臂及雙頭氣動馬達的俯視示意圖。0022圖6為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置中的滑道、吸盤、擺臂、支撐臂及雙頭氣動馬達的左視示意圖。0023圖7為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置中的送風架、滑套、吸管、吸盤及拉簧的左視示意圖。
18. 0024 FIG8為基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置中的前后滑板、前后滑軌、切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺、切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺的示意圖。 0025 圖中：滑板1、膠輪2、送風架3、同步軸輪4、傳動軸5、滑板6、支臂7、導桿8、儲料架9、端板10、導軌11、左右滑板12、切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺13、切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺14、前后滑板15、前后滑板16、傳送帶17、上蓋18、同步軸19、壓座20、裝配架21、軸套22、傳動帶23、驅(qū)動輪24、滾輪25、滑板電機26、同步鏈27、同步鏈輪28，。
19、防塵罩29、送料電機30、雙頭氣動馬達31、擺軸32、擺臂33、限位座34、吸管35、吸盤36、伸縮氣缸37、滑套38、導板39、十字擋架40、拉簧41、切片壓桿42、刀頭43。具體實施方式0026下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員未經(jīng)創(chuàng)造性勞動所獲得的其它實施例均屬于本發(fā)明的保護范圍。0027在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”。
20.“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等所表示的方向或位置關(guān)系，是基于附圖所示的方向或位置關(guān)系，僅為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，并非旨在表明或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方向、以特定的方向構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。0028在本發(fā)明的描述中，需要注意的是，除非另有明確的規(guī)定和限制，術(shù)語“安裝”、“連接”、“設(shè)置”應作廣義理解，例如，可以是固定連接或設(shè)置，也可以是可拆卸連接或設(shè)置，也可以是一體連接或設(shè)置。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明中的上述術(shù)語可以根據(jù)具體情況來理解。
21、具體含義。0029請參考圖。 18、本發(fā)明實施例中，基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置主要包括滑臺1、送料擺臂、導軌11、切割機及同步軸19，左右對稱設(shè)置的兩個導軌11的前后端之間固定安裝有端板10，左右對稱設(shè)置的導桿8固定安裝于兩端板10之間，位于后端的端板10后端固定安裝有儲料架9，導軌11上部滑動安裝有滑臺座6，滑臺座6上方固定安裝有滑臺座1，滑臺1內(nèi)側(cè)中部固定安裝有對稱設(shè)置的組裝架21，組裝架21中部可轉(zhuǎn)動安裝有驅(qū)動軸5，滑臺1中部固定安裝有與驅(qū)動軸5配合的套筒22，位于導桿8上方的主動軸5上固定安裝有滾輪25，二者同稱。
22、主動軸左端固定安裝有主動輪24，兩主動輪24之間套裝有主動帶23。滑臺1右部固定安裝有滑臺電機26，滑臺電機26的電機軸通過聯(lián)軸器與位于前方的主動軸5固定連接； 0030滑臺1的上方固裝交錯排列的蓋殼18，蓋殼18的中間轉(zhuǎn)動安裝有等距排列的同步軸19，同步軸19的外側(cè)固裝有等距排列的膠輪2，位于蓋殼18內(nèi)部的同步軸19的側(cè)壁上固裝有同步鏈輪28，位于同一蓋殼18內(nèi)部的兩個同步鏈輪28之間套裝有同步鏈條27，滑臺1的左側(cè)固裝有防塵殼29，防塵殼29后側(cè)固裝有送料電機30，同步軸19固裝在防塵殼29內(nèi)部的外壁上。
23、設(shè)有同步軸輪4，同步軸輪4通過鏈條裝配連接在固定在送料電機30的電機軸上的鏈輪上；0031在滑臺1的后側(cè)裝配安裝送料擺臂，在滑臺1的后側(cè)中間固定安裝與送料擺臂相配合的雙頭氣動電機31，在雙頭氣動電機31的中間固定安裝擺軸32，擺軸32固定連接在送料擺臂的下部； 滑臺1后側(cè)固裝與送料擺臂配合的限位座34，導軌11前右側(cè)固裝切割機。0032切割機主要包括傳送帶17，傳送帶17前后端固裝左、右滑臺12，左、右滑臺12之間滑動安裝有前后滑臺16，前后滑臺16上部組裝安裝有前后滑座15。
24、后滑板15前左側(cè)固定安裝有切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺13，切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺13底端安裝有切刀頭43。前后滑板15后左側(cè)固定安裝有切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺14，切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺14底端安裝有切片壓桿42。0033送料擺臂主要包括送風架3、支撐臂7、擺臂33、吸管35、吸盤36、伸縮氣缸37、滑套38、導向件39、十字擋架40、拉簧41。擺臂33下部套接固定安裝在擺軸32外側(cè)，擺臂33上部固定安裝有支撐臂7，支撐臂前端中部支撐臂7上嵌設(shè)并固定安裝有伸縮氣缸37，伸縮氣缸37的前端固定安裝有送風架3，送風架3的底端固定安裝有導向件39，支撐臂7的頂側(cè)壁上設(shè)有與導向件39配合的導向槽39。
25，形成滑動槽，在送風架3頂側(cè)壁上固定安裝滑動套38，滑動套38中部滑動安裝吸管35，吸管35上部外側(cè)固定安裝吸盤36，吸管35底端固定安裝十字擋塊40，滑動套38內(nèi)壁與吸管35下側(cè)壁之間固定安裝拉簧41。0034滑動架1頂部裝配安裝與同步軸19配合的壓力座20，壓力座20與同步軸19之間裝配安裝軸承。0035儲料架9采用前低后高的“L”型支架，儲料架9側(cè)壁上安裝有橡膠板。0036送風架 3、雙頭氣動馬達31、伸縮氣缸37通過管路與外部供氣設(shè)備和外部氣動控制設(shè)備固定連接。0037左右滑板12、切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺13、切片。
26、旋轉(zhuǎn)伸縮平臺14、前后滑板16、傳送帶17、小車電機26、送料電機30通過線束與外部電源及外部控制裝置電連接。0038本發(fā)明的工作原理為：0039本發(fā)明涉及一種基于人工智能的電腦顯示屏切割裝置，該切割裝置自動化程度高，切割前兩傳動軸配合導桿帶動小車1前后滑動，同步擺動的送料擺臂向后擺動90度，然后小車1繼續(xù)向后運動，將吸盤壓在靠在架子9上的整塊玻璃的前側(cè)，通過拉簧的設(shè)置，使吸管能前后滑動，避免損壞玻璃。送風架由外部真空設(shè)備抽真空，將玻璃吸附在送料擺臂后側(cè)。 然后伸縮氣缸37伸出，一端將玻璃抬起，托架1一端向前移動。
27、到達距離后，送料擺臂向前擺動復位，避免玻璃下部與玻璃或儲料架發(fā)生碰撞。送料擺臂與滑道復位后，通過同步軸、膠輪推動玻璃上切機，切割旋轉(zhuǎn)伸縮臺13配合雙自由度導軌進行切割。切割旋轉(zhuǎn)伸縮臺13可使刀頭43旋轉(zhuǎn)90度，以適應縱、橫向切割。切割完成后，切片旋轉(zhuǎn)伸縮臺14可移動至分條位置，切片壓桿42通過切片旋轉(zhuǎn)伸縮臺14的伸出，向下壓緊，彈性輸送帶將玻璃彈性支撐，在受力切割位置，玻璃分離，模擬人工切片操作，自動進行，施力穩(wěn)定，保證成功率，提高效率，減少后續(xù)人工工序，避免不良品過多。 切割旋轉(zhuǎn)伸縮平臺13、切片旋轉(zhuǎn)伸縮平臺14伸長。
28. The retractable platform 14 is formed by combining the existing electric rotating platform and the existing electric telescopic platform; the device has a high degree of automation, automatic slicing, improved efficiency, automatic loading, stable structure, stable loading, replacing manual loading, and is safer; there are fewer internal drive devices, reasonable linkage, and the mechanical structure replaces too many drivers, the failure rate is reduced, and the later maintenance is convenient. 0040 For those skilled in the art, it is obvious that the present invention is not limited to the details of the above exemplary embodiments, and the present invention can be implemented in other specific forms without departing from the spirit or basic features of the present invention. Therefore, no matter from which point of view, the embodiments should be regarded as exemplary and non-restrictive, and the scope of the present invention is not limited by the attached claims.
29.這是在上述描述中的限制，因此，在本發(fā)明中包含了索賠的等效元素的含義和范圍。清晰的藝術(shù)品應將每個體現(xiàn)中的技術(shù)解決方案視為整個規(guī)范。 指令表5/5 Page 8 CN 111704354 A 8圖1指令表1/7 Page 9 CN 111704354 A 9圖2指令2/7 Page 10 CN 111704354 A 10圖3指令3指令3/7 4354 A 13圖6圖7指令表6/7 Page 14 CN 111704354 A 14圖8指令表7/7 Page 15 CN 111704354 A 15。
為民院士：科學人工智能的興起，使高性能計算與人工智能的融合成為必然
楊菁編譯自MEET2023
量子比特 | 公眾號QbitAI
人們對于算力的需求比以往更加強烈，甚至有人說：誰擁有了算力，誰就擁有了未來。
Metaverse、AIGC、AI for Science的出現(xiàn)為高性能計算（HPC）增添了動力。
在諸多挑戰(zhàn)和機遇并存、交織的當下，人工智能領(lǐng)域領(lǐng)軍人物、中國工程院院士、清華大學計算機科學與技術(shù)系教授鄭為民在MEET2023智慧未來大會上分享了他的見解和思考。
預計未來2到4年內(nèi)將會出現(xiàn)HPC(高性能計算)+AI+大數(shù)據(jù)融合的服務(wù)器。
AI for Science的出現(xiàn)，讓HPC+AI的融合成為剛需；而數(shù)據(jù)處理是AI的基礎(chǔ)，因此數(shù)據(jù)與AI的融合也是水到渠成。
他甚至開玩笑說，想要獲得高性能計算領(lǐng)域的戈登貝爾獎，必須要有AI算法，如果你沒有AI算法，你就拿不到獎。
這雖然是一句玩笑話，但其實是一種趨勢。
此外，他還談到了人工智能計算機設(shè)計的三大平衡原則、AI基準設(shè)計的四大目標，以及如何通過并行方法加速大規(guī)模預訓練模型。
為了充分體現(xiàn)鄭為民院士的分享與思考，量子位在不改變原意的情況下對其演講內(nèi)容進行了編輯整理。
關(guān)于MEET智能未來大會：MEET大會是量子位主辦的智能科技領(lǐng)域頂級商業(yè)峰會，致力于探索前沿技術(shù)的落地與行業(yè)應用。今年，數(shù)十家主流媒體及直播平臺對MEET2023大會進行了報道及直播，吸引了超過300萬行業(yè)用戶線上參與，全網(wǎng)總曝光量累計超過2000萬。
演講要點
（以下為鄭為民院士演講全文）
人工智能計算機設(shè)計的三大平衡原則
今天我給大家講一下我們團隊針對人工智能做的三件事，分別是人工智能和計算基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計、評估和優(yōu)化。
首先，HPC（高性能計算）和AI的應用是不同的。
HPC主要應用于科學與工程計算、天氣預報、核聚變模擬、飛機設(shè)計等，它的計算精度是雙精度浮點計算，64位甚至128位，所以加減乘除運算都很快，這是最主要的區(qū)別。
人工智能計算機是半精度甚至是定點的，8位、16位或32位。
所以這兩個機器應該是不一樣的，而且人工智能計算機也是近兩年才出現(xiàn)的，所以我們團隊設(shè)計了一臺可以更好處理人工智能問題的計算機，它長什么樣子呢？
我們團隊的第一個貢獻是人工智能計算機設(shè)計中的平衡原則。
第一，計算平衡的設(shè)計。人工智能是處理單精度還是定點數(shù)，你的機器是不是只需要做定點數(shù)和單精度？但其實不然，雖然我們主要考慮半精度計算，但是也要考慮雙精度計算能力。
在過去的兩年里我學到了很多：
1）雙精度與半精度計算性能比為1：100，性能良好。
2）人工智能計算機不能只做CNN，還需要訓練大型模型。
因此，提出了可變精度平衡設(shè)計概念，這通常需要額外的通用計算。
第二，網(wǎng)絡(luò)的均衡設(shè)計。由于這個機器非常龐大，是由幾千、幾萬個小機器連接在一起的，所以網(wǎng)絡(luò)也必須設(shè)計得好。如果只是CNN的話，很容易做，但是訓練也要考慮。這種情況下，如何均衡網(wǎng)絡(luò)設(shè)計也很重要。
第三，存儲，也就是IO子系統(tǒng)的設(shè)計。我們知道現(xiàn)在每臺機器都有一個SSD，那么怎么把各個SSD組合成一個大的分布式文件系統(tǒng)呢？這個也是很重要的。
因此我們提出了這三個平衡設(shè)計原則，被很多公司采用。現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有20多個城市陸續(xù)上線了人工智能超算中心，讓算力無處不在、觸手可及，而它們大多都運用了平衡設(shè)計的思想。
當前行業(yè)趨勢是HPC+AI+BigData的融合，過去HPC是一臺機器，AI是另一臺機器，大數(shù)據(jù)處理是第三臺機器，這三臺機器各自為政，但現(xiàn)在這三臺機器正在融合。
我為什么這么說呢？
一方面，AI for Science的出現(xiàn)使得HPC方案能夠包含AI算法，因此HPC+AI的融合成為剛需。
我曾經(jīng)開玩笑說，在高性能計算領(lǐng)域，如果你想獲得戈登貝爾獎，你必須有AI算法，如果你沒有AI算法，你就得不到獎。這是一句玩笑話，但實際上是一種趨勢。
另一方面，數(shù)據(jù)處理是AI的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)和AI的融合也是自然而然的事情，所以我估計2到4年后就會出現(xiàn)HPC、AI、BigData三者融合的服務(wù)器。
這是我們課題組的第一個貢獻，這就是人工智能計算機應該是什么樣子的。
AI基準設(shè)計應實現(xiàn)四個目標
第二個貢獻是大規(guī)模人工智能算力基準測評程序AIPerf。
這意味著什么？傳統(tǒng)HPC有一個評估程序叫Linpack，用來評估TOP500，但不能用來評估AI計算機。Linpack是用來衡量64位甚至128位加減乘除運算速度的，而現(xiàn)在的AI計算機都是16位、32位，甚至8位的，完全不一樣。
所以我們需要做一個能夠回答這個問題的AI算力基準測試程序，希望有一個簡單的評估指標來判斷哪個系統(tǒng)的AI算力更強。
現(xiàn)在有沒有相關(guān)的評估方案呢?其實有的，但是都不是很合適。
例如，DeepBench 針對的是單芯片，不適合整機評估。Mobile AI Bench 針對的是移動硬件上的模型訓練評估，而不是整個系統(tǒng)。MLPerf 不可擴展。因此，我們決定自己做一個。
要設(shè)計AI基準，必須實現(xiàn)以下四個目標：
1. 統(tǒng)一評分。我們希望運行基準測試并獲取單一值，而不是一份報告，這似乎很費力。
2. 問題規(guī)模多變。Benchmark 可以測試 4 個節(jié)點的機器，也可以測試 1000 個、20000 個節(jié)點的機器。大規(guī)模做起來比較困難。
3.具有實際的人工智能意義。不能只講加減乘除，否則不能體現(xiàn)人工智能的問題。尤其要體現(xiàn)人工智能問題中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運算和自然語言處理能力。
4、評估程序中包含了必要的多機通信，因為評估程序是一個由多臺機器連接在一起組成的大系統(tǒng)，需要通信。
最后，由清華大學牽頭的團隊創(chuàng)建了一個AIPerf來進行測試，并在2020年11月15日首次發(fā)布。我們希望AI計算機能有一個AIPerf 500，就像HPC有TOP 500一樣。
現(xiàn)已連續(xù)三年每年發(fā)布該排行榜，得到眾多單位和企業(yè)的認可。
大規(guī)模預訓練模型的三種并行加速方法
第三個貢獻是針對數(shù)百萬億參數(shù)的超大規(guī)模訓練模型的加速方法。
舉個簡單的例子，學術(shù)界已經(jīng)達成共識，模型規(guī)模和模型效果是正相關(guān)的。GPT有1.1億個參數(shù)，GPT-3有1750億個參數(shù)，悟道2.0有1.75萬億個參數(shù)，我們的八卦爐有174萬億個參數(shù)。應該說參數(shù)越多，效果越好，越接近人類智能，但是有一個問題，就是訓練數(shù)據(jù)越多，需要的算力就越大。
我們看左圖的SAT（美國大學入學考試）任務(wù)，如果模型參數(shù)達到100B（相當于1000億個參數(shù)），那么模型就能以70%的準確率完成SAT。
因此探索參數(shù)值較大的模型的效果具有重要的科學意義。
但隨著模型的變大，問題也隨之而來，國內(nèi)很多公司做的模型都很好，但如何把模型裝到機器上，還是存在一些問題。
比如我們在新一代神威架構(gòu)芯片上安裝了八卦爐模型。
圖中可以看到，核心組有64個核心，加上黑色的主核，一共有65個核心。一個CPU有6個這樣的部件：CG0，CG1，CG2，CG3，CG4，CG5，這6個通過環(huán)形網(wǎng)絡(luò)連接在一起。我們稱它為一個節(jié)點，把它整合成一塊。一個節(jié)點大約有390個核心。一共256個節(jié)點組成一個超級節(jié)點。超級節(jié)點內(nèi)部通訊是直連的，超級節(jié)點之間的通訊必須經(jīng)過上層網(wǎng)絡(luò)。
因此256個節(jié)點之間的通信非常快，可以一步完成，但超級節(jié)點之間的通信相對較慢。
然而在本機上運行大型模型時問題就出現(xiàn)了。目前所有預訓練的模型都是 Transformer，而 Transformer 結(jié)構(gòu)由 embedding 層、attention 層和前饋網(wǎng)絡(luò)層組成。中間的 attention 層和前饋層會經(jīng)過 N 次迭代，整個操作基本就是矩陣乘法。
如果一個模型能在單CPU上運行，那是最簡單不過了，但是CPU的計算能力和內(nèi)存有限，模型不可能那么大，所以大模型的訓練一定是多機分布式的，這就涉及到各種并行的方法。
第一是數(shù)據(jù)并行，如果整個模型有兩個節(jié)點，一個模型節(jié)點0，一個模型節(jié)點1，那么整個模型就是數(shù)據(jù)并行的，一半的數(shù)據(jù)用來訓練學習。但是要注意，因為只輸入了一半的數(shù)據(jù)，所以訓練結(jié)果并不是最終的結(jié)果。所以中間需要用到AII-Reduce，AII-Reduce 又做了大量的通信，使得整個事情變得非常復雜。
第二種是模型并行，把整個模型切分為兩半，一半在模型節(jié)點0，另一半在模型節(jié)點1，整個數(shù)據(jù)用來訓練，訓練之后的結(jié)果并不是最終結(jié)果，因為只訓練了一半的模型。還有AII-Gather，也是用來通訊的。
第三類，專家并行，與數(shù)據(jù)并行、模型并行一樣，也需要通信。
現(xiàn)在如果你只有一種方法，你該用哪種并行方法呢？其實這個跟計算機結(jié)構(gòu)有關(guān)系，如果各個計算機之間的通訊很快，那么可以用數(shù)據(jù)并行；如果你的通訊很慢，那么就要考慮模型并行或者專家并行。
那么這些模型如何和實際數(shù)據(jù)、機器狀況相匹配呢?這就涉及到軟件和硬件的配合。
我們在新一代申威機上采用了“拓撲感知的混合并行模式”。
具體來說，如前所述，該架構(gòu)的節(jié)點內(nèi)部通信很快，但是超級節(jié)點之間的通信相對較慢，因此在混合并行模式下，通信超級節(jié)點內(nèi)部采用數(shù)據(jù)并行，超級節(jié)點之間采用專家并行或者模型并行。
此外，還有內(nèi)存大小和內(nèi)存訪問等問題：如何讓內(nèi)存訪問更快，負載更均衡？
做大規(guī)模模型訓練的時候，軟硬件平均每小時都會出錯一次，不要覺得機器不靠譜，現(xiàn)在的水平已經(jīng)很不錯了。所以一般都會有checkpoint，如果寫得不好，這個任務(wù)要三個小時，怎么加速呢？最后我們10分鐘就做完了。
現(xiàn)在我們把我們的模型，特別是并行訓練的模型開源了，放到了開源系統(tǒng)FastMOE里面，現(xiàn)在已經(jīng)得到了業(yè)界的廣泛認可，阿里的淘寶、天貓，騰訊的端到端語言模型，都用到了我們的并行系統(tǒng)，百度的PaddlePaddle的MOE模塊也是用到了我們的FastMOE。
綜上所述，第一，人工智能算力是當前人工智能領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。
二、團隊對人工智能的三點小貢獻：
1）我們提出了AI計算基礎(chǔ)設(shè)施的架構(gòu)和均衡的設(shè)計原則，現(xiàn)在全國20多個城市的20多個人工智能超算中心，基本都采用了我們的設(shè)計思想。
2）我們做了一個測評，也就是人工智能基準程序AIPerf，現(xiàn)在每年都會發(fā)布500人的榜單，在國內(nèi)外產(chǎn)生了一定的影響。
3）如何快速訓練大型模型？特別是在數(shù)據(jù)并行、模型并行和專家并行方面。我們做了一個庫并開源了。現(xiàn)在業(yè)界都在用我們的東西來加速大型訓練模型的訓練。
因此我們團隊對人工智能做出了這三點小貢獻，希望能夠推動人工智能的發(fā)展。
如果有不對的地方請大家批評指正，謝謝！
- 超過-
量子比特QbitAI·簽約
關(guān)注我們，第一時間獲取最新前沿科技資訊
上很硬的微軟終于在最近又軟了，之前一直必須要求有TPM 2.0支持才能檢測更新升級Windows11操作系統(tǒng)，最近有網(wǎng)友傳出消息說是可以通過簡單地注冊表修改直接繞過這個限制，狼叫獸今天就拿一臺大約十年前的搭載第四代酷睿i5-4200U處理器的筆記本來測試一下這個方法到底是否可行。
3分鐘即可解鎖更新
首先我的筆記本目前是Windows 10專業(yè)版最新的消費者版本，在檢查更新的頁面，只有“該設(shè)備不可以兼容Windows11”的提示，無法檢測到其他更新內(nèi)容。
注意：先不要著急跟著操作，看到后面再說。
第一步，開啟注冊表
參照網(wǎng)友提供的方法，首先使用快捷鍵Win+R（Win鍵是鍵盤左下角的Windows logo按鍵）打開運行窗口，輸入regedit，點擊運行打開注冊表編輯器。
注冊表編輯器
第二步，創(chuàng)建鍵值
定位到“計算機\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Setup\MoSetup”，在右側(cè)窗口“右鍵-新建-DWORD(32位)值”，命名為“AllowUpgradesWithUnsupportedTPMOrCPU”，雙擊打開設(shè)置鍵值為“十六進制，1”。然后確認，關(guān)閉。
創(chuàng)建鍵值
第三步，檢查更新
失敗了！并沒有檢測到任何更新，這個功能并沒有什么用處。但也不是完全沒用，狼叫獸在已經(jīng)更新了Windows11 beta版本的電腦上也發(fā)現(xiàn)了這個鍵值，說明就算我們不手動添加他，他也會在你操作之后自動添加進去的。
另一臺已經(jīng)升級Win11 Beta版本的電腦中已經(jīng)自動出現(xiàn)這個鍵值了
非常有意思的一點是，狼叫獸在微軟Surface Laptop電腦當中沒有發(fā)現(xiàn)這個鍵值，甚至連MoSetup這個目錄都沒有，不知道是因為Windows版本不同還是因為微軟自家筆記本有特殊的設(shè)計，現(xiàn)在維修電腦我個人感覺可以分為Surface和其他電腦兩大類，很多地方操作都完全不一致。
Surface Laptop當中沒有MoSetup目錄
綜合目前的嘗試來看，狼叫獸認為微軟本身并沒有對大家的硬件版本和TPM技術(shù)等做強制要求，只要你主動確認升級，微軟自動升級就將不會阻攔你。很多人沒有收到Windows11更新的原因并不是你的硬件不支持，其實是目前微軟的更新進度并不是很快，采用的依然是經(jīng)典的分批推送的機制，目前只有小部分用戶收到了推送。大家不要著急。
另外據(jù)不可靠消息，Windows11正式版本推送的規(guī)則是你的注冊表、已安裝程序、設(shè)備管理器等列表當中不能出現(xiàn)中文內(nèi)容。這個消息并沒有得到確認，只是傳言而已，但想想的話也有些道理，畢竟系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)都是從英文開始的，首批為了更大的兼容可能性，首先推送純英文版本的機器，情有可原。
01兩種更新方案
不過也不是說現(xiàn)在真的沒有辦法收到新版推送，狼叫獸總結(jié)了兩個方案。
1，通過系統(tǒng)內(nèi)置的“Windows預覽體驗計劃”直接獲取beta版本（相對穩(wěn)定）或者dev版本（不穩(wěn)定，但更超前更新）來嘗鮮，該計劃可以隨時退出，回退或等候下一個版本更新到消費者正式版本。
2，通過目前微軟開放的beta版本或dev版本的限時完整鏡像下載入口，下載完整安裝包，進行重新安裝，這樣做相對比較麻煩，狼叫獸手里的幾臺電腦都采用的前一種方法。預覽版本完整鏡像的獲取地址在這里，進去之后頁面拉到接近最底部，選擇你想要下載的鏡像版本和語言即可獲取一個有效時間24小時的下載鏈接。
在更新之前還是要注意，目前的Windows11還有很多bug正在解決當中，強行升級還是會導致不可預估的奇怪問題，請大家提前做好數(shù)據(jù)備份。
02加入“Windows預覽體驗計劃”的方法
1，打開“設(shè)置-更新與安全-Windows預覽體驗計劃”
設(shè)置頁面
2，點擊開始 加入計劃，登陸微軟賬號，如果沒有加入過Windows預覽體驗計劃的話會出來幾個對話框，告訴你一些注意事項，還有一些需要同意的協(xié)議就可以成功了。
登陸賬戶
沒加入的賬戶需要注冊一下
一些提示
一些協(xié)議
注冊成功
3，選擇更新通道，一般的用戶狼叫獸建議選擇Beta通道，穩(wěn)定性更佳，dev通道雖然更新最超前，但穩(wěn)定性也最差，基本上無法正常使用。
選擇通道，普通用戶建議Beta
一些協(xié)議
最后重啟一下
已經(jīng)加入Beta渠道，點擊可以更改
4，加入成功之后，重啟電腦，再進入到“設(shè)置-更新與安全”檢查更新，即可收到新版本的更新推送。這個時候如果你去查看注冊表里的“計算機\HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\Setup\MoSetup”鍵值，會發(fā)現(xiàn)“AllowUpgradesWithUnsupportedTPMOrCPU”已經(jīng)自動添加進去了。如果還是提示硬件不兼容的話，可以嘗試重啟一下重新檢查更新，或者更換更新通道。
已經(jīng)獲取到新系統(tǒng)更新了
目前收到的最新Beta版本更新
目前收到最新的Beta版本更新是22000.282，在進入更新之后也可以隨時選擇其他更新通道，或者點擊停止獲取預覽版本退出此預覽版更新計劃。
(7790547)