تحسين التصميم والمعالجة الميكانيكية باستخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي.

أصبح الذكاء الاصطناعي عاملاً أساسياً في إعادة هيكلة صناعة الهندسة الميكانيكية. فبينما يقدم حلولاً فعّالة، يطرح الذكاء الاصطناعي أيضاً تحديات جديدة يتعين على صناعة الهندسة الميكانيكية الفيتنامية مواجهتها والتكيف معها لتحقيق إنجازات ملموسة.

تشغيل خط معالجة ميكانيكية في شركة توميركو آن خانغ، مجمع نغوك ليب الصناعي ( هانوي ). (صورة من تصوير توي نغي)

لا يقتصر دور الذكاء الاصطناعي على كونه أداة مساعدة فحسب، بل هو أيضاً قوة دافعة للابتكار، إذ يساعد على تجاوز قيود الأساليب التقليدية في التصميم والتصنيع. ففي السابق، كان قطاع الهندسة الميكانيكية في فيتنام يعتمد بشكل أساسي على الأتمتة والتحكم الرقمي، أما الآن فيتجه بقوة نحو التصنيع الذكي المستقل، حيث تستطيع الآلات والروبوتات وأنظمة الاستشعار وأنظمة التحكم الذكية المدمجة مع الذكاء الاصطناعي اتخاذ القرارات وتحسين الأداء والتكيف مع ظروف الإنتاج الواقعية.

أشار الدكتور نغوين لاك هونغ، نائب رئيس الجمعية الفيتنامية للهندسة الميكانيكية، إلى أن تقنيات مثل البيانات الضخمة، وإنترنت الأشياء، والتصميم الصناعي، ونماذج "النسخ الرقمية" قد أحدثت نقلة نوعية في أساليب تصميم وتصنيع الآلات. فمن خلال التعلم الآلي، تُعرض خيارات متعددة وتُقيّم وفقًا لمعايير المتانة، وتكلفة الإنتاج، أو الوزن، قبل اقتراح الحل الأمثل. ويُعدّ هذا مفيدًا بشكل خاص في الصناعات التي تتطلب دقة عالية، مثل صناعات السيارات، والفضاء، والروبوتات، وتصنيع الآلات. وفي مجال المعالجة الميكانيكية، يُدمج الذكاء الاصطناعي مباشرةً في أنظمة التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) لتحسين عملية القطع في الوقت الفعلي.

لقد أحدثت تقنيات مثل البيانات الضخمة، وإنترنت الأشياء، والتصميم الصناعي، ونموذج "التوأم الرقمي" تحولاً جذرياً في كيفية تنفيذ التصميم الميكانيكي والتصنيع.

الدكتور نغوين لاك هونغ، نائب رئيس الجمعية الفيتنامية للهندسة الميكانيكية

يُعد نظام FANUC Intelligent Edge Link & Drive (FIELD) مثالًا بارزًا على ذلك، فهو يجمع بين الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء لمزامنة البيانات من عدة ماكينات CNC، وتحليل حالة التشغيل، والتنبؤ بالأخطاء تلقائيًا قبل حدوثها. ونتيجةً لذلك، يُسهم الذكاء الاصطناعي في زيادة كفاءة القطع بنسبة تتراوح بين 10 و20%، وتقليل وقت الإعداد بنسبة 40% في الإنتاج الضخم. كما يدعم النظام التحكم التكيفي، حيث يتعلم من البيانات السابقة لتحديد ظروف التشغيل المثلى لمواد مثل سبائك التيتانيوم أو الألومنيوم.

في معرض تعليقه على استخدام الذكاء الاصطناعي في الهندسة الميكانيكية، أوضح الدكتور فو دوونغ (جامعة دوي تان) أن الذكاء الاصطناعي يُستخدم لتحسين التصميم، وعمليات التصنيع، ومراقبة الجودة، والتنبؤ بالصيانة، وتطوير مواد جديدة، مما يزيد الإنتاجية والدقة والكفاءة العامة. إضافةً إلى ذلك، يمكن تعديل معايير التشغيل، مثل سرعة القطع ومعدل التغذية، بمرونة لتحقيق الكفاءة المثلى. يستخدم النظام كاميرات مُدمجة مع خوارزميات الذكاء الاصطناعي لتحليل أسطح المنتجات والكشف عن العيوب، مثل الشقوق والتشوهات والأخطاء في الأبعاد.

على الرغم من إمكاناتها الهائلة، يواجه تطبيق الذكاء الاصطناعي في قطاع الهندسة الميكانيكية في فيتنام العديد من العقبات. ووفقًا للدكتور دينه فان تشين، مدير معهد الهندسة الميكانيكية والأتمتة والبيئة، فإن الاستفادة من إمكانات الذكاء الاصطناعي تتطلب تكاليف وموارد كبيرة، تشمل الاستثمار في إنشاء بنية تحتية للذكاء الاصطناعي، وبرمجيات متخصصة، وتوظيف أو تدريب كوادر مؤهلة. من جهة أخرى، قد يؤدي الطلب على الحوسبة عالية الأداء إلى زيادة تكاليف التشغيل، مما يستلزم استثمارًا مستمرًا في موارد الحوسبة وصيانتها.

لا يزال مستوى تطبيق الذكاء الاصطناعي في مراحله التجريبية، ويقتصر استخدامه بشكل رئيسي على الشركات الكبرى ومراكز الأبحاث. أكثر من 90% من شركات الهندسة الميكانيكية، وخاصة الشركات الصغيرة والمتوسطة، لا تملك الموارد الكافية لتطبيق الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع في الإنتاج. يتمثل التحدي الأول في عدم رقمنة بيانات الإنتاج ومزامنتها. فالبيانات الواردة من معدات التشغيل الآلي، وأجهزة القياس، وبرامج التصميم لا تزال متناثرة أو غير مخزنة وفق معيار موحد. هذا الأمر يُفقد نماذج الذكاء الاصطناعي البيانات اللازمة للتعلم، ويُصعّب تحقيق دقة عالية.

تُحدد الاستراتيجية الوطنية لأبحاث الذكاء الاصطناعي وتطويره وتطبيقاته حتى عام 2030 الهندسة الميكانيكية والتصنيع كأحد المجالات ذات الأولوية. ويُعدّ الذكاء الاصطناعي، وسيُصبح، عنصراً أساسياً يُعيد تشكيل صناعة الهندسة الميكانيكية في فيتنام، مُحوّلاً إياها من نموذج "التصميم القائم على الخبرة" إلى نموذج "التصميم القائم على البيانات والذكاء الاصطناعي".

علاوة على ذلك، ثمة نقص في الكوادر متعددة التخصصات؛ فالمهندسون الذين يمتلكون معرفة متزامنة بالهندسة الميكانيكية والذكاء الاصطناعي والمحاكاة العددية نادرون. في الوقت نفسه، تتطلب أنظمة التصنيع الذكية كوادر فنية قادرة على تشغيل وصيانة المعدات التي تدمج أجهزة الاستشعار وخوارزميات التعلم الآلي والنماذج العددية. من الناحية التقنية، تُستورد العديد من الأجهزة الميكانيكية الذكية حاليًا بتكاليف باهظة. غالبًا ما يعمل الذكاء الاصطناعي المدمج في الآلات المستوردة كـ"صندوق أسود"، مما يصعب تخصيصها لتناسب ظروف الإنتاج المحلية. لم تتقن الشركات المحلية بعد استخدام وحدات الاستشعار أو أنظمة جمع البيانات أو برامج المحاكاة المدمجة مع الذكاء الاصطناعي.

تُحدد الاستراتيجية الوطنية لأبحاث الذكاء الاصطناعي وتطويره وتطبيقاته حتى عام 2030 الهندسة الميكانيكية والتصنيع كأحد المجالات ذات الأولوية. يُعدّ الذكاء الاصطناعي، وسيُصبح، عنصرًا أساسيًا يُعيد تشكيل صناعة الهندسة الميكانيكية في فيتنام، مُحوّلاً إياها من نموذج "التصميم القائم على الخبرة" إلى نموذج "التصميم القائم على البيانات والذكاء الاصطناعي". لا يُمثل هذا توجهًا تقنيًا فحسب، بل مهمة استراتيجية لصناعة الهندسة الميكانيكية في عصر التحول الرقمي، مُساهمًا في تقدم فيتنام نحو تصنيع ذكي، مُكتفٍ ذاتيًا، وقادر على المنافسة عالميًا.

مع ذلك، يرى خبراء في مجال الهندسة الميكانيكية أن تحقيق ذلك يتطلب حلاً استراتيجياً ومتكاملاً. أولاً، من الضروري إنشاء مستودع بيانات رقمي وطني للهندسة الميكانيكية، يشمل بيانات التصميم والتشغيل والمحاكاة وبيانات أجهزة الاستشعار. وسيكون هذا المستودع بمثابة منصة لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي، مما يتيح تطبيق هذه التقنية على نطاق أوسع.

في الوقت نفسه، من الضروري تعزيز التدريب متعدد التخصصات في الهندسة الميكانيكية والإلكترونيات والذكاء الاصطناعي، وربط الجامعات والشركات لتمكين المهندسين من اكتساب الخبرة العملية على خطوط الإنتاج الحقيقية. إضافةً إلى ذلك، من الضروري تشجيع توطين المنتجات الميكانيكية الذكية. إن تطوير برامج للتحكم في معدات التشغيل الآلي، وأنظمة الرؤية الآلية، أو نماذج النسخ الرقمية "صنع في فيتنام" سيساعد الشركات على خفض التكاليف والتحكم في التكنولوجيا. علاوة على ذلك، من الضروري تعزيز التعاون البحثي بين المعاهد والجامعات والشركات لتشكيل منظومة ميكانيكية ذكية، مما يهيئ الظروف لاختبار التكنولوجيا وتحسينها قبل طرحها في السوق.

كوانغ مينه

المصدر: https://nhandan.vn/toi-uu-hoa-thiet-design-gia-cong-co-khi-tu-ung-dung-ai-post929960.html