Optymalizacja projektowania i obróbki mechanicznej przy użyciu aplikacji sztucznej inteligencji.

Sztuczna inteligencja (AI) staje się kluczowym czynnikiem w restrukturyzacji branży inżynierii mechanicznej. Oferując skuteczne rozwiązania, AI stawia również nowe wyzwania, z którymi wietnamski przemysł inżynierii mechanicznej musi się zmierzyć i do których musi się dostosować, aby osiągnąć przełom.

Obsługa linii przetwarzania mechanicznego w firmie Tomerco An Khang, klastrze przemysłowym Ngoc Liep ( Hanoi ). (Zdjęcie TUỆ NGHI)

Sztuczna inteligencja to nie tylko narzędzie wspomagające, ale także siła napędowa innowacji, pomagająca pokonywać ograniczenia tradycyjnych metod projektowania i produkcji. Wcześniej wietnamska inżynieria mechaniczna opierała się głównie na automatyzacji i sterowaniu numerycznym, ale obecnie trend wyraźnie przesuwa się w kierunku inteligentnej, autonomicznej produkcji – gdzie maszyny, roboty, systemy czujników i inteligentne systemy sterowania zintegrowane ze sztuczną inteligencją mogą podejmować decyzje, optymalizować i dostosowywać się do rzeczywistych warunków produkcji.

Dr Nguyen Lac Hong, wiceprezes Wietnamskiego Stowarzyszenia Inżynierii Mechanicznej, zauważył, że technologie takie jak Big Data, Internet Rzeczy (IoT), wzornictwo przemysłowe i modele „cyfrowych replik” znacząco zmieniły sposób projektowania i produkcji elementów mechanicznych. Dzięki uczeniu maszynowemu różne opcje są prezentowane i oceniane pod kątem standardów trwałości, kosztów produkcji lub masy, zanim zaproponowane zostanie optymalne rozwiązanie. Jest to szczególnie przydatne w branżach wymagających wysokiej precyzji, takich jak motoryzacja, lotnictwo, robotyka i produkcja maszyn. W obróbce mechanicznej sztuczna inteligencja jest bezpośrednio zintegrowana z systemami komputerowego sterowania numerycznego (CNC), aby optymalizować proces cięcia w czasie rzeczywistym.

Technologie takie jak Big Data, Internet rzeczy (IoT), wzornictwo przemysłowe i model „cyfrowego bliźniaka” spowodowały radykalną zmianę w sposobie, w jaki przebiega projektowanie i produkcja urządzeń mechanicznych.

Dr Nguyen Lac Hong, wiceprezes Wietnamskiego Stowarzyszenia Inżynierii Mechanicznej

Doskonałym przykładem jest system FANUC Intelligent Edge Link & Drive (FIELD), który łączy sztuczną inteligencję i internet rzeczy (IoT), aby synchronizować dane z wielu maszyn CNC, analizować stan pracy i automatycznie przewidywać błędy przed ich wystąpieniem. W rezultacie sztuczna inteligencja pomaga zwiększyć wydajność cięcia o 10-20% i skrócić czas przezbrajania o 40% w produkcji masowej. System obsługuje również sterowanie adaptacyjne, w którym system uczy się na podstawie danych historycznych, aby określić optymalne warunki obróbki dla materiałów takich jak tytan czy stopy aluminium.

Komentując kwestię sztucznej inteligencji w inżynierii mechanicznej, dr Vu Duong (Uniwersytet Duy Tan) stwierdził, że sztuczna inteligencja jest stosowana do optymalizacji projektowania, procesów produkcyjnych, kontroli jakości, prognozowania konserwacji i rozwoju nowych materiałów, zwiększając w ten sposób produktywność, dokładność i ogólną wydajność. Ponadto parametry obróbki, takie jak prędkość skrawania i posuw, można elastycznie dostosowywać w celu osiągnięcia optymalnej wydajności. System wykorzystuje kamery w połączeniu z algorytmami sztucznej inteligencji do analizy powierzchni produktów i wykrywania defektów, takich jak pęknięcia, odkształcenia czy błędy wymiarowe.

Pomimo ogromnego potencjału, zastosowanie sztucznej inteligencji (AI) w wietnamskim przemyśle inżynierii mechanicznej napotyka obecnie wiele przeszkód. Według dr. Dinha Van Chiena, dyrektora Instytutu Inżynierii Mechanicznej, Automatyki i Środowiska, wykorzystanie potencjału AI wymaga znacznych nakładów finansowych i zasobów: inwestycji w infrastrukturę AI, specjalistyczne oprogramowanie oraz rekrutację lub szkolenie wykwalifikowanego personelu… Z drugiej strony, zapotrzebowanie na wysokowydajne systemy obliczeniowe może zwiększyć koszty operacyjne, co wymaga ciągłych inwestycji w zasoby obliczeniowe i konserwację…

Obecny poziom zastosowań sztucznej inteligencji (AI) jest wciąż w fazie eksperymentalnej, głównie w dużych korporacjach i instytutach badawczych. Ponad 90% firm z branży inżynierii mechanicznej, zwłaszcza małych i średnich przedsiębiorstw, nie dysponuje jeszcze zasobami pozwalającymi na szerokie wdrożenie AI w produkcji. Pierwszym wyzwaniem jest brak digitalizacji i synchronizacji danych produkcyjnych. Dane z maszyn obróbkowych, urządzeń pomiarowych i oprogramowania projektowego są nadal rozproszone lub przechowywane niezgodnie ze standardem. W rezultacie modele AI nie mają wystarczających danych do uczenia się, co utrudnia osiągnięcie wysokiej dokładności.

Narodowa strategia badań, rozwoju i zastosowań sztucznej inteligencji do 2030 roku wskazuje inżynierię mechaniczną i produkcję jako jeden z priorytetowych obszarów. Sztuczna inteligencja jest i stanie się kluczowym elementem przekształcającym wietnamski przemysł inżynierii mechanicznej, przechodząc od modelu „projektowania opartego na doświadczeniu” do modelu „projektowania opartego na danych i sztucznej inteligencji”.

Ponadto brakuje personelu interdyscyplinarnego; inżynierów posiadających jednocześnie wiedzę z zakresu inżynierii mechanicznej, sztucznej inteligencji (AI) i symulacji numerycznych jest niewielu. Tymczasem inteligentne systemy produkcyjne wymagają kadry technicznej zdolnej do obsługi i konserwacji urządzeń integrujących czujniki, algorytmy uczenia maszynowego i modele numeryczne. Z technologicznego punktu widzenia, wiele inteligentnych urządzeń mechanicznych jest obecnie importowanych po wysokich kosztach. Sztuczna inteligencja (AI) zintegrowana z importowanymi maszynami często działa jak „czarna skrzynka”, co utrudnia jej dostosowanie do krajowych warunków produkcji. Krajowe firmy nie opanowały jeszcze modułów czujników, systemów akwizycji danych ani oprogramowania symulacyjnego zintegrowanego ze sztuczną inteligencją.

Narodowa strategia badań, rozwoju i zastosowań sztucznej inteligencji do 2030 roku wskazuje inżynierię mechaniczną i produkcję jako jeden z priorytetowych obszarów. Sztuczna inteligencja jest i stanie się kluczowym elementem przekształcającym wietnamski przemysł inżynierii mechanicznej, przechodząc od modelu „projektowania opartego na doświadczeniu” do modelu „projektowania opartego na danych i sztucznej inteligencji”. To nie tylko kierunek technologiczny, ale także strategiczne zadanie dla przemysłu inżynierii mechanicznej w erze transformacji cyfrowej, przyczyniające się do postępu Wietnamu w kierunku inteligentnej, samowystarczalnej i konkurencyjnej globalnie produkcji.

Jednak zdaniem ekspertów z dziedziny inżynierii mechanicznej, osiągnięcie tego celu wymaga strategicznego i zsynchronizowanego rozwiązania. Po pierwsze, konieczne jest zbudowanie krajowego, zdigitalizowanego repozytorium danych z zakresu inżynierii mechanicznej, obejmującego dane projektowe, obróbkowe, symulacyjne i z czujników. Repozytorium to posłuży jako platforma do szkolenia modeli sztucznej inteligencji, umożliwiając szersze zastosowanie tej technologii.

Jednocześnie konieczne jest promowanie interdyscyplinarnych szkoleń z zakresu inżynierii mechanicznej, elektroniki i sztucznej inteligencji, łączących szkoły i firmy, aby inżynierowie mieli możliwość praktykowania na rzeczywistych liniach produkcyjnych. Ponadto konieczne jest promowanie lokalizacji inteligentnych produktów mechanicznych. Opracowywanie oprogramowania do sterowania maszynami obróbkowymi, systemami wizyjnymi czy cyfrowymi replikami modeli „Make in Vietnam” pomoże firmom obniżyć koszty i przejąć kontrolę nad technologią. Co więcej, konieczne jest zacieśnienie współpracy badawczej między instytutami, uniwersytetami i firmami w celu stworzenia inteligentnego ekosystemu mechanicznego, tworzącego warunki do testowania i doskonalenia technologii przed wprowadzeniem jej na rynek.

QUANG MINH

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