Imec á Smart Industries

Þessi er kallaður: Smart Industries.

Maður og vél sem starfar á verksmiðjunni hæð: martröð eða samsvörun á himnum? Hvað munu verksmiðjur okkar líta út árið 2035? spyr Pieter Simoens frá Háskólanum í Gent, sem er tengdur í Imec.

Þú þarft ekki að vera frábær sýnari til að sjá fyrir um nýjustu framleiðsluaðstöðu sem er búið til með vélmenni og gervigreind (AI).

A 'hækkun á martröð atburða vélarinnar? Ekki endilega vegna þess að fólk mun einnig gegna mikilvægu hlutverki í verksmiðjum á morgun.

Reyndar, ef við náum best að sameina styrk manna og vél, gætum við jafnvel lagt grunninn að draumarhjónabandi sem - fyrir árið 2035 - gæti gefið til kynna upphaf fimmtu iðnaðarbyltingarinnar.

Featuring klár verksmiðjur þar sem áherslan er ekki á sjálfvirkni, stafrænni og massaframleiðslu heldur á aðlögun og persónuleika - stýrt af mannlegri sköpun.

Iðnaður 5.0: hvar snjallt vélmenni uppfyllir mannlegan sköpun

Iðnaður hefur þróast á hraða hraða síðustu 300 árin. Allt byrjaði á 18. öld þegar dreifbýli í Evrópu og Ameríku fóru í þéttbýlisferlið og járn- og textíliðnaðurin byrjaði að blómstra, að hluta til þökk sé uppfinningunni á gufuvélin.

Rétt fyrir fyrri heimsstyrjöldina komu fram nýjar atvinnugreinar (eins og stál- og olíuframleiðslan) en uppfinningin af rafmagni gerði okkur kleift að hefja massaframleiðsluvörur. Það merkti upphaf iðnaðar 2.0.

Síðan þá hefur þróunartíðni orðið sífellt hraðar. Á áttunda áratugnum vorum við vitni að upphafi iðnaðar 3.0 - með stafræna tækni, sjálfvirkni iðnaðarferla og kynning á vélmenni.

Og í dag erum við í upphafi iðnaðar 4.0, sem byggir að mestu leyti á internetinu hlutdeild (IoT) byltingu: tæki af alls kyns - þar á meðal vélmenni - eru tengdir internetinu og framleiða samfellda straum af gögnum; gögn sem hægt er að nota til að búa til fleiri innsýn í iðnaðarferli og styðja við frekari aðferðir við þá aðferð

Mynd 1: Frá gufuvél til neta hlutanna: iðnaðurinn hefur þróast á hraða á síðustu 300 árum.

Áhrifamikill, ekki satt? Auðvitað verðum við að bæta við athygli um þessa þróun. Þar sem sjálfvirkni og hagræðing hefur orðið mikilvægari í gegnum árin hefur mannleg þátttaka verið í auknum mæli í hættu ...

"En það er einmitt þessi ógn sem verður lokið við komu Industry 5.0. Í heimi þar sem hver einstaklingur vill að fullu tjá sig, verður eftirspurn eftir einstökum, sérsniðnum og persónulegum vörum. Á slíkum tímum mun heilagur gral ekki lengur vera vélknúinn massaframleiðsla heldur mennskunarsköpun. "

Sem slíkt, á sviði verksmiðjum 2035, verður nýtt samstarfsfyrirtæki að verða komið fyrir. Hjónaband, þú gætir sagt, milli manna og véla - með vélmenni sem gera mikla vélræna vinnuafli og með starfsmönnum sínum að vera "skapandi arkitektar" (finna nýjar sérsniðnar vörur og hafa umsjón með framleiðslu þeirra á verksmiðjum morguns).

Spurningin er: hvernig getur þú stuðlað að samstarfi milli manns og vél í slíkum aðstæðum? Hvernig skapar þú bestu pörun, þannig að 1 + 1 verði í raun 3? Það mun allt sjóða niður í skilvirk samskipti milli hinna ýmsu aðila!

Stafrænar tvíburar fyrir sviði verksmiðja okkar?

Til að gefa Industry 5.0 öllum möguleika á að ná árangri, mun það vera mikilvægt að efla samskipti milli mismunandi leikara (menn og vélar).

Auðvitað eru vélar í samskiptum við hvert annað í dag. Til dæmis, í stórum bílum verksmiðjum, samþættingar, með hjálp stöðluðu samskiptareglna, tryggja að vélar (stundum frá mismunandi veitendum) 'vita' nóg um hvert annað til að mæta framleiðslu markmiðum. En láttu okkur vera heiðarleg: í verksmiðjum í dag, sérhver vél gerir í grundvallaratriðum eigin vinnu sína (samkoma) og lítil samskipti eru nauðsynleg.

Í framtíðinni, þegar vélar verða sjálfstæðari og þurfa að sjá hvert annað, verður samskipti erfitt.

"Til dæmis: Ímyndaðu þér að tveir vélmenni nálgast hvort annað á verksmiðjunni. Í þessu ástandi, hvernig getur einn vélmenni séð hvernig hinn er að fara að hreyfa sig ("Mun hann fara til vinstri eða hægri? Og hvað ætti ég að gera ...")? Og það er áður en tekið er tillit til stöðu, aðgerða og viðbrögð annarra vélmenni í nágrenninu ... "

Til að stjórna slíkum aðstæðum geturðu búið til stafræna eintak (eða tvöfalt) af verksmiðjunni í skýinu. Sem slíkur búaðu til stafræna líkan af líkamlegum verksmiðjunargólfinu; líkan sem uppfærir sig sjálfkrafa byggt á rauntíma skynjara gögnum; fyrirmynd þar sem allar ákvarðanir (og niðurstöður þeirra) eru hermir í rauntíma.

Í þessari atburðarás er öll heimild staðsett á miðlægum stað þar sem allar leiðbeiningar fara frá. Og vélmenni og vélar á verksmiðjunni eru líkamleg afleiðing af því sem er að gerast í þeirri raunverulegu veröld.

Við fyrstu sýn virðist þetta "einræðisherra líkanið" tilvalin lausn til að takast á við flóknar aðstæður á verksmiðjunni en tryggja að framleiðslumarkmið séu uppfyllt. Tæknilega er slíkt atburðarás fullkomlega gerlegt: það eina sem þú þarft er fljótur gagnatenging milli líkamlegra véla á framleiðslusvæðinu og "raunverulegur heili" og mikið af vinnslugetu.

Það eru þó tveir forsendur til þessa. Fyrsta er eingöngu efnahagslegt. Við skulum ekki gleyma því að iðnaðar stillingar eru oft flóknar og samkeppnishæfir staðir þar sem margir leikarar vinna saman (birgja og samstarfsaðilar - og stundum einnig samkeppnisaðilar). Í slíkum samhengi er verndun gagna, persónuverndar og upplýsinga mjög mikilvægt - sem passar ekki við atburðarásina "einræðisherra" þar sem miðlægur heili verður að hafa aðgang að öllum mögulegum gerðum gagna (þ.mt samkeppnislega viðkvæm gögn) til að gera starf sitt rétt . Fyrir marga fyrirtæki leiðtoga, að þurfa að deila þessum gögnum væri fullkominn martröð.

Mynd 2: Ættum við að gera stafræna tvíbura frá verksmiðjunni í skýinu til að átta sig á áreiðanlegum samskiptum milli manna og véla? Þrátt fyrir að þetta "einræðisherra líkan" virðist tilvalin lausn til að takast á við flóknar aðstæður á verksmiðjunni gólfinu, eru tveir forsendur: keppendur sem vinna í sömu verksmiðju vilja ekki deila gögnum og mannleg starfsmaður þarf að geta gripið inn.

Og annað hellirinn? Mannlegt ófyrirsjáanlegt! Jafnvel þótt við getum starfrækt verksmiðju þar sem viðskiptalegs hagsmunir einum aðila eru þátttakandi fellur miðstýrt atburðarás í sundur um leið og einn maður gengur í kringum verksmiðjuna. einstaklingur með eigin sjálfstæði og vald. Ímyndaðu þér til dæmis að mannleg starfsmaður ("skapandi arkitektinn", eins og við merktum þá áður) tekur eftir því að vélmenni er að gera eitthvað rangt og tekur þátt til að leiðrétta bilunina. Á því augnabliki yrði allt kerfið komið í kyrrstöðu, eins og raunverulegur heili hefði misst alla stjórnina.

Þess vegna gæti þetta líkan aðeins verið gilt fyrir iðnaðaraðstöðu sem leggur áherslu á framleiðslu á lausuvörum og þar sem hlutverk manna er í lágmarki (eða - til lengri tíma litið - jafnvel ekki til staðar).

Nýtt form gervigreindar: flókin rökhugsun

Með öðrum orðum: Þegar maður og vél þurfa að vinna saman, munum við þurfa að nota mismunandi aðferðir til að koma í veg fyrir ófyrirsjáanlega mennsku og tryggja að vélmenni geti búist við því.

"Sérstaklega efnilegur grundvöllur er" flókin rökstuðning "- nýtt form gervigreindar sem hægt er að nota til að kenna vélar hvernig á að rökstyðja sjálfstætt og gera ráð fyrir aðgerðum eitthvað (eða einhver) annars. Hins vegar er enn langt til að fara áður en við getum sett meginregluna um flókna rökhugsun í framkvæmd. "

Eftir allt saman, gervigreind eins og við þekkjum það í dag, byggist á "djúpt nám" - öflug tækni til að þekkja mynstur í miklu magni af gögnum. Í millitíðinni höfum við tökum þessa tækni, svo nú er markmiðið að taka næsta skref og að hafa vélar spyrja sig spurninguna: "Hvernig hafa aðgerðir mínir áhrif á aðgerðir fólks í kringum mig?"

Til að gera hlutina enn flóknari, verðum við að kasta þessu auknu tilliti í blandaðan: í iðnaðar stillingu er meginreglan gagnsæ (til að tryggja að framleiðsluspurningar séu uppfylltar).

En djúpt nám er í raun hið gagnstæða, þ.e. "svartur kassi": þú þjálfar kerfið til að viðurkenna mynstur, en þú missir stjórn á því hvernig kerfið kemur að niðurstöðum þess.

Þess vegna er aukakröfur um flókna rökhugsun að það verður að vera nægilega gagnsætt (eða "útskýrt") fyrir fólk að samþykkja það, sem þýðir að í framtíðinni munum við ræða "útskýranlegt AI".

Sjálfstætt nám: einnig fyrir vélmenni

Í byrjun ársins 2035 verður flókið rökstuðning nýtt stefnumótandi rannsóknarviðfangsefni, þar sem lið frá öllum heimshornum læra hvernig undirliggjandi reiknirit verður að þróa, framkvæma og hagræða.

Ennfremur munum við standa frammi fyrir því hvernig vélar geta stöðugt bætt viðbrögð þeirra og leiðir til að sjá fyrir aðgerðum. Þetta þýðir að nýtt "launakerfi" sem byggist á óbeinum og skýrum athugasemdum verður að þróast.

"Þú getur veðja að í framtíðinni mun hugtakið" ævilangt nám "ekki lengur aðeins gilda um mann, heldur líka á vélum ..."

Hvernig stuðlar það að þessum framtíð?

Imec er með leiðandi stöðu í nokkrum tæknilegum löndum sem rekur sköpun klárra atvinnugreina: frá rannsóknum á greindar flutningum og internetinu á hlutum til mannvirkjagerfisins, tilfinningu fyrir stórum gögnum, sköpun skynjakerfa fyrir iðnaðar forrit, hugsanlegur tækni, og svo framvegis.

Spurningar sem vísindamenn okkar eru að reyna að svara eru:

• Hvernig getum við aðstoðað fyrirtækjum við að draga úr rekstrarkostnaði (eins og framleiðslutími og orkunotkun) - og hjálpa þeim að leysa flókin skipulagningu þrautir og nýta sér greindar reikniritir?

• Hvernig getum við aukið kosti hólógrafískrar 3D-tækni eða snjallskerfi til léna eins og snjallt skemmtun og snjallt framleiðslu?

• Hvernig getum við á hagkvæman hátt - og örugglega - tekist á við mannvirkjamiðlun í framleiðslu umhverfi?

• Hvernig getum við sameinað skynjara, hreyfla og rafeindatækni í litlum og öfgafullum lágaflöppum sem stöðugt eignast gögn um framleiðsluferli, geymslu og birgðahald?

• Hvernig geta lágmarkskostnaður auðkenningar, mælingar og skynjunarflögur verið felld inn í plastpappír, þynnri en pappír?

• Hvernig getum við snúið við miklu magni óbyggðra gagna sem myndast af skynjarnetum í nothæfa þekkingu sem gerir fyrirtækin skilvirkari?