“Ми не обов’язково прагнемо до повної автономії догматичним шляхом”.
Три колишні інженери SpaceX переключили свою увагу з виготовлення ракетних двигунів на виробництво сталевих деталей за допомогою програмного забезпечення та роботів на базі штучного інтелекту. Їхня найближча мета — створити до 2027 року прототип фабрики, яка зможе автоматизувати більшу частину процесу виготовлення сталевих конструкцій для критично важливих компонентів інфраструктури.
Стартап під назвою 1872 офіційно розпочав свою діяльність 22 липня з церемонії перерізання стрічки на його об’єкті Factory One у Цинциннаті, штат Огайо. Компанія спочатку зосереджена на автоматизації виробництва сталевих скі́дів (прямокутних сталевих каркасів, що забезпечують мобільну основу для модульних будівель) з метою постачання клієнтів, які розробляють центри обробки даних зі штучним інтелектом або малі модульні ядерні реактори.
«Ми прагнемо до автономії, але не обов’язково догматично до повної автономії», — сказав Ден Саммерс, генеральний директор 1872, у коментарі Ars. «Ми можемо досягти 80% автономних операцій і вирішити, що зупинитися на цьому має сенс, оскільки досягнення 100% дає спадну віддачу».
Прагнення до автоматизації — це не лише економія коштів. Галузеві асоціації давно попереджають про зростаючий дефіцит кваліфікованої робочої сили, необхідної для підтримки зусиль США щодо будівництва нових центрів обробки даних зі штучним інтелектом, фабрик напівпровідників, автомобільних заводів і суднобудівних верфей.
Американське товариство зварювальників оцінює, що до 2029 року Сполученим Штатам знадобиться 320 500 нових фахівців зі зварювання через вихід на пенсію працівників старшого віку та стрімке зростання попиту на зварювальні роботи. Посилення обмежень на легальну імміграцію та боротьба з нелегальною імміграцією з боку адміністрації Трампа ще більше обмежують можливості для галузей, які інтенсивно використовують зварювання, таких як суднобудування.
«Проблема, яку ми намагаємося вирішити, полягає в тому, як ми можемо будувати більше речей, маючи зменшуваний пул кваліфікованих робітників для цього, і це гарне місце для початку впровадження автоматизації», — сказав Саммерс.
Від ракетних двигунів до сталевих скі́дів
Співзасновники 1872, включаючи Саммерса, Брайана Монжиліо та Майкла Гранта, мають відповідний досвід роботи в SpaceX. Саммерс керував командою інженерів, відповідальною за інтеграцію та виготовлення двигунів Raptor, які живлять ракету-носій Super Heavy для системи запуску Starship компанії SpaceX.
Використання «інтелектуального програмного забезпечення» командою Raptor для відстеження та управління фізичним виробництвом апаратного забезпечення Raptor стало «секретним соусом» для швидкого та точного впровадження змін, за словами Саммерса.
«У нас були інженери-програмісти, які працювали з нашими інженерами-апаратниками над розробкою не тільки двигуна, але й системи, яка б його виготовляла», — розповів Саммерс Ars. «Кожен двигун був настільки різним, і ми так багато змін впроваджували в систему, що без цього програмного забезпечення було б неможливо знати, що нам потрібно побудувати, що ми фактично побудували, або як ми збираємося це зробити».
Це дозволило команді Raptor розробити двигун від сильно інструментованої, першої повномасштабної концепції до виробничої версії протягом трьох років, сказав Саммерс. Для порівняння, він зазначив, що типовий життєвий цикл розробки реактивного двигуна може перевищувати два десятиліття.
З новою компанією 1872 співзасновники вирішили спочатку зосередитися на автоматизації виробництва прямокутних сталевих скі́дів, оскільки це «компоненти нижчої точності» порівняно з деталями аерокосмічного класу для ракети, зазначив Саммерс. Це залишає більше простору для помилок з точки зору автоматизації, водночас виробляючи корисний сталевий компонент.
«Ми починаємо з менш привабливих компонентів критичної інфраструктури, які є справді важливими для нашої здатності будувати речі, і споживають величезну кількість кваліфікованої робочої сили та ресурсів», — сказав Саммерс.
Роботизоване проти людського зварювання
Щоб розпочати роботу, 1872 спочатку покладалася на людських працівників для встановлення ручного процесу виробництва готових скі́дів, сказав Саммерс. Але компанія також працювала над інтеграцією таких технологій, як роботизовані маніпулятори, здатні виконувати автоматичне зварювання для з’єднання металевих деталей, у партнерстві з компанією Path Robotics з Колумбуса.
Стандартний процес дугового зварювання створює електричну дугу між електродом-палицею або дротом і металевим матеріалом. Ця електрична дуга генерує достатньо тепла, щоб розплавити метал у стику між двома металевими частинами, що дозволяє з’єднати дві частини після того, як розплавлений метал знову затвердіє.
Щодо дугового зварювання, Path Robotics стверджує, що їхні роботи зазвичай досягають від 95 до 100% виходу з першої спроби, тобто частка деталей, які проходять контроль якості з першого разу без необхідності доопрацювання або браку.
Роботизовані маніпулятори також працюють ефективніше, витрачаючи 70% свого робочого часу на увімкнену дугу. Для порівняння, люди витрачають лише 10-12% часу на увімкнену дугу, оскільки вони витрачають більше часу на вирівнювання та переміщення металевих деталей або регулювання інструменту.
Така робототехнічна ефективність може зменшити витрати на зварювання на 85%, за даними Path Robotics. Це пов’язано з тим, що робоча станція Path Robotics може виконувати зварювання приблизно за 0,12 долара за дюйм зварного шва, тоді як ручне зварювання коштує близько 0,78 долара за дюйм зварного шва.
Зварювання скі́да може зайняти від двох до чотирьох годин, але збирання всіх розрізаних компонентів для процесу зварювання може зайняти від чотирьох до п’яти днів, пояснив Саммерс. Тому компанія особливо зацікавлена в тому, щоб автоматизація скоротила час, необхідний для збирання компонентів скі́да. «Уся суть гри полягає в тому, як ми можемо підтримувати цю машину в роботі», — сказав він.
Архітектор на базі ШІ
Веб-сайт 1872 демонструє бачення високоавтоматизованого виробничого процесу, де цифрові файли дизайну клієнтів подаються в систему програмного забезпечення на основі штучного інтелекту, яка створює та планує повний виробничий план для сталевих компонентів, включаючи ціноутворення та постачання необхідних матеріалів.
Ця система «Архітектор» потім передає управління системі «Диригент», яка виконує виробничий процес, оркеструючи рух матеріалів та роботизованих машин на фабричному цеху, сказав Саммерс. Це може включати автономні транспортні засоби для перевезення матеріалів та деталей між робочими станціями або роботизовані маніпулятори, що рухаються по рейках вздовж виробничої лінії.
«Наша відмінність полягає в нашій здатності брати роботизовані системи, які побудовані нами або нашими партнерами, як-от Path Robotics, об’єднувати їх в єдину систему та оркеструвати таким чином, щоб ви могли справді досягти бездоганної роботи», — сказав Саммерс Ars.
В ідеалі, кожен виробничий цикл надаватиме додаткові дані, які допоможуть тренувати різні моделі ШІ та дозволять системі «Архітектор» покращуватися в довгостроковій перспективі. 1872 використовує індивідуалізовані готові моделі ШІ, включаючи деякі великі мовні моделі, і планує інтегрувати моделі, засновані на фізиці, які можуть точно представляти різні виробничі процеси, що використовуються на фабриці.
Компанія вже отримала 15 мільйонів доларів початкового фінансування від приватних фондів, керованих The O.H.I.O. Fund, інвестиційною консультаційною фірмою. За словами Саммерса, цього має бути достатньо, щоб «запустити Factory 1, розробити програмне та апаратне забезпечення для автоматизації та стати прибутковими». Компанія також може в майбутньому розширити свій процес автоматизованого виробництва за межі сталевих скі́дів на конструктивні каркаси та корпуси.
«Протягом наступних 12 місяців ми очікуємо почати по-справжньому розкривати деталі ручних процесів і впроваджувати автоматизацію не тільки на фізичному виробничому поверсі, але й у цифровій сфері», — сказав Саммерс.
Інформація підготовлена на основі матеріалів: arstechnica.com