היסטוריה של האבולוציה של הגדרות ייצור חכם: תעשיית 4.0, IIoT, מטה-יקום, AI ......

המילה "ייצור חכם (ייצור חכם)" נולדה כנראה מאוחר ממה שרוב האנשים חושבים. על פי הרישומים, ייצור אינטליגנטי הופיע לראשונה בנאום של קרן המדע הלאומי (National Science Foundation) בשנת 2006 על תשתית מחשבים.

ייצור ותעשייה חכמים 4.0

המושג "מפעל חכם" שצמח במקביל הפך לפופולרי באירופה, בעיקר בגרמניה. רשומות קיימות ומומחים מאמינים בדרך כלל שהתפיסה של ייצור/מפעל אינטליגנטי בדומה לארצות הברית באירופה פותחה כמעט במקביל ובאופן עצמאי יחסית.

עם זאת, בשנת 2013, גרמניה הציעה את המושג "תעשייה 4.0 (תעשייה 4.0)". זו הייתה מילה חדשה שיצאה מממשלת גרמניה כאשר צוות של מדענים פיתח אסטרטגיית היי-טק. Industry 4.0 הונע על ידי מגזין האמריקני Foreign Affairs (Foreign Affairs), שפרסם מאמר מאת קלאוס שוואב (המהפכה התעשייתית הרביעית), היו"ר הבכיר של ה-WEF (WEF).

בינואר 2016, נושא הכנס השנתי של WEF נקרא מיד "להשתלט על המהפכה התעשייתית הרביעית". באוקטובר של אותה שנה, ה-WEF הכריז על פתיחת מרכז המהפכה התעשייתית הרביעית בסן פרנסיסקו. לכן, ויקיפדיה השוותה את "המהפכה התעשייתית הרביעית" ל"תעשייה 4.0". רוב הקוראים המכירים את ההיסטוריה צריכים לדעת באופן כללי ששלוש המהפכות התעשייתיות הראשונות היו מהפכת הקיטור, מהפכת החשמל ומהפכת טכנולוגיית המידע - בהקשר זה, נראה שתעשייה 4.0 רחבה יותר מטווח האוטומציה התעשייתית שאנו מכנים כיום.

באותה עת ציפה שוואב שפיתוח עידן Industry 4.0 יעמוד בסימן התפוצצות של טכנולוגיות בתחומים שונים, כולל CPS (מערכות נהג-פיזיקליות, מערכות פיזיקת מידע), רובוטיקה, בינה מלאכותית, ננוטכנולוגיה, מחשוב קוונטי, ביוטכנולוגיה, IoT, IIoT, טכנולוגיה אלחוטית, הדפסה תלת מימדית, ועוד...

כמה מאמרים של מוסדות נתונים וניתוח ארגוניים מאמינים שתעשייה 4.0 או המהפכה התעשייתית הרביעית מתייחסת להיקף גדול יותר מאשר ייצור חכם. או ייצור חכם מתייחס לשימוש בטכנולוגיית Industry 4.0 בתחום הייצור. למעשה, התעשייה 4.0 המוקדמת ביותר מתייחסת למגמת האוטומציה של טכנולוגיות ותהליכי ייצור. הערך "ייצור חכם" של ויקיפדיה אפילו כולל ישירות את "Industry 4.0".

עם זאת, כאשר נסתכל מקרוב על התכנון המוקדם ומפת הדרכים של ייצור חכם ותעשייה 4.0, נגלה שלשתי החברות יש סדרי עדיפויות שונים בפיתוח. הייצור החכם הקדום ביותר התמקד בייצור המונע על ידי קישוריות מידע ונתונים גבוהים, בעוד Industry 4.0 התמקדה בעיקר במערכות CPS.

עם ההכללה וההכללה של המילים של ייצור ותעשייה אינטליגנטית 4.0, כאשר דנים בשני המושגים הללו כעת, ניתן לשקול שניתן להשוות אותם באותה רמה. ——. בפרט, התקדמות הטכנולוגיה גורמת לשני המושגים הללו להתכנס. כל המילים החמות ושאר המושגים הקשורים לתעשייה ולייצור צצים כולם סביב ייצור חכם ותעשייה 4.0.

תכונת מפתח רב שנתית: דיגיטלית

אולי שלא כמו שרוב האנשים חושבים, רובם המכריע היו קיימים או הוצעו לפני הופעת הייצור החכם, והתקיימו זמן רב יותר באופן משמעותי. לדוגמה, הרעיון של מחשוב קצה הופיע לראשונה בשנות ה-1990 כאשר -- CDN (רשת הפצת תוכן) היה כמעט אב הטיפוס של מחשוב קצה; CDN התרחב ליישומים אחרים בתחילת המאה, והשיג את שירות מחשוב הקצה המוקדם ביותר.

התאום הדיגיטלי (תאום דיגיטלי) והמטה-יקום (מטאוורס) הופיעו לראשונה ברומן המדע הבדיוני Avalanche (התרסקות שלג), וקשה לעקוב אחר המילים ששימשו לייצג את ההתעוררות שלאחר מכן של מרחב המציאות המדומה --. אז לא קשה להבין מדוע IIoT, ביג דאטה ותאומים דיגיטליים, כאשר רק נולדו ייצור חכם ו-Industry 4.0. לכן, קשה לומר כי התחום של ייצור אינטליגנטי בשנים אלה כל הזמן hype מושגים חדשים.

לדעתנו, המטרה הסופית של כל המושגים הללו היא אינטליגנציה ואוטומציה של הייצור. כלומר, המפעל הכימי הבלתי מאויש - המוצג בסרטי מדע בדיוני גם אם הצורה הספציפית הסופית עשויה שלא להיות המקרה. בתהליך של מימוש אינטליגנציה ואוטומציה, מכיוון שזה בעזרת טכנולוגיה אלקטרונית להשיג, הדבר הראשון שצריך לעשות חייב להיות דיגיטלי. כמובן שזה מעורב גם בטרנדים הקשורים לדיגיטל כמו נטוורקינג.

בטכנולוגיות ספציפיות, התבוננות במגמות של מונחי חיפוש בגוגל מראה ש-IIoT הוא ממוצע יחסית בחמש השנים האחרונות (איור 3) —— אנו יכולים להתייחס לזה כטכנולוגיה עכשווית בכיוון של ייצור חכם. למעשה, IIoT מכסה את כל ארבעת המגזרים של חישת מוליכים למחצה, חיבור, בקרה/עיבוד ואספקת חשמל. בנוסף לכוח, מספר אלמנטים נוספים נועדו לעשות דיגיטל בתחום הייצור.

אלמנטים אלו הם גם משתתפי הליבה בשוק בתחום הייצור החכם, כמו Renesas ו-Anson Beauty, שמנסים לבנות את הקישור המלא.

ייצור אינטליגנטי עכשווי של המילה החמה ביותר: בינה מלאכותית, תאום דיגיטלי

אני מנסה להשתמש במנוע החיפוש של גוגל, עבור הטכנולוגיה הספציפית הקשורה לייצור אינטליגנטי, צפה במגמת מונח החיפוש, בנוסף ל"AI" מילה חמה נפרדת כזו, בכמעט שנה של חום חיפוש הרבה מעבר למילות מפתח אחרות, עם קואורדינטות ההתייחסות של המילה IIoT, תחום ייצור אינטליגנטי בולט כרגע מילת החיפוש החמה היא דיגיטלית תאומים ו-Edge AI.

בין אם זה צירוף מקרים או בלתי נמנע: שימו לב היטב להגדרה ולמפת הדרכים של ייצור אינטליגנטי ו-Industry 4.0, תגלו שבינה מלאכותית קצה ותאום דיגיטלי תואמים בדיוק לייצור אינטליגנטי ו-Industry 4.0. כפי שהוזכר לעיל, ייצור אינטליגנטי שהודגש קודם לכן על כונן קישוריות גבוהה של מידע ונתונים -- edge AI הוא היישום המלא של מחשוב נתונים וקישוריות; ו-Industry 4.0 דיברו על CPS, כלומר הווירטואליזציה של העולם האמיתי, בדיוק כמו מסלול התאומים הדיגיטליים.

עם זאת, בסופו של יום, בינה מלאכותית קצה ותאום דיגיטלי הם השלבים הדיגיטליים האמצעיים והמתקדמים של התקדמות טכנולוגית מתמשכת. בדיוק כמו השלבים המוקדמים של הדיגיטציה עדיין מדברים על טכנולוגיית חישה, כלומר כיצד להפוך מידע טבעי ואנלוגי למידע דיגיטלי, כלומר, בקרה ועיבוד של מידע דיגיטלי. רק כאשר הדיגיטציה מתפתחת לשלב המתקדם, נוכל לדבר על בינה מלאכותית המבוססת על נתונים מסיביים.

תאום דיגיטלי הוא השלב המתקדם הבא של הדיגיטציה, אשר לא רק דורש דרגת דיגיטציה גבוהה יותר ואף מקיפה של נתוני המפעל והייצור, אלא גם דורש שיתוף פעולה של טכנולוגיית AI. ניתן לראות שפיתוח מילים חמות לייצור אינטליגנטי מתבסס על: כאשר הפיתוח הדיגיטלי לגובה חדש, לייצור מושכל יהיו טכנולוגיות ספציפיות חדשות ומילים חמות.

MathWorks בתור מפעל תוכנה תעשייתי, לחברה זו יש אמירה טובה יותר בתחום הדיגיטציה בייצור. למעשה, הופעתם של מוצרים או תכונות חדשות של MathWorks יכולה גם לחשוף מגמה.

השלב הבא: AI גנרטיבי, יקום תעשייתי, רובוט

בפסגת SIGGRAPH בשנה שעברה, מנכ"ל Nvidia, ג'ון הואנג, הזכיר כי דיגיטציה תעשייתית היא עוגה גדולה של תפוקה פוטנציאלית של 50 טריליון דולר. אולי בעידן של ייצור אינטליגנטי ואפילו Industry 4.0, אף אחד לא חשב ש-Nvidia תהיה קשורה לייצור תעשייתי, כי Nvidia נהגה לייצר כרטיס גרפי למשחק.

באותו זמן, הואנג ערך הדגמה בפגישה, שבה הוא שלח מסמך PDF —— תוכנית CAD דו-ממדית —— של המפעל למודל ה-AI הגנרטיבי, שדרש ממנו ליצור את התאום הדיגיטלי התלת-ממדי של המפעל על בסיס מסמך ה-PDF. מודל התלת-ממד הסופי אינו מבוסס רק על תוכנית המטוס, אלא גם מוסיף אור, מרקם ואפקטים נוספים. באופן אידיאלי, תאומים דיגיטליים כאלה יכולים לשמש אפילו לאימון רובוטים וסימולציה אם הם משיגים דיוק ברמה הפיזית.

כמובן, עשויים להיות אתגרים רבים לעשות זאת באמת ולהוציאו לייצור. עם זאת, זה לא רק מראה את העבודה של עיבוד כרטיס גרפי במפעל תלת מימד, אלא גם משקף את תפקידו של AI יצירתי בתהליך, ואפילו את הסיוע של תאומים דיגיטליים ו-AI עבור טכנולוגיית רובוט. לדעתי, לאחר הרחבת סולם התאומים הדיגיטלי התעשייתי, זהו ללא ספק המטא-יקום הדיגיטלי התעשייתי.

ראוי להזכיר שב.מ.וו משתמשת ב-Nvidia Isaac כדי לבצע אימון בינה מלאכותית על רובוטים, מה שמקביל לאימון רובוטים אלו בסביבה וירטואלית, ——. זהו גם יישום מסוים של המטא-יקום התעשייתי. בין אם מדובר בניווט ואספקה ​​של מלגזת AGV במפעל, או תפעול הזרוע המכנית בקו הייצור, מאימון רובוט AI בעולם הוירטואלי, ועד לפריסת מודיעין רובוטים, Nvidia הדגישה שוב ושוב את פתרונות הקצה לקצה שלה בשנתיים האחרונות. זה כבר כמעט נחשב על ידי התעשייה כעתיד הייצור התעשייתי.

למען עתיד הייצור החכם, הקטור גם הזכיר כי "הליבה היא תהליך ייצור אוטומטי ביותר, באמצעות כניסת טכנולוגיית רובוט/AGV מתקדמת, יכול להשיג את פעולת האוטומציה של קו הייצור." ניתן לראות כי תאומים דיגיטליים תעשייתיים, בינה מלאכותית ורובוטיקה תחת הרקע הדיגיטלי ביותר חייבות להיות העתיד של ייצור אינטליגנטי.

לבסוף, כדאי להזכיר שבכנס המפתחים של GTC השנה, Nvidia הוציאה את פרוייקט הרובוט האנושי Project GROOT ——, והוא כמובן בעיקר המודל הבסיסי של רובוטים דמויי אדם. לפי Nvidia, זה מבוסס על בינה מלאכותית גנרטיבית כדי "ליצור את הפעולה הבאה של הרובוט." בראיון עם אנליסטים, הואנג אמר שאם הכל יכול להיות דיגיטאלי, אז הכל יכול להיות אסימון (אסימון) ——. במילים אחרות, הכל ניתן ליצור.

כאשר ניתן להפיק מידע כגון טקסט, תמונות וסרטוני וידאו בעת דיגיטציה, ניתן להפיק גם נתונים של גנים, גלי מוח, רובוטים וסוגים אחרים של נתונים בעת דיגיטציה. למרות שה-AI חדרה לתחום הייצור התעשייתי, התקפת הבינה המלאכותית הגנרטיבית היא כמעט בלתי נמנעת.

Hector בהנחת היסוד של אישור בינה מלאכותית גנרית, אנסון מספקת מוצרים הקשורים להספק וכוח לעיבוד נתונים בקנה מידה גדול ומרכזי נתונים בעלי הספק גבוה של בינה מלאכותית ותאום דיגיטלי תעשייתי, במטרה "לקדם את הפיתוח של בינה מלאכותית גנרטיבית". שן צ'ינג אמר, "באופן תיאורטי, בינה מלאכותית גנרטיבית יכולה למלא תפקיד חשוב במספר היבטים של ייצור אינטליגנטי, כולל תכנון מו"פ ותכנון, בקרת תהליכי ייצור, אופטימיזציה של תפעול וניהול ואופטימיזציה של מוצרים ושירותים." אבל" כרגע, בינה מלאכותית גנרטיבית עדיין בשלב החקירה".

שלב הפיתוח של ייצור בינה מלאכותית אינטליגנטי עשוי להיות אלמנטרי יותר מתאום דיגיטלי. אבל הופעת הבינה המלאכותית הגנרטיבית בשווי פוטנציאלי של 50 טריליון דולר עבור דיגיטציה תעשייתית תהפוך ללא ספק לעמוד השדרה בעתיד.