С начала года американская обрабатывающая промышленность получила триллионы долларов инвестиций - от частных компаний, федерального правительства и зарубежных инвесторов. При этом на долю производственного сектора приходится более половины всех частных расходов на исследования и разработки в США.

Об этом рассказал Илья Коваленко, доцент кафедры машиностроения и промышленной инженерии Университета штата Пенсильвания (Penn State). По его словам, производители делают ставку на искусственный интеллект (ИИ) - технологию, позволяющую машинам выполнять задачи, которые обычно требуют человеческого мышления. С его помощью создают продвинутых роботов и системы моделирования, способные повысить безопасность и эффективность заводов. Такие темпы развития были бы невозможны без беспрецедентной поддержки отрасли, отметил он.

В конце XX века США потеряли значительную часть производства за рубежом и теперь зависят от других стран в выпуске товаров. Однако за последние 5-10 лет пандемия COVID-19 и перебои в цепочках поставок наглядно показали важность собственных мощностей. Поэтому сейчас идёт мощная кампания по возвращению производства в страну (решоринг).

Основу американской промышленности составляют небольшие семейные предприятия, которым всё труднее справляться с потоком заказов. США отстают от многих стран по объёмам выпуска, поэтому нужны масштабные исследования и подготовка кадров. Один из путей - автоматизация и ИИ: роботы и инструменты берут на себя повторяющиеся и рутинные задачи, на которые не хватает персонала.

На заводах много грязной, скучной и опасной работы. Чтобы не подвергать людей воздействию токсичных веществ и риску, автоматика делает труд безопаснее, быстрее и дешевле. В своих исследованиях Коваленко изучает, как ИИ обеспечивает гибкость и адаптивность производства: системы должны быстро перестраиваться под запросы клиентов или нужды предприятия. Умные роботы позволяют динамически менять поведение системы и выпускать нужные товары эффективнее.

Кроме того, заводам остро не хватает обученных рабочих. Автоматизация частично снимает нагрузку и создаёт более безопасные системы, где роботы сотрудничают с людьми в цеху. Производители рассматривают заказные автоматизированные комплексы и человекоподобных роботов. Технологии открывают возможности от 3D-печати крупных конструкций до новых методов мелкомасштабного производства для будущих полупроводников и модернизации литейных производств.

Университеты, такие как Penn State, готовят студентов разного возраста и уровня - от бакалавров до докторантов - на практических занятиях с примерами из индустрии. Это важно, чтобы инженеры могли эффективно работать с оборудованием заводов будущего. Академические исследователи также продвигают идеи в области ИИ и промышленной автоматизации, решая задачи, на которые у компаний не хватает ресурсов.

В ближайшие 10-15 лет Коваленко ждёт систем, способных динамически мыслить и приспосабливаться к меняющимся условиям - от корректировки спецификаций клиентом до погоды за окном. Это поможет сокращать отходы и потребление энергии. Ещё один интересный вектор - управление производством за пределами цеха, например изготовление изделий прямо в пути. Все эти идеи касаются адаптивности, устойчивости и гибкости.

Источник: Tech Xplore