Почему спустя 45 лет идея «просьюмера» обретает новую жизнь
Каждая крупная технологическая волна сопровождается громкими прогнозами о том, как она изменит мир. Сегодня их центр — искусственный интеллект. Футурологи вроде Рэя Курцвейла и Митио Каку утверждают, что ИИ даст в руки отдельным людям невероятно мощные инструменты. Пока заголовки новостей об ИИ заняты чат-ботами, ассистентами для кодинга или будущим рабочих мест. Производство в этих историях почти не фигурирует.
Что произойдёт, когда ИИ встретится с производством? Ответ, возможно, связан не с футуристичными роботами, а с идеей, которую предложил более сорока лет назад футуролог и писатель Элвин Тоффлер. В своей книге «Третья волна» (1980 год) он ввёл понятие «просьюмер» — гибрид производителя и потребителя. Тоффлер считал, что общество постепенно отойдёт от централизованного массового производства к будущему, в котором люди будут участвовать в создании продуктов и услуг, которые потребляют.
В то время идея Тоффлера звучала амбициозно. Для изготовления продуктов требовались заводы, дорогое оборудование и инженерное мастерство. Большинство людей были просто потребителями товаров, спроектированных и произведённых компаниями.
Сейчас, 45 лет спустя, сочетание искусственного интеллекта и аддитивных технологий (AM) может приблизить видение Тоффлера к реальности. Причина не в исчезновении фабрик и не в замене инженеров ИИ. Дело в том, что ИИ значительно упрощает саму стадию проектирования продуктов.
Возможности, которые открыла аддитивная технология
В конце 2000-х настольные 3D-принтеры стали доступнее. Вместе с ними окрепла идея, что производство может выйти за стены заводов. Люди могли бы печатать некоторые продукты сами, а не покупать всё у крупных корпораций. Эта возможность подпитывала движение «мейкеров» и проекты вроде RepRap.
Какое-то время казалось, что 3D-печать изменит производство. Она действительно многое изменила, но не так, как ожидалось. Настольные принтеры стали популярны среди любителей, педагогов и мейкеров. Однако лишь единицы начали проектировать и изготавливать собственные вещи. Большинство скачивало чужие файлы. Основные потребительские товары по-прежнему сходили с тех же заводских конвейеров. Главным барьером было незнание того, как спроектировать продукт.
Создать деталь — это не просто придать ей форму. Деталь должна работать. Инженерам нужно продумывать материалы, выдерживать нагрузки и подбирать конструкцию под конкретный способ производства. Превратить идею в готовую к выпуску деталь непросто даже опытным дизайнерам.
ИИ входит в процесс проектирования
Искусственный интеллект быстро проник в инженерное дело и дизайн продуктов. Сначала его использовали в основном для генеративного дизайна. Программа создавала варианты конструкций, основываясь на целях, которые ставил инженер. Компании вроде Autodesk во многом популяризировали эту технологию, давая инженерам новые способы исследования и доработки идей, не начиная с нуля.
Недавно платформы на базе ИИ расширились в области топологической оптимизации, симуляции, выбора материалов и автоматизации рабочих процессов. Пожалуй, ещё важнее появление систем «текст в САПР». Технология пока несовершенна, но пользователи уже могут описать продукт на естественном языке, а ИИ сгенерирует первый 3D-модель. Инженерный контроль по-прежнему необходим. Но взаимодействие с дизайнерским софтом становится намного проще.
С компьютерами произошло то же самое в 80-х и 90-х. Тогда для работы с компьютером нужно было вводить команды. Графические интерфейсы заменили строки кода окнами, иконками и меню. Внезапно компьютеры стали доступны миллионам людей.
ИИ может оказать такое же влияние на инженерию. Вместо того чтобы осваивать сложное ПО для САПР с нуля, пользователи смогут просто описать нужный предмет на простом языке, а ИИ выполнит большую часть начальной работы.
Недостающий элемент в картине Тоффлера
Вот здесь идея Тоффлера обретает смысл. Его видение никогда не сводилось к простому предоставлению доступа к производству. Речь шла о возможности создавать. Чтобы потребители стали производителями, им нужен доступ и к производственным мощностям, и к средствам проектирования. 3D-печать сделала более доступным само изготовление. ИИ сейчас начинает делать то же самое для проектирования.
Возьмём, к примеру, протезы кистей руки, напечатанные на 3D-принтере. Ещё недавно получение протеза означало обращение к производителю за стандартным устройством. Теперь люди могут скачать открытые дизайны, подогнать их под пользователя и напечатать пластиковые компоненты на настольном принтере. Результат — более персонализированное и недорогое устройство.
Традиционное производство заточено на выпуск миллионов идентичных продуктов с максимальной эффективностью. Между тем, одно из главных преимуществ 3D-печати — кастомизация. Каждое изделие может отличаться от предыдущего без необходимости менять пресс-формы или оснастку. ИИ может сделать это преимущество ещё полезнее. Вместо того чтобы тратить часы на создание каждого нового варианта, дизайнеры смогут адаптировать существующие модели или генерировать новые гораздо быстрее. Это упростит выпуск персонализированных продуктов в отраслях, где каждый клиент уникален.
Элайнеры для зубов — один из первых примеров. Каждый пациент получает уникальный план лечения, реализованный с помощью цифровых процессов и аддитивных технологий. Среди других потребительских товаров — очки, обувь, спортинвентарь, эргономичные инструменты, геймерские аксессуары и товары для дома, спроектированные под конкретного пользователя. Вместе они могут сделать крупномасштабную кастомизацию гораздо более простой.
Восход «производственного агента»
Ещё одна идея, которая привлекает внимание, — это ИИ-агент в производстве. Он может стать не просто чат-ботом или цифровым ассистентом. Вместо того чтобы переключаться между софтом для САПР, симуляции, оптимизации и слайсерами, пользователи смогут доверить большую часть этих задач единой ИИ-системе. Пользователь просто описывает, что ему нужно.
Представьте себе запрос: «Мне нужен лёгкий кронштейн для дрона, который выдерживает вибрацию и работу на улице». ИИ-система сгенерирует несколько вариантов конструкции, оптимизирует геометрию, предложит подходящие материалы, проведёт симуляции, подготовит файлы и порекомендует лучший метод производства.
Такие системы не заменят инженеров. Они повысят производительность и дадут инженерные возможности гораздо большему числу людей. А также серьёзно повлияют на малый бизнес, предпринимателей, педагогов и любителей.
Почему фабрики не исчезнут
Всё это очень воодушевляет, но важно сохранять контекст. ИИ упрощает проектирование, но это не значит, что традиционное производство исчезает. Как отмечает эксперт по производству из MIT доктор Джон Харт, высокообъёмное производство останется самым эффективным и выгодным для многих продуктов.
> «Аддитивное производство не будет делать всё в будущем. Оно не будет делать даже близко к этому. Но оно коснётся жизненного цикла почти каждого продукта, который спроектирован и изготовлен. Это может быть прототипирование, оснастка, запчасти или мелкосерийное производство хотя бы некоторых его компонентов», — предсказал доктор Харт.
Стоимость — ещё один фактор. Литьё под давлением остаётся самым дешёвым способом выпуска миллионов одинаковых деталей. Многие потребительские электронные устройства, автомобили, товары массового потребления по-прежнему зависят от больших заводов и налаженных цепочек поставок. Для этих отраслей традиционное производство продолжит быть наиболее разумным выбором.
Регулирование — ещё одна причина. Медицинские изделия, авиационные детали и другие критически важные продукты должны соответствовать строгим требованиям сертификации. Когда ИИ становится частью процесса, компаниям и регуляторам придётся отвечать на новые вопросы о проверке, ответственности и о том, кто в конечном счёте отвечает за готовый продукт.
Ещё одна проблема — интеллектуальная собственность. Если ИИ создаёт запчасть для существующего продукта, кому принадлежит дизайн? Ответ не всегда очевиден, и производители, разработчики ПО и регуляторы всё ещё пытаются это выяснить.
Есть и вопросы качества. Конструкция, созданная ИИ, не гарантированно безопасна или готова к производству. Её нужно тестировать, проверять и во многих случаях утверждать. Всё это не означает, что ИИ и 3D-печать не изменят производство. Конечно, изменят. Но они, скорее, расширят возможности того, как и где делаются продукты, а не заменят традиционное производство целиком.
Применение в России и СНГ
Для российской промышленности сочетание ИИ и аддитивных технологий — это прямой путь к ускорению реверс-инжиниринга и изготовлению запчастей. В условиях ограниченного доступа к глобальным цепочкам поставок способность быстро спроектировать и напечатать деталь с помощью ИИ-ассистента становится критически важной. В таких отраслях, как авиастроение и тяжёлое машиностроение, где нужна кастомизация оснастки под конкретную задачу, ИИ способен снять барьер высокой квалификации инженера-конструктора. Отечественные компании уже экспериментируют с генеративным дизайном для облегчения узлов в приборостроении. Развитие текстовых интерфейсов к программам САПР может стать драйвером для малых и средних предприятий, которые раньше не могли позволить себе дорогостоящего инженера-проектировщика, но теперь смогут «объяснить» задачу ИИ и напечатать прототип или готовую деталь на отечественном 3D-принтере.
