ИИ оптимизирует литье под давлением: новые горизонты производства

Современное производство пластиковых изделий во многом полагается на процесс литья под давлением. Однако, несмотря на его распространенность, даже незначительные изменения условий могут привести к дефектам. Это требует высокой квалификации специалистов и их интуитивного понимания тонкостей процесса.

Исследователи из Корейского передового института науки и технологий (KAIST) представили инновационное решение на основе искусственного интеллекта, способное автономно оптимизировать производственные процессы и передавать накопленные знания. Эта разработка призвана решить проблему потери экспертизы из-за ухода опытных работников и растущего числа иностранных специалистов на производстве.

Команда под руководством профессора Сеунхва Рю из Департамента машиностроения разработала первую в своем роде генеративную ИИ-технологию для автоматической оптимизации литья под давлением. Дополнительно была создана система передачи знаний на базе большой языковой модели (LLM), делающая экспертные знания доступными каждому.

Генеративная ИИ для оптимизации процессов

Ключевым достижением является технология генеративного ИИ, которая автоматически определяет оптимальные параметры процесса, учитывая изменения окружающей среды или требования к качеству. Ранее, при изменении температуры, влажности или желаемого уровня качества, специалистам приходилось полагаться на метод проб и ошибок для корректировки настроек.

Исследователи использовали подход на основе диффузионной модели, которая способна находить оптимальные условия процесса, удовлетворяющие целевым показателям качества. Для этого были использованы данные об окружающей среде и параметры процесса, собранные за несколько месяцев на реальном заводе по литью под давлением.

Кроме того, была создана суррогатная модель, имитирующая производственный процесс. Это позволяет прогнозировать качество без необходимости запуска реального производства. Точность прогнозов составила всего 1,63%, что значительно превосходит показатели существующих технологий, таких как GAN и VAE, чьи ошибки достигают 23–44%.

IM-Chat: передача знаний и поддержка многоязычных команд

Вторым важным достижением стала система IM-Chat — решение на основе LLM, предназначенное для решения проблем, связанных с уходом опытных сотрудников и работой в многоязычной среде. IM-Chat представляет собой многоагентную ИИ-систему, объединяющую большие языковые модели (LLM) с генерацией, дополненной поиском (RAG). Она функционирует как ИИ-ассистент на производстве, предлагая оптимальные решения для новичков или иностранных рабочих.

Когда сотрудник задает вопрос на естественном языке, ИИ анализирует его и, при необходимости, автоматически активирует генеративный ИИ для оптимизации процессов. Одновременно предоставляются расчеты оптимальных условий, соответствующие стандарты и объяснения. Например, на вопрос о необходимом давлении впрыска при влажности 43,5% в цехе, ИИ не только рассчитает оптимальные параметры, но и предоставит ссылки на соответствующие руководства.

Благодаря поддержке многоязычного интерфейса, иностранные работники получают такой же уровень поддержки при принятии решений, как и местные специалисты.

Перспективы развития

Данное исследование рассматривается как ключевая технология трансформации производства с помощью ИИ (AX), которая может быть применена не только в литье под давлением, но и в производстве пресс-форм, штамповке, экструзии, 3D-печати, производстве аккумуляторов, биопроизводстве и других отраслях.

Особое значение имеет представление парадигмы автономного производственного ИИ, объединяющего генеративный ИИ и LLM-агентов через подход «вызова инструментов» (Tool-Calling). Это позволяет ИИ самостоятельно принимать решения и активировать необходимые функции.

Профессор Сеунхва Рю отметил: «Мы решили фундаментальные проблемы производства, используя данные и объединяя ИИ, который автономно оптимизирует процессы, с LLM, делающими знания доступными для всех. Мы продолжим расширять этот подход на различные производственные процессы, чтобы ускорить интеллектуализацию и автономность всей отрасли».

*Признаны экстремистскими организациями и запрещены на территории РФ.