Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Цифровое проектирование

Доклад А.Левенчука "Цифровое производство" на RAICamp, Москва-Ватутинки, 16 ноября 2013

  • Login to see the comments

Цифровое проектирование

  1. 1. Цифровое производство Москва 16 ноября 2013г .
  2. 2. TechInvestLab • Слоган: «организуем организаторов» • Клиенты: службы развития крупных холдингов • Роль: генеральные консультанты, научные руководители проектов развития (проектов управления технологиями) • Принцип: образовательный консалтинг • Особая экспертиза: стратегирование, системная инженерия, инженерный менеджмент, организационное развитие, информационные технологии (в том числе семантические). • Уникальная экспертиза: ISO 15926 (члены POSCCaesar Association) • Мораторий: временно не работаем с государством (занимаемся производственными и исследовательскими задачами, но не регулированием) • Партнёры: Анатолий Левенчук, Виктор Агроскин 2
  3. 3. Русское отделение INCOSE • Русский – это язык, а не страна. • Особый интерес: фронтир системной инженерии (а не популяризация). • 83 заседаний на ноябрь 2013г. (два раза в месяц), четыре ежегодные выездные рабочие встречи, одна международная конференция. • Материалы: http://incose-ru.livejournal.com/. • Корпоративных членов пока нет. 3
  4. 4. Альфы инженерного проекта 4
  5. 5. Ключевая мысль системной инженерии: V-диаграмма перехода от определения к воплощению определение потребностей валидация приемка в эксплуатацию верификация Архитектурное проектирование интеграция верификация рабочее проектирование System definition изготовление System realization [System operation] 5
  6. 6. V-диаграмма проверка Подальфы определения системы проверка 6
  7. 7. IV поколение Искусственный интеллект: гибридные вычисления Развитие и совершенствование инженерии II поколение Современная («классическая») инженерия: диаграммы и чертежи («псевдокод») Р Е З У Л Ь Т А Т Ы I поколение «Алхинженерия»: неформальные тексты и эскизы III поколение Моделе-ориентированная (modelbased) инженерия: формальные языки (вычисляемый «код») 1400 1860 1990 ВРЕМЯ 2020 7
  8. 8. Смена технологий системной инженерии • Технология – way of working (практики и поддерживающие их инструменты, обученные этим практикам работы люди с нужным уровнем компетенций) Сейчас (классика): фронтир -- управление жизненным циклом. Идея: «пусть сломается в компьютере» -- поиск и предотвращение коллизий. Защищаем от убытков и задержек. Управление жизненным циклом. Завтра: фронтир -- generative design and manufacturing. Идея: «пусть думает компьютер, от нас нужно только сообщить намерение». Даём дешевизну и скорость. Моделирование и преобразование моделей 8
  9. 9. Моделеориентированность Формальные модели подразумевают: • (автоматизированное) доказательство правильности • Позволяют использовать порождающие технологии (автоматизировать работу с ними) • Тренд: верхнеуровневые модели (архитектурные, логические). Ralf Johnson: Архитектура – это обо всём важном. Что бы это ни было. 9
  10. 10. Порождающее проектирование и производство «Порождение» против «редактирования» Generative design (биты в биты) • Информационная модель-1 + справочные данные = информационная модель-2 Generative manufacturing (биты в атомы) • Информационная модель + справочные данные = оформленное вещество 10
  11. 11. Принципы порождения • Постепенное уменьшение доли «редактирования» в пользу автоматизированного порождения (как в проектировании, так и в изготовлении) • Автоматизация инженерных обоснований – доказательства (в отличие от тестирования), порождение объяснений • Использование справочных данных (общей для многих проектов информации) 11
  12. 12. Ключевые слова для generative design • • • • • Солверы (solver) Оптимизаторы (optimizer) Ограничения (constraints) Художественность (art) Порождающее производство (generative manufacturing) и новые материалы 12
  13. 13. Порождающее производство • Форма, невозможная для ручной работы • Субтрактивные и аддитивные методы (экономия материала, энергии, времени) • 3D печать • Робототехника (сборка) • Автоматизированная логистика (деталь описывает сама себя в логистической цепочке) 13
  14. 14. Не только производство! Автоматизация научной и изобретательской работы • Биороботы на чипе • Новые материалы (например, комбинации для батареек – анод, катод, электролит) • Ключевой момент: генерация гипотез 14
  15. 15. Типы производства • Субтрактивное (обрабатывающие центры) • Аддитивное (печать, вязание, кирпичи) • Generative manufacturing – это оба вида! • Но станки с ЧПУ обыденны, их даже не рассматриваем. • Даже если это робот, водящий лазерным пером по стальному листу. • «Умную пыль» (роботы-кубики) не рассматриваем. 15
  16. 16. 3D печать • Идеальный метод для деталей сложной формы (учитывая надёжность и прочность). Сложная форма даёт прочность, лёгкость, меньшее число деталей (дешевизну логистики и сборки). • Массовость: поддержка в Windows 8.1 драйверов 3D принтеров (http://www.microsoft.com/3d), это уже не экзотика. • от микрон до метров, от инженерных до биоприменений Анод и катод микробатареи Первый в мире дом начали печатать в Амстердаме (июнь 2013) http://www.telegraph.co.uk/travel/ultratravel/the-next-big-thing/10110195/The-worlds-first-3D-printed-house.html http://www.boston.com/business/innovation/blogs/inside-the-hive/2013/06/28/harvard-researcher-used-printer-create-really-tiny-batteries/YAnRhFfWn4BzoZUp0Y9GOK/blog.html 16
  17. 17. 3D печать: прочность и точность. Это не про платсмассу! Лазерное спекание: давление более 1360атм. при каждом выстреле. Ствол рифлёный. Никакой машинообработки. Напечатано более 30 деталей (нержавеющая сталь и хромо-никелевый сплав). Накладки на ручку тоже напечатаны. http://blog.solidconcepts.com/industry-highlights/worlds-first-3d-printed-metal-gun/ 17
  18. 18. 3D печать: органы. Это не про пластмассу и сталь! Альтернатива: биореактор – выращивание печени для пересадки (апрель 2013, успех у крыс) http://www.newscientist.com/article/dn23382kidney-breakthrough-complete-labgrown-organworks-in-rats.html Пока без кровоснабжения и нервов, а клеточные структуры впятеро крупнее, чем нужно (не хватает разрешения). Ожидание: 10-15 лет, и печать органов будет возможна. http://www.3ders.org/articles/20130815-how-do-they3d-print-kidney-in-china.html 18
  19. 19. Производство жизни Digital Biological Converter Институт J. Craig Venter: синтезировал в 2010г. из 4 бутылок аминокислот геном M. mycoides JCVIsyn1.0 с 1.08млн. пар оснований, результирующая бактерия начала делиться http://www.jcvi.org/cms/research/projects/first-selfreplicating-synthetic-bacterial-cell/overview/ Октябрь 2013г.: «Телепортация жизни». Вышла книга, и есть «корявый прототип» устройства пересылки жизни по электронной почте. http://www.amazon.com/Life-SpeedLight-Double-Digital19 ebook/dp/B00C1N5WRK
  20. 20. 3D ДНК-оригами и инженерные бактерии (пока это дико, запредельно дорого!) Каждый квадратик на фото 200нм Октябрь 2013: формирование Center for Molecular Design and Biomimicry в аризонском университете. https://asunews.asu.edu/20130321_dnananotechnology http://www.azbio.org/asu-appoints-hao-yan-as-director-of-newcenter-for-molecular-design-and-biomimicry Генетически модифицированная бактерия синтезировала белок заданной пирамидальной формы. Это всё одно дешевле, чем DNA (но трудней запроектировать). http://www.nature.com/news/protein-gets-in-ondna-s-origami-act-1.12882 20
  21. 21. Промышленное 3D вязание из композитных волокон • «Преформы» – волокна заранее правильно сориентированы, осталось только «залить» (http://www.compositesworld.com/articles/structural-preform-technologies-emerge-from-the-shadows). • 3D вязание оплёток, обшивок и даже шасси сложной формы (Lexus, 2011) http://www.youtube.com/watch?v=ry9uiP2I6kQ 21
  22. 22. Сборочное производство: не для одиночных роботов • Сегодня: порядка 1.1млн. промышленных роботов. В 2013 году их будет продано 162тыс. (данные http://www.ifr.org/). Рост ожидается до 6% в год (никакого «бума»). • Совместная работа роботов и людей – БЕЗОПАСНОСТЬ! • Быстрое обучение роботов людьми (Baxter) • Совместная работа независимо закупленных роботов. http://www.technologyreview.com/news/429248/this-robot-could-transform-manufacturing/ 22
  23. 23. Летающие сборщики Высота 6 метров, летали 4 дня http://www.idsc.ethz.ch/Research_DAndrea/Archives /Flying_Machine_Enabled_Construction Такие роботы могут и жонглировать! http://www.youtube.com/watch?v=W18Z3UnnS_0 23
  24. 24. Системная инженерия • Цифровое производство не слишком отличается от робототехники – но нет ярко выраженного «робота», часто нет и манипулятора. • Софт решает всё: квадроторы есть у всех, а вот жонглируют они не у всех. • Но и хард забывать не нужно, это совсем не программная инженерия. Хитрая физика, дороговизна и несовершенство материалов, дороговизна и длительность проб и ошибок, нестабильность «аналогового» реального производства по сравнению с «виртуальным макетом». • Всё решает командная работа: в одной голове все нужные знания не помещаются. 24
  25. 25. Спасибо за внимание Анатолий Левенчук, Директор по исследованиям Русского отделения INCOSE http://ailev.ru ailev@asmp.msk.su Виктор Агроскин vic5784@gmail.com TechInvestLab.ru (495) 748-53-88 25

×