Entri
Untuk mengkonsolidasikan pengetahuan di sekolah, kami diminta untuk memecahkan banyak contoh serupa. Kami selalu kesal: apa yang begitu berharga? Gantilah dua atau tiga nilai dalam rumus dan dapatkan jawaban. Di mana penerbangan pemikiran? Realitas ternyata lebih keras daripada sekolah.
Sekarang saya bekerja sebagai analis TI. Sebelum bergabung dengan bidang TI, saya bekerja sebagai insinyur panas, seorang programmer CNC, dan berpartisipasi dalam proyek penelitian.
Dari pengalaman saya sendiri, saya yakin bahwa insinyur dan ilmuwan menghabiskan 95% waktu kerja mereka untuk "aksi serupa". Perhitungan persamaan, cek, hasil rekaman, spesifikasi penyalinan. Proyek demi proyek, eksperimen demi eksperimen, hari demi hari.
Berikut adalah beberapa contoh dari pekerjaan saya yang lalu.
Hingga 2019, saya membuat model untuk pencetakan vakum termal. Jika model seperti itu dibungkus plastik yang dipanaskan, kami mendapatkan produk yang secara akurat mengulang geometri model ini. Deskripsi teknologi di
sini .
Dalam siklus produksi tata letak, diperlukan serangkaian aplikasi khusus:
- Autodesk Inventor untuk pemodelan 3D;
- Excel untuk mengunggah ukuran benda kerja;
- Excel untuk menghitung biaya tata letak;
- Modul HSM untuk menyusun program kontrol NC;
- Sistem file komputer untuk mengelola file program;
- Lingkungan Mach3 untuk mengendalikan mesin CNC.
Itu perlu untuk mentransfer data dari lingkungan ke lingkungan secara manual, dan ini adalah seluruh tabel dan array nilai. Prosesnya lambat, sering terjadi kesalahan.
Sebelum ini, saya berpartisipasi dalam desain dan pembuatan serat optik (
tautan ). Ada banyak penelitian, desain dan perhitungan di sana: lingkungan khusus untuk teknik panas dan perhitungan teknik pencahayaan (Ansys, Dialux), ditambah perhitungan efektivitas biaya, ditambah Autocad dan Inventor untuk model dan gambar. Dan di sini ada kesulitan yang sama: hasil perhitungan dari satu aplikasi harus diseret ke aplikasi lain untuk perhitungan selanjutnya. Dan beberapa kali mencari solusi terbaik.
Waktu seorang insinyur dan waktu seorang ilmuwan adalah waktu yang sangat mahal. Ini bukan tentang gaji. Di belakang perhitungan seorang insinyur adalah proyek besar dengan tim. Di belakang penelitian ilmuwan adalah prospek seluruh industri. Tetapi seringkali spesialis yang sangat berkompeten "bodoh" menginterupsi nilai-nilai dari satu program ke program lain, bukannya mengembangkan konsep, membuat model, menafsirkan hasil, perselisihan, dan bertukar pikiran dengan kolega.
Fitur dari lingkungan bisnis saat ini adalah kecepatan. Pasar terus mendorong. Pada 2014, kami membutuhkan 2-3 minggu untuk membuat tata letak. Pada 2018, tiga hari, dan itu sudah terasa terlalu lama. Sekarang perancang harus mengeluarkan beberapa solusi untuk waktu yang sama, yang sebelumnya hanya menonjol untuk satu opsi.
Dan satu hal lagi - investasi dan risiko. Untuk "mengaitkan" pada suatu proyek, suatu perusahaan harus berinvestasi ~ 6% dari biaya proyek ini dalam pengembangan konseptual sebelum menyimpulkan kontrak dengan pelanggan. Dana ini hilang:
- untuk penelitian;
- desain konseptual;
- penilaian biaya tenaga kerja;
- persiapan sketsa, dll.
Perusahaan mengambilnya dari sakunya, ini adalah risikonya sendiri. Perhatian pada konsep membutuhkan waktu spesialis, dan mereka sibuk dengan rutinitas.
Setelah berkenalan dengan alat-alat kerja di perusahaan IT, saya menjadi tertarik pada praktik apa dari otomatisasi proses bisnis yang dapat berguna bagi para insinyur. Jadi, bisnisnya telah lama menggunakan proses robotika (RPA) untuk menghadapi rutinitas.
Pabrikan RPA mengklaim manfaat berikut dari alat otomasi ini:
- universalitas (robot dapat bekerja dengan aplikasi apa pun, dengan sumber data apa pun);
- kemudahan pengembangan (tidak diperlukan kompetensi dalam pemrograman dan administrasi);
- kecepatan pengembangan (algoritma siap pakai membutuhkan waktu lebih sedikit dibandingkan dengan pemrograman tradisional);
- bongkar nyata seorang karyawan dari operasi rutin.
Berdasarkan kriteria ini, kami akan memeriksa apa efek menggunakan RPA dalam perhitungan teknik / ilmiah.
Deskripsi contoh
Kami akan mempertimbangkan contoh sederhana. Ada balok kantilever diperbaiki dengan kargo.
Mari kita lihat masalah ini dari sudut pandang seorang insinyur dan dari sudut pandang seorang ilmuwan.
Kasus "insinyur": ada balok penopang yang dipasang pada panjang 2 m dan harus menahan beban seberat 500 kg dengan margin keselamatan 3 kali lipat. Balok terbuat dari pipa persegi panjang. Sangat penting untuk memilih bagian balok sesuai dengan katalog GOST.
Kasus "ilmuwan": cari tahu bagaimana massa beban, potongan melintang, dan panjang balok mempengaruhi kapasitas dukung balok ini. Turunkan persamaan regresi.
Dalam kedua kasus, gravitasi diperhitungkan, yang bekerja pada balok sebanding dengan massa balok.
Kami akan mempelajari secara rinci kasus pertama - "insinyur". Kasus "ilmuwan" diimplementasikan dengan cara yang sama.
Secara teknis, contoh kami sangat sederhana. Dan spesialis subjek akan dapat menghitungnya hanya dengan kalkulator. Kami memiliki tujuan lain: untuk menunjukkan bagaimana solusi RPA akan membantu ketika tugas menjadi berskala besar.
Dalam penyederhanaan, kami juga mencatat: bagian pipa adalah persegi panjang yang sempurna, tanpa sudut pembulatan, tanpa memperhitungkan lasan.
Tugas insinyur
Skema umum dari kasus "insinyur" adalah sebagai berikut:
- Pada lembar Excel kami memiliki tabel dengan bermacam-macam pipa menurut GOST.
- Untuk setiap entri dalam tabel ini, kita harus membangun model 3D di Autodesk Inventor.
- Kemudian, di lingkungan Inventor Stress Analysis, kami melakukan perhitungan kekuatan dan mengunggah hasil perhitungan dalam html.
- Kami menemukan dalam file yang dihasilkan nilai "Stres Mises maksimum".
- Kami menghentikan perhitungan jika faktor keamanan (rasio kekuatan luluh material dengan tegangan maksimum von Mises) kurang dari 3.
Kami percaya bahwa balok bagian yang sesuai akan memberikan margin keamanan 3 kali lipat dan akan menjadi minimal di antara opsi lainnya.
Secara total, dalam tugas kami, spesialis bekerja dengan 3 aplikasi (lihat diagram di atas). Dalam lingkungan nyata, jumlah aplikasi bisa lebih banyak.
GOST 8645-68 "Pipa baja persegi panjang" berisi 300 entri. Dalam tugas demonstrasi kami, kami akan mempersingkat daftar: ambil satu posisi dari setiap keluarga ukuran. Total 19 catatan, yang darinya Anda harus memilih satu.
Lingkungan pemodelan Inventor, di mana kita akan membangun model dan melakukan perhitungan kekuatan, berisi perpustakaan bahan jadi. Kami menerima materi balok dari perpustakaan ini:
Bahan - Baja
Kepadatan 7,85 g / cu. cm;
Kekuatan luluh 207 MPa;
Kekuatan Tarik 345 MPa;
Modulus Young 210 GPa;
Modulus geser 80.7692 GPa.
Ini adalah bagaimana model tiga dimensi dari balok yang dimuat terlihat:
Dan inilah hasil perhitungan kekuatannya. Sistem mewarnai area rentan balok dengan warna merah. Di tempat-tempat ini, ketegangan adalah yang terbesar. Skala di sebelah kiri menunjukkan nilai tegangan maksimum dalam material balok.
Sekarang kami mentransfer sebagian dari pekerjaan ke robot
Skema pekerjaan diubah sebagai berikut:
Kami akan merakit robot dalam Automation Anywhere Community Edition (selanjutnya disebut AA). Mari kita membahas kriteria evaluasi dan menggambarkan kesan subjektif.
Keserbagunaan
Solusi RPA (terutama yang komersial) diposisikan secara persisten sebagai alat untuk mengotomatisasi proses bisnis dan mengotomatisasi pekerjaan karyawan kantor. Dalam contoh dan kursus pelatihan mereka menganalisis interaksi dengan ERP, ECM, Web. Semuanya sangat "kantor".
Awalnya, kami ragu apakah AA bisa mengambil antarmuka dan data dari Autodesk Inventor kami. Tapi semuanya benar-benar berfungsi: setiap elemen, setiap kontrol ditentukan dan direkam. Bahkan dalam bentuk layanan dengan tabel parameter, robot mendapatkan akses ke sel yang diinginkan hanya pada arah mouse.
Berikutnya adalah tes dengan peluncuran studio perhitungan kekuatan. Dan juga tidak ada masalah. Pada tahap ini, saya harus hati-hati bekerja dengan jeda di antara tindakan ketika sistem mengharapkan penyelesaian perhitungan.
Mendapatkan ringkasan data dari Web dan menempelkannya ke Excel berjalan dengan lancar.
Sebagai bagian dari tugas ini, universalitas telah dikonfirmasi. Dilihat oleh deskripsi vendor RPA lain, fleksibilitas adalah benar-benar properti umum dari kategori perangkat lunak ini.
Mudah dipelajari
Pengembangan berlangsung beberapa malam: kursus, studi kasus - semua ini ada di sana. Banyak vendor RPA memiliki pelatihan gratis. Satu-satunya penghalang: antarmuka lingkungan dan kursus AA hanya dalam bahasa Inggris.
Kecepatan pengembangan
Kami mengembangkan dan men-debug algoritma untuk "tugas insinyur" pada malam hari. Urutan tindakan hanya sesuai dengan 44 instruksi. Di bawah ini adalah bagian dari antarmuka Automation Anywhere dengan robot jadi. Konsep kode Rendah / Tidak ada kode - tidak harus diprogram: mereka menggunakan perekam operasi, atau drug'n'drop dari pustaka perintah. Kemudian konfigurasikan pengaturan di jendela properti.
Bongkar rutin
Robot menghabiskan 1 menit 20 detik untuk memproses satu rekaman. Tentang jumlah waktu yang sama yang kami habiskan untuk memproses satu rekaman tanpa robot.
Jika kita berbicara tentang puluhan dan ratusan catatan, maka orang itu pasti akan lelah, akan mulai terganggu. Spesialis tiba-tiba dapat mengambil beberapa tugas lain. Dengan seseorang, proporsi bentuk "Jika tugas membutuhkan waktu beberapa menit, maka N tugas seperti itu dapat diselesaikan dalam waktu menit A * N" tidak berfungsi - selalu membutuhkan lebih banyak waktu.
Dalam contoh kami, robot akan beralih ke catatan secara berurutan, dimulai dengan bagian terbesar. Pada array besar, ini bukan metode cepat. Untuk akselerasi, dimungkinkan untuk menerapkan pendekatan yang berurutan, misalnya, metode Newton atau setengah divisi.
Hasil perhitungan:
Tabel 1. Hasil pemilihan bagian balok
Tugas ilmuwan
Tugas ilmuwan adalah untuk melakukan beberapa percobaan numerik untuk menentukan hukum yang dengannya kapasitas dukung beban dari balok berubah tergantung pada luas penampang, panjang dan massa beban. Hukum yang ditemukan dirumuskan dalam bentuk persamaan regresi.
Agar persamaan regresi menjadi akurat, seorang ilmuwan harus memproses sejumlah besar data.
Sebagai contoh kami, array variabel input dialokasikan:
- tinggi profil pipa;
- lebar
- ketebalan dinding;
- panjang balok;
- massa kargo.
Jika kita harus membuat perhitungan untuk setidaknya 3 nilai dari setiap variabel, maka secara total ini adalah 243 pengulangan. Dengan durasi dua menit satu iterasi, total waktu sudah 8 jam - satu hari kerja! Untuk studi yang lebih lengkap, kita tidak harus mengambil 3 nilai, tetapi 10 atau lebih.
Dalam perjalanan studi, itu akan menjadi jelas bahwa faktor tambahan perlu dimasukkan dalam model. Misalnya, "menggerakkan" berbagai tingkatan baja. Volume perhitungan bertambah puluhan dan ratusan kali.
Pada tugas nyata, robot akan dapat membebaskan ilmuwan beberapa hari, yang digunakan spesialis untuk menyiapkan publikasi, dan ini adalah indikator utama dari aktivitas ilmuwan.
Ringkasan
"Produk" seorang insinyur adalah perangkat yang benar-benar berfungsi, desain. Robotisasi perhitungan akan mengurangi risiko akibat studi proyek yang lebih mendalam (lebih banyak perhitungan, lebih banyak mode, lebih banyak opsi).
"Produk" dari seorang ilmuwan adalah persamaan, keteraturan, atau deskripsi ringkas lainnya. Dan semakin akurat, semakin banyak data yang terlibat dalam analisis. Solusi RPA akan membantu membentuk "makanan" informasi untuk model.
Ringkas contoh kita.
Model apa pun dapat berperan sebagai model perhitungan: model jembatan, model mesin, model sistem pemanas. Diperlukan dari spesialis bahwa semua komponen model berada dalam interaksi yang tepat satu sama lain dan bahwa model tersebut menyediakan seperangkat "variabel" parameter parameter kunci.
Peran lingkungan perhitungan dimainkan oleh aplikasi apa pun yang digunakan spesialis dalam pekerjaan. Ansys, Autocad, Solidworks, FlowVision, Dialux, PowerMill, Archicad. Atau sesuatu dari desain Anda sendiri, misalnya, program untuk memilih penggemar di pabrik manufaktur (lihat program pemilihan peralatan Systemair).
Sebagai sumber data, kami mempertimbangkan situs web, database, lembar kerja Excel, dan file txt.
Hasil akhir dari pekerjaan - laporan tersebut adalah dokumen Word dengan teks yang dihasilkan secara otomatis, bagan Excel, serangkaian tangkapan layar atau mengirim email.
RPA berlaku di mana pun analisis teknik berlaku. Berikut ini beberapa area:
- perhitungan kekuatan dan deformasi;
- dinamika hidro dan gas;
- perpindahan panas;
- elektromagnetisme;
- analisis interdisipliner;
- desain generatif;
- Program kontrol NC (misalnya, bersarang);
- penelitian medis dan biologi;
- dalam perhitungan sistem dengan umpan balik atau sistem non-stasioner (ketika hasil akhir harus ditransfer ke sumber data dan ulangi perhitungan).
Saat ini, solusi RPA secara aktif digunakan dalam bisnis untuk mengotomatisasi proses dan bekerja dengan data. Rutinitas karyawan kantor, insinyur, dan ilmuwan memiliki banyak kesamaan. Kami telah menunjukkan bahwa robot cocok untuk kegiatan teknik dan ilmiah.
Untuk meringkas tayangan kami.
- Fleksibilitas - ya, RPA adalah alat universal.
- Mudah dipelajari - ya, sederhana dan terjangkau, tetapi Anda memerlukan bahasa.
- Kecepatan pengembangan - ya, algoritme akan menjadi cepat, terutama ketika Anda dapat bekerja dengan perekam.
- Bongkar dari rutin - ya, itu benar-benar dapat berguna dalam tugas skala besar.