AI mở ra kỷ nguyên đổi mới nhanh chóng cho thiết kế phần cứng
Khả năng thay đổi và thích ứng nhanh chóng là một trong những đặc điểm nổi bật của ngành công nghiệp phần mềm. Nhờ áp dụng các phương pháp DevOps mạnh mẽ, ngành này đã đạt được tốc độ đổi mới đáng kinh ngạc mà không làm giảm chất lượng hay độ tin cậy. Trái lại, quá trình thiết kế và chế tạo sản phẩm vật lý theo truyền thống chậm hơn đáng kể do những ràng buộc không thể tránh khỏi, chẳng hạn như việc phải xây dựng nguyên mẫu và chạy các mô phỏng tính toán chuyên sâu. Tuy nhiên, trí tuệ nhân tạo (AI) có thể mở ra một con đường mới, giúp các kỹ sư phần cứng đạt được mức độ đổi mới nhanh chóng tương tự như các kỹ sư phần mềm đã và đang tận hưởng.
Trong podcast gần đây, Boris Scharinger, Giám đốc đổi mới cấp cao và chiến lược công nghệ tại Siemens Digital Industries, cùng với Tiến sĩ Justin Hodges, Chuyên gia cao cấp về AI/ML trong quản lý sản phẩm tại Siemens Digital Industries Software, đã tiếp tục thảo luận về cách AI đang tái định hình quy trình thiết kế sản phẩm. AI mang đến những phương pháp mới để xác thực thiết kế, mã hóa thông tin và hỗ trợ sự kết hợp chéo giữa các nhóm, giúp đẩy nhanh tốc độ đổi mới và mở rộng phạm vi khám phá không gian thiết kế trong tương lai.
Chìa khóa để mô phỏng nhanh hơn
Boris giải thích rằng “industrial metaverse” đang dần hình thành như một nền tảng hội tụ, nơi hàng nghìn bản sao số (digital twin) có thể kết hợp với nhau để tạo thành một mô phỏng thực tế, điều mà hiện nay vẫn chưa thể thực hiện hoàn toàn. Tuy nhiên, ở thời điểm hiện tại, các mô phỏng và bản sao số chủ yếu tập trung vào từng thành phần hoặc yếu tố riêng lẻ của hệ thống thay vì toàn bộ hệ thống, phần lớn là do chi phí thực hiện các mô phỏng có độ chính xác cao.
Mô phỏng được sử dụng có chọn lọc trong các tình huống cụ thể là điều hợp lý, bởi chúng đòi hỏi thời gian, tiền bạc và tài nguyên tính toán lớn. Nhưng điều này cũng giới hạn khả năng khám phá không gian thiết kế rộng hơn hoặc tối ưu hóa thiết kế xuyên suốt đến giai đoạn sản xuất. Tuy nhiên, bằng cách tận dụng AI một cách thông minh, các quy trình này có thể được tăng tốc, tận dụng ROMs (Reduced Order Models – ROMs) và mô hình AI có thể hoạt động song song với các phương pháp mô phỏng truyền thống để đạt được kết quả chính xác trong thời gian ngắn hơn nhiều.
Justin nhấn mạnh rằng các mô hình AI có thể cung cấp phán đoán tức thì tại bất kỳ giai đoạn nào của quy trình thiết kế, cho phép xác thực ý tưởng nhanh chóng và giúp các nhóm kiểm tra kết quả cũng như trao đổi thông tin giữa các lĩnh vực một cách hiệu quả – điều mà các phương pháp truyền thống khó có thể thực hiện được. Việc tận dụng AI để tăng cường kết nối giữa các nhóm và đẩy nhanh luồng dữ liệu sẽ chỉ là bước khởi đầu trong hành trình AI định hình lại không gian thiết kế.
AI tái định nghĩa khám phá không gian thiết kế
Quay lại với ý tưởng đổi mới nhanh chóng, khi kết hợp một môi trường thử nghiệm an toàn và có độ chính xác cao từ bản sao số với khả năng mô phỏng nhanh chóng nhờ AI, thiết kế phần cứng có thể tận hưởng quy trình lặp nhanh tương tự như ngành phần mềm. Với môi trường thử nghiệm ảo không rủi ro và các mô phỏng có độ chính xác cao, chi phí thấp trong “industrial metaverse” , Boris cho biết các công ty có thể đạt được DevOps cho phần cứng. Điều này có thể giúp thực hiện hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần lặp lại thiết kế trong cùng khoảng thời gian mà một quy trình thiết kế truyền thống chỉ có thể kiểm tra được một vài phương án.
DevOps cho phần cứng có nhiều tác động thú vị đến hiệu suất và tính bền vững của quá trình thiết kế sản phẩm:
- Kiểm tra tính khả thi của sản xuất ngay lập tức, trước khi tạo ra nguyên mẫu vật lý.
- Mô phỏng toàn bộ quy trình sản xuất dựa trên thiết kế kỹ thuật số, cho phép triển khai thử nghiệm dây chuyền sản xuất (virtual commissioning) ngay trong giai đoạn thiết kế sản phẩm.
- Tối ưu hóa nhanh chóng cho từng loại máy móc, nhà cung cấp linh kiện hoặc vật liệu, giúp giảm lãng phí và cải thiện tính bền vững theo cách mà các phương pháp truyền thống không thể thực hiện được.
Tất cả những cải tiến này trở nên khả thi nhờ AI, khi nó giúp giảm đáng kể chi phí của các bước thiết kế vốn dĩ chậm và tốn kém, tạo điều kiện cho quá trình tối ưu hóa liên tục và đổi mới nhanh chóng. So với các phương pháp khám phá không gian thiết kế hiện nay, một cách tiếp cận dựa trên AI giúp hiện thực hóa tối ưu hóa liên tục (continuous optimization), mang lại sự linh hoạt lớn hơn trong cả thiết kế và sản xuất.
Hướng tới tương lai: AI thúc đẩy đổi mới bền vững
Việc ứng dụng AI một cách thông minh sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc định hình lại cách các công ty tiếp cận quá trình khám phá không gian thiết kế, đồng thời đảm bảo rằng các sản phẩm thế hệ tiếp theo được thiết kế và sản xuất đáp ứng nhu cầu trong tương lai. Các sản phẩm không chỉ cần được phát triển nhanh hơn, thông minh hơn mà còn phải hỗ trợ các phương pháp sản xuất bền vững hơn.
Dù các phương pháp truyền thống vẫn có thể đạt được kết quả xuất sắc, nhưng để thực sự đáp ứng những mục tiêu đầy tham vọng này, các công ty cần sẵn sàng đón nhận các công nghệ tiên tiến như AI. Chỉ khi đó, họ mới có thể vượt qua giới hạn của thiết kế truyền thống, đạt được hiệu suất cao hơn và tạo ra những sản phẩm bền vững hơn trong thời đại kỹ thuật số.
(Nguồn: Siemens)
Tham khảo thêm:
- Thiết Kế Chế Tạo Chip AI Thông Minh Hơn, Nhanh Hơn Với Công Nghệ Đóng Gói 3D IC Của Siemens Tại Etri Và Amkor
- AI Đang Đẩy Nhanh Quá Trình Kiểm Tra Chất Bán Dẫn Như Thế Nào?
- Tận Dụng Mô Hình Số Hoá Toàn Diện Cho Ngành Bán Dẫn
Liên hệ với Vietbay để được tư vấn:
