Γιατί η Ενσωμάτωση Ανθρωποειδών Ρομπότ Κοστίζει Περισσότερο από το Υλικό - και Πώς να το Διορθώσετε
Το κόστος ενσωμάτωσης και ανάπτυξης είναι 2-3 φορές η τιμή του ίδιου του ανθρωποειδούς. Οι εταιρείες που θα εξαλείψουν αυτό το σημείο συμφόρησης θα αποκομίσουν τη μεγαλύτερη αξία στην αγορά φυσικής τεχνητής νοημοσύνης των 30 δισεκατομμυρίων δολαρίων.
Motion1 Inc. ·
Η Πραγματική Τιμή Ετικέτας ενός Ανθρωποειδούς Ρομπότ
Όταν ένας κατασκευαστής αξιολογεί την ανθρωποειδή αυτοματοποίηση για πρώτη φορά, η συζήτηση σχεδόν πάντα ξεκινά με την τιμή ετικέτας του ρομπότ. Τα ανθρωποειδή εισαγωγικού επιπέδου κοστίζουν πλέον περίπου €16.000. Τα μοντέλα υψηλότερης ποιότητας με μεγαλύτερη ικανότητα ωφέλιμου φορτίου και επιδεξιότητα βρίσκονται πιο κοντά στα €50.000. Αυτοί είναι λογικοί αριθμοί για μια μηχανή που μπορεί να λειτουργεί σε όλες τις βάρδιες, δεν κάνει διακοπές και προσφέρει σταθερή ποιότητα παραγωγής – και αντιπροσωπεύουν μια δραματική πτώση από τις τιμές άνω των €150.000 μόλις πριν από λίγα χρόνια.
Όμως η τιμή ετικέτας είναι παραπλανητική, διότι αποκρύπτει το κόστος που καθορίζει στην πραγματικότητα εάν μια ανάπτυξη ανθρωποειδούς θα επιτύχει ή θα αποτύχει: την ενσωμάτωση.
Το έργο ενσωμάτωσης και ανάπτυξης – ο προγραμματισμός του ρομπότ για τις συγκεκριμένες εργασίες σας, η δημιουργία μιας προσομοίωσης του συγκεκριμένου περιβάλλοντός σας, η δοκιμή στο συγκεκριμένο εργοστασιακό σας δάπεδο, ο χειρισμός των συγκεκριμένων οριακών περιπτώσεών σας – κοστίζει συνήθως δύο έως τρεις φορές την τιμή του ίδιου του υλικού. Ένα ρομπότ αξίας €20.000 μπορεί εύκολα να απαιτήσει €60.000 έως €100.000 σε εργασίες ενσωμάτωσης προτού κάνει οτιδήποτε χρήσιμο. Αυτό είναι το σημείο συμφόρησης που κρατά τα ανθρωποειδή σε επιδείξεις εμπορικών εκθέσεων αντί για τα εργοστασιακά δάπεδα, και η κατανόηση του γιατί είναι τόσο ακριβό είναι το πρώτο βήμα προς την επίλυσή του.
Γιατί η Ενσωμάτωση Είναι Τόσο Ακριβή
Το κόστος της ενσωμάτωσης ανθρωποειδών καθορίζεται από τέσσερις δομικούς παράγοντες που, λαμβανόμενοι μαζί, εξηγούν γιατί η ανάπτυξη ενός ρομπότ παραμένει κατά μία τάξη μεγέθους δυσκολότερη από την αγορά του.
Ο πρώτος παράγοντας είναι ότι κάθε ανάπτυξη είναι ουσιαστικά προσαρμοσμένη. Κανένα εργοστάσιο δεν είναι ίδιο με άλλο. Κάθε ένα έχει τη δική του διάταξη, τον δικό του εξοπλισμό, το δικό του μείγμα προϊόντων, τις δικές του απαιτήσεις ασφαλείας και τη δική του συλλογή οριακών περιπτώσεων που έχουν συσσωρευτεί κατά τη διάρκεια ετών λειτουργίας. Ένα ανθρωποειδές που συσκευάζει ψωμί σε μια εγκατάσταση δεν μπορεί απλώς να μετακινηθεί σε άλλη εγκατάσταση και να αναμένεται να λειτουργήσει. Το ύψος του μεταφορικού ιμάντα είναι διαφορετικό. Οι διαστάσεις του κουτιού έχουν αλλάξει. Οι συνθήκες φωτισμού επηρεάζουν το σύστημα όρασης. Κάθε λεπτομέρεια μετράει, και σήμερα, μια ομάδα μηχανικών ρομποτικής πρέπει να λάβει υπόψη κάθε λεπτομέρεια χειροκίνητα.
Ο δεύτερος παράγοντας είναι η απουσία ενός τυπικού επιπέδου ενσωμάτωσης. Κάθε OEM ανθρωποειδών έχει σχεδιάσει τα δικά του API, σχήματα ελέγχου, διαμορφώσεις αισθητήρων και κιτ ανάπτυξης λογισμικού. Δεν υπάρχει καθολικό ενδιάμεσο λογισμικό (middleware), καμία κοινή γλώσσα προγραμματισμού, κανένα κοινό πρότυπο για το πώς ορίζονται και εκτελούνται οι εργασίες. Ένας μηχανικός που έχει αφιερώσει τρεις μήνες στην ενσωμάτωση μιας μάρκας ανθρωποειδούς πρέπει ουσιαστικά να ξεκινήσει από την αρχή όταν ο κατασκευαστής θέλει να δοκιμάσει μια διαφορετική μάρκα. Αυτός ο κατακερματισμός πολλαπλασιάζει το κόστος σε κάθε στάδιο.
Ο τρίτος παράγοντας είναι το σημείο συμφόρησης της τεχνογνωσίας. Οι άνθρωποι που κατανοούν τις εργοστασιακές λειτουργίες – οι διευθυντές λειτουργίας, οι επόπτες βάρδιας και οι εργάτες γραμμής που έχουν αφιερώσει χρόνια στην τελειοποίηση των διαδικασιών τους – δεν μπορούν να προγραμματίσουν ρομπότ. Οι άνθρωποι που μπορούν να προγραμματίσουν ρομπότ – οι μηχανικοί ρομποτικής με προηγμένα πτυχία σε συστήματα ελέγχου και επιστήμη υπολογιστών – δεν κατανοούν τις εργοστασιακές λειτουργίες. Η γεφύρωση αυτού του χάσματος απαιτεί ακριβούς συμβούλους που λειτουργούν ως μεταφραστές μεταξύ δύο κόσμων που μιλούν εντελώς διαφορετικές γλώσσες.
Ο τέταρτος παράγοντας είναι το χάσμα προσομοίωσης. Η εκπαίδευση ενός ρομπότ σε προσομοίωση και στη συνέχεια η ανάπτυξή του στον πραγματικό κόσμο – μια διαδικασία γνωστή ως μεταφορά από προσομοίωση σε πραγματικότητα (sim-to-real transfer) – παραμένει μια ατελής επιστήμη. Οι πολιτικές που επιτυγχάνουν σχεδόν τέλεια ακρίβεια στην προσομοίωση συχνά αποτυγχάνουν όταν αντιμετωπίζουν τις χαοτικές πραγματικότητες ενός φυσικού περιβάλλοντος. Το κλείσιμο αυτού του χάσματος απαιτεί επαναληπτικές δοκιμές στο εργοστασιακό δάπεδο, όπου κάθε κύκλος διαρκεί ώρες αντί για τα δευτερόλεπτα που απαιτούνται στην προσομοίωση, και όπου οι αποτυχίες έχουν πραγματικές συνέπειες με τη μορφή κατεστραμμένων προϊόντων, περιστατικών ασφαλείας και χρόνου διακοπής παραγωγής.
Το Πρόβλημα Κλιμάκωσης
Το παραδοσιακό μοντέλο ενσωμάτωσης έχει ένα θεμελιώδες πρόβλημα κλιμάκωσης που υπερβαίνει το κόστος: απαιτεί σπάνια, ακριβή ανθρώπινη τεχνογνωσία για κάθε μεμονωμένη ανάπτυξη. Υπάρχουν λιγότεροι από 50.000 εξειδικευμένοι μηχανικοί ρομποτικής παγκοσμίως. Η προβλεπόμενη ζήτηση για αναπτύξεις ανθρωποειδών θα φτάσει τα εκατομμύρια μονάδες έως το 2030. Η αριθμητική απλά δεν λειτουργεί.
Ακόμα κι αν μπορούσατε να προσλάβετε αρκετούς μηχανικούς – και δεν μπορείτε – τα οικονομικά δεν βελτιώνονται σε κλίμακα. Η προσαρμοσμένη μηχανική για κάθε ανάπτυξη σημαίνει ότι το κόστος ανά ανάπτυξη παραμένει περίπου σταθερό. Δεν υπάρχει καμπύλη μάθησης, καμία μείωση οριακού κόστους, κανένας τρόπος να αξιοποιηθεί η εργασία που έγινε στην ανάπτυξη νούμερο ένα για να γίνει η ανάπτυξη νούμερο εκατό φθηνότερη ή ταχύτερη. Κάθε εργοστάσιο είναι ένας λευκός καμβάς.
Αυτό διαφέρει θεμελιωδώς από τον τρόπο με τον οποίο κλιμακώνεται το λογισμικό. Όταν μια εταιρεία λογισμικού δημιουργεί ένα προϊόν, το οριακό κόστος εξυπηρέτησης του επόμενου πελάτη προσεγγίζει το μηδέν. Το μοντέλο ενσωμάτωσης για ανθρωποειδή ρομπότ είναι το αντίθετο: το οριακό κόστος της επόμενης ανάπτυξης είναι περίπου το ίδιο με την πρώτη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ο κλάδος χρειάζεται μια διαφορετική προσέγγιση.
Η Προσέγγιση της Πλατφόρμας Λογισμικού
Η λύση στο πρόβλημα του κόστους ενσωμάτωσης δεν είναι περισσότεροι μηχανικοί – είναι καλύτερο λογισμικό. Συγκεκριμένα, είναι πλατφόρμες λογισμικού που αντικαθιστούν την προσαρμοσμένη μηχανική με αυτοματοποίηση βασισμένη στην τεχνητή νοημοσύνη, μετατρέποντας τη διαδικασία ανάπτυξης από μια εξατομικευμένη συμβουλευτική υπηρεσία σε ένα επαναλαμβανόμενο, επεκτάσιμο προϊόν.
Αυτές οι πλατφόρμες λειτουργούν μετατρέποντας τις καταγεγραμμένες εργασίες σε ρομποτικά εκτελέσιμες ροές εργασίας. Αντί να γράφει κάποιος κώδικα ελέγχου, ο διευθυντής λειτουργίας περιγράφει τι πρέπει να γίνει και οι χειριστές που το κάνουν σήμερα καταγράφονται να το κάνουν. Η πλατφόρμα αναλύει την εργασία σε διακριτά βήματα, δημιουργεί μια τρισδιάστατη προσομοίωση του εργοστασιακού περιβάλλοντος από φωτογραφίες και βίντεο, εκπαιδεύει το ανθρωποειδές σε αυτήν την προσομοίωση χρησιμοποιώντας ενισχυτική μάθηση και επικυρώνει την πολιτική πριν τη μεταφέρει σε πραγματικό υλικό.
Η κρίσιμη διαφορά από το παραδοσιακό μοντέλο είναι ότι η πλατφόρμα βελτιώνεται με κάθε ανάπτυξη. Τα δεδομένα εκπαίδευσης συσσωρεύονται. Τα μοντέλα προσομοίωσης γίνονται πιο ακριβή. Οι αλγόριθμοι ανάλυσης εργασιών μαθαίνουν από προηγούμενες επιτυχίες και αποτυχίες. Το οριακό κόστος της εκατοστής ανάπτυξης είναι δραματικά χαμηλότερο από την πρώτη, και της χιλιοστής ανάπτυξης ακόμα χαμηλότερο. Αυτή είναι η καμπύλη μάθησης που λείπει από την προσαρμοσμένη μηχανική, και είναι αυτό που καθιστά δυνατή τη μαζική ανάπτυξη ανθρωποειδών.
Τι Σημαίνει Αυτό για την Αγορά
Η πρόβλεψη για την αγορά ανθρωποειδών ύψους €30 δισεκατομμυρίων υποθέτει ότι τα ανθρωποειδή θα αναπτυχθούν σε κλίμακα σε όλη τη μεταποίηση, την εφοδιαστική αλυσίδα και τις υπηρεσίες. Όμως η μαζική ανάπτυξη είναι αδύνατη εάν κάθε εγκατάσταση κοστίζει €50.000 έως €150.000 σε εργασίες ενσωμάτωσης. Η πρόβλεψη της αγοράς υλοποιείται μόνο εάν το κόστος ενσωμάτωσης μειωθεί κατά δέκα έως εκατό φορές.
Αυτό το μέγεθος μείωσης κόστους δεν μπορεί να προέλθει από σταδιακές βελτιώσεις στην παραδοσιακή συμβουλευτική. Μπορεί να προέλθει μόνο από την αυτοματοποίηση λογισμικού που αλλάζει θεμελιωδώς τα οικονομικά της ανάπτυξης. Οι εταιρείες που δημιουργούν αυτό το επίπεδο λογισμικού θα καταλάβουν ένα δυσανάλογο μερίδιο της αξίας της αγοράς, διότι κάθε ανθρωποειδές που πωλείται – ανεξαρτήτως κατασκευαστή – χρειάζεται λογισμικό ενσωμάτωσης για να γίνει χρήσιμο.
Το επίπεδο ανάπτυξης είναι, από πολλές απόψεις, το πιο στρατηγικά σημαντικό μέρος του οικοσυστήματος των ανθρωποειδών. Πάνω από 100 εταιρείες κατασκευάζουν το υλικό. Το λογισμικό που το καθιστά χρήσιμο είναι ακόμα ευρέως ανοιχτό.
Πώς να Αξιολογήσετε τις Λύσεις Ενσωμάτωσης
Για τους κατασκευαστές που αξιολογούν διαφορετικές προσεγγίσεις στην ενσωμάτωση ανθρωποειδών, πέντε παράγοντες διαχωρίζουν τις λύσεις που θα κλιμακωθούν από αυτές που δεν θα κλιμακωθούν.
Κατά τη σύγκριση προσεγγίσεων, σταθμίστε αυτούς τους παράγοντες:
- Χρόνος για την πρώτη ροή εργασίας – μια λύση που απαιτεί μήνες χρησιμοποιεί παραδοσιακές μεθόδους με ένα επίχρισμα λογισμικού. Μια λύση που προσφέρει μια λειτουργική ροή εργασίας σε ημέρες χρησιμοποιεί γνήσια αυτοματοποίηση βασισμένη στην τεχνητή νοημοσύνη.
- Απαιτούμενη τεχνογνωσία από την ομάδα σας – Εάν η λύση απαιτεί από τον διευθυντή λειτουργίας σας να μάθει προγραμματισμό ρομποτικής, ή εάν απαιτεί να προσλάβετε έναν μηχανικό ρομποτικής, δεν έχει επιλύσει το σημείο συμφόρησης της τεχνογνωσίας – απλώς το έχει μετατοπίσει.
- Επαναχρησιμοποίηση – Μπορούν οι ροές εργασίας που αναπτύχθηκαν για μια εργασία να προσαρμοστούν για παρόμοιες εργασίες; Μπορούν οι ροές εργασίας να μεταφερθούν μεταξύ διαφορετικών μοντέλων ρομπότ ή διαφορετικών εργοστασιακών εγκαταστάσεων; Εάν κάθε νέα εργασία ξεκινά από το μηδέν, πληρώνετε για προσαρμοσμένη μηχανική ανεξάρτητα από το πώς το ονομάζει ο προμηθευτής.
- Δομή συνεχιζόμενου κόστους – Εάν κάθε νέα εργασία ή κάθε τροποποίηση ροής εργασίας απαιτεί μια άλλη ανάθεση, το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας θα είναι αδιαχώριστο από την παραδοσιακή συμβουλευτική. Η σωστή πλατφόρμα επιτρέπει στην ομάδα σας να επαναλαμβάνει ανεξάρτητα μετά την αρχική ανάπτυξη.
- Ιδιοκτησία δεδομένων – Οι ροές εργασίας που δημιουργούν οι αναπτύξεις σας, τα δεδομένα εκπαίδευσης που παράγουν οι λειτουργίες σας και τα μοντέλα προσομοίωσης που δημιουργούνται από την εγκατάστασή σας – αυτά είναι πολύτιμα περιουσιακά στοιχεία. Βεβαιωθείτε ότι σας ανήκουν.