[비즈한국] Lĩnh vực thiết kế kỹ thuật đã thoát khỏi phương pháp làm việc truyền thống được duy trì trong nhiều thập kỷ để tái cơ cấu thành một hệ sinh thái thông minh lấy trí tuệ nhân tạo làm trung tâm. Nếu trước đây, thiết kế hỗ trợ bằng máy tính (CAD) chỉ là công cụ tạo bản vẽ kỹ thuật số, thì môi trường kỹ thuật ngày nay đã bước vào kỷ nguyên của 'kỹ thuật nhận thức', nơi AI có thể hiểu ý định thiết kế và tự đưa ra giải pháp tối ưu trong các ràng buộc vật lý.
Hiện nay, AI kỹ thuật được chia thành 'thiết kế tạo sinh (Generative Design)' và 'AI tạo sinh' dựa trên tương tác và tự động hóa. Thiết kế tạo sinh trả lời cho câu hỏi 'Hình dạng nào là hiệu quả nhất trong phạm vi vật liệu và tải trọng mà linh kiện phải chịu đựng?', góp phần giảm trọng lượng trong ngành sản xuất. Ngược lại, AI tạo sinh giảm bớt các công việc lặp đi lặp lại của người thiết kế bằng cách tạo mô hình thông qua các lệnh ngôn ngữ tự nhiên hoặc tìm kiếm và đề xuất các tiêu chuẩn tối ưu từ dữ liệu thiết kế cũ.
Ảnh hưởng của AI đối với thiết kế kỹ thuật thể hiện rõ rệt nhất trong các lĩnh vực công nghiệp đòi hỏi vốn đầu tư khổng lồ và độ chính xác cao. Ngành đóng tàu và công nghiệp nhà máy (plant) là những ví dụ tiêu biểu.
Trong ngành đóng tàu, đặc biệt là lĩnh vực kỹ thuật tàu thủy, các công cụ AI đang được đưa vào sử dụng chính thức, làm thay đổi phương thức làm việc. Các AI tạo sinh phổ biến như ChatGPT hay Gemini cũng được sử dụng để giải quyết các vấn đề và tính toán kỹ thuật phức tạp. Khi gặp khó khăn trong quá trình thiết kế, thay vì hỏi đồng nghiệp, giờ đây họ hỏi AI tạo sinh. Anh A, một nhân viên trong ngành đóng tàu, chia sẻ: "Trước đây, khi thiết kế đường ống phức tạp cho tàu, chúng tôi phải nhập thủ công từng con số và điều kiện môi trường vào Excel để tính toán kích thước ống. Giờ đây, AI ngay lập tức đưa ra giá trị tối ưu phù hợp với các điều kiện cụ thể, kỹ sư chỉ cần xác minh lại, nhờ đó thời gian được rút ngắn đáng kể".
Việc tự động hóa bản thảo thiết kế tàu thủy cũng đang chờ được áp dụng. Tàu thủy có cấu trúc và thiết bị khác nhau tùy theo dự án nên mỗi lần đều phải thiết kế mới. Trước đây, việc tìm kiếm dữ liệu cũ có thể mất khoảng một tuần, nhưng giờ đây, chỉ cần hỏi AI được kết nối với cơ sở dữ liệu nội bộ là có thể tìm thấy thông số kỹ thuật cần thiết chỉ trong một hoặc hai ngày. Xa hơn nữa, các doanh nghiệp đóng tàu gần đây đang phát triển AI để soạn thảo bản thiết kế sơ bộ. Anh A nói: "Giai đoạn tốn thời gian nhất trong quá trình thiết kế là lúc bắt đầu vẽ phác thảo trên trang giấy trắng. Nếu AI có thể hỗ trợ tạo bản thảo thiết kế, thời gian sẽ giảm đi đáng kể".
Trong ngành công nghiệp nhà máy, nơi đòi hỏi phải kết hợp nhiều yếu tố như đường ống, điện, thiết bị, việc áp dụng AI cũng là một chủ đề nóng. Hyundai Engineering đang tích cực nghiên cứu và phát triển công nghệ tự động hóa thiết kế dựa trên AI với trọng tâm là Trung tâm Công nghệ thông minh và Trung tâm Kỹ thuật của chính mình.
'Hệ thống thiết kế tự động cấu trúc thép nhà máy dựa trên AI' được phát triển lần đầu tiên tại Hàn Quốc và đã hoàn tất đăng ký bằng sáng chế, giúp rút ngắn thời gian thiết kế cấu trúc từ 3-4 ngày xuống dưới 10 phút. Hệ thống dự đoán hình dạng tối ưu của cấu trúc để tối thiểu hóa khối lượng thi công và giảm chi phí thiết kế khoảng 20%, được ứng dụng rộng rãi trong đấu thầu và thực hiện dự án thực tế.
Ngoài ra, 'Hệ thống tự động nhận diện sơ đồ P&ID' kết hợp giữa học sâu và thị giác máy tính đã thay đổi phương pháp phân tích bản vẽ thủ công. Sau khi tự động nhận diện P&ID, các bản vẽ quy trình chính, hệ thống sẽ tự động tạo ra danh mục ống, thiết bị và các đầu ra như bản vẽ CAD. Hệ thống này trích xuất thông tin với độ chính xác trên 95% chỉ trong 1-2 phút mỗi bản vẽ.
Công ty cũng đang dồn lực cho việc nâng cao AI tạo sinh. Năm 2024, tại hội nghị 'AI Ready', họ đã công bố LLM (mô hình ngôn ngữ lớn) chuyên dụng cho nhà máy do chính mình phát triển. Với mô hình đã được huấn luyện trên 16,5 tỷ dữ liệu ngữ liệu xây dựng nhà máy và tài liệu chuyên môn nội bộ, họ đang phát triển dịch vụ 'ChatFiles' cho phép tìm kiếm, tóm tắt và dịch các tài liệu kỹ thuật nội bộ thông qua hỏi đáp, cũng như dịch vụ so sánh, phân tích và kiểm tra các mục trong Hồ sơ mời thầu (ITB) dựa trên các trường hợp cũ, điều khoản pháp lý và Điều kiện hợp đồng tiêu chuẩn (FIDIC).
Mặc dù việc áp dụng AI kỹ thuật sẽ làm tăng năng suất vượt bậc, nhưng các kỹ sư tại hiện trường đang phải đối mặt với những thách thức về thay đổi môi trường làm việc chưa từng có và nỗi lo bất ổn việc làm. Bởi lẽ, khi các doanh nghiệp tận dụng AI để cắt giảm đáng kể thời gian làm việc, họ có thể coi đây là cơ hội để cắt giảm chi phí nhân sự.
Anh B, một nhân viên trong ngành ô tô, cho biết: "AI kỹ thuật thiết kế là lĩnh vực đón nhận AI thực tế nhanh hơn cả AI vật lý như Atlas. Trong tình huống một công việc cả đội mất một tháng thực hiện mà AI có thể đưa ra 6 bản thảo chỉ trong 30 phút, sẽ không có lý do gì để doanh nghiệp giữ nguyên số lượng nhân sự như trước".