Por Jim Chappell, director global de IA y análisis avanzado de AVEVA.
El diseño de proyectos es conocido por sus retrasos y sobrecostos. Después de todo, es un sistema iterativo: diseño, prueba, creación de prototipos y reelaboración de diseños en función de los comentarios y las observaciones. A medida que la complejidad de los proyectos ha aumentado, también lo han hecho las ineficiencias.
La inteligencia artificial de diseño generativo (GenDAI) está reescribiendo esta narrativa, como lo está descubriendo el Grupo Andritz. El proveedor austriaco de plantas, equipos y sistemas industriales proyecta que puede reducir el tiempo de comercialización y los costos después de realizar un ejercicio piloto en profundidad para estimar el trazado de las tuberías de una planta. Como parte de su nueva base de datos entre proyectos, los ingenieros pueden encontrar y aprovechar rápidamente los datos sobre las dimensiones y cantidades de tuberías de proyectos anteriores. El ejercicio mostró cómo las horas de trabajo se pueden reducir en casi un tercio (35 %), las revisiones y el retrabajo en hasta una cuarta parte (23 %) y los proyectos se pueden entregar hasta un 12 % más rápido.
En un caso de uso típico, GenDAI puede crear automáticamente diseños de tuberías 3D optimizados para una fábrica nueva o existente, con objetivos preestablecidos para minimizar la longitud total de los tubos, reducir las curvas cerradas para un mayor flujo y tener en cuenta las limitaciones de espacio.
Cómo GenDAI amplía la capacidad humana
Esta tecnología de vanguardia aumenta la creatividad humana. Utiliza la capacidad excepcional de la IA para procesar conjuntos de datos masivos y utilizar patrones existentes para generar nuevos diseños en respuesta a las aportaciones de los expertos en diseño. La aplicación es paralela a los avances actuales en torno a la producción de texto, imágenes y video a partir de indicaciones de voz sencillas.
En lugar de los grandes modelos de lenguaje que impulsan la mayoría de las aplicaciones de IA generativa orientadas al consumidor, GenDAI aprovecha los algoritmos genéticos, un tipo de IA que imita la evolución natural, para optimizar sistemas complejos y crear soluciones que están fuera del alcance de los métodos de diseño tradicionales.
Cuando se le introducen parámetros específicos, GenDAI puede sugerir rápidamente posibilidades de diseño y crear soluciones optimizadas para alcanzar los resultados deseados. Las aplicaciones futuras podrían incluso sugerir diseños para estructuras arquitectónicas o para la colocación de sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado en 3D. Con la IA haciendo el trabajo pesado, los humanos pueden centrarse en seleccionar las mejores opciones y tomar decisiones estratégicas, de modo que el diseño final logre sus objetivos.
Cómo GenDAI redefine los resultados de ingeniería
En la actualidad, las industrias operan en un entorno acelerado y con recursos limitados. GenDAI puede ayudar a cubrir las brechas de eficiencia y recursos, al mismo tiempo que se cumplan los objetivos de sostenibilidad. También aborda la escasez de mano de obra y la pérdida de conocimiento a medida que los ingenieros de diseño experimentados se jubilan. Al automatizar las tareas rutinarias, permite a los trabajadores dedicar más tiempo a la innovación y a actividades de mayor valor, como la resolución de problemas. Esto conduce a una mayor productividad y a un mayor volumen de tareas procesadas de manera eficiente.
En el ejemplo de tuberías anterior, GenDAI agiliza un proceso de diseño rutinario al tener en cuenta los datos clave, como los puntos de inicio y fin, las limitaciones espaciales y las preferencias de tuberías (como minimizar la longitud total de la tubería o la cantidad de codos). Luego, la herramienta produce soluciones de enrutamiento optimizadas para el proyecto en cuestión en unos pocos minutos, lo que acelera drásticamente el resultado del diseño hasta 20 veces en comparación con el diseño manual.
En la industria, GenDAI tiene el potencial de ofrecer resultados a lo largo de toda la cadena de valor:
- Reducción de desperdicios, mayor eficiencia: la IA generativa utiliza la optimización topológica, donde los algoritmos optimizan la forma en que se distribuye el material dentro de un espacio 3D para lograr la máxima eficiencia y el mínimo uso de insumos. Como resultado, las empresas pueden contar con un retorno de la inversión más rápido gracias a menores riesgos del proyecto y menores costos totales de instalación.
- Tiempo de comercialización más rápido: las simulaciones generadas por IA pueden reemplazar iteraciones físicas costosas y acortar los plazos de desarrollo gracias a diseños 100 % libres de conflictos. En el futuro, las empresas industriales que utilicen IA generativa podrían acelerar la generación de ideas y el desarrollo en el diseño de productos, afirma el Industry IoT Consortium.
- Innovar rompiendo esquemas: GenDAI puede acortar los caminos hacia la innovación respondiendo a indicaciones de texto simples con una variedad de conceptos y variaciones de diseño en un corto período de tiempo. Muchas de estas opciones podrían no haberse considerado de otra manera. El líder en servicios de ingeniería Saipem ha anunciado el uso de herramientas mejoradas con IA para automatizar las iteraciones de diseño y reducir el tiempo necesario para crear diseños de plantas.
- Diseño Autónomo: ahora estamos en la etapa en la que se están empezando a combinar distintos tipos de IA. GenDAI y agentes de IA, que pueden ejecutar tareas de forma independiente, conducirán juntas a la creación de sistemas de retroalimentación iterativos que utilizan datos del mundo real para optimizar los productos de forma continua. Estos ciclos de diseño autónomos elevarán aún más los resultados del diseño.
Con una gama tan amplia de aplicaciones, GenDAI podría incluso redefinir la economía del diseño industrial. Accenture estima que el 95% de todos los proyectos de mil millones de dólares se entregan tarde o por encima del presupuesto. Al acelerar la eficiencia y la innovación en todas las industrias, GenDAI satisface las demandas urgentes de sostenibilidad, velocidad y optimización del talento.
Al igual que con todas las herramientas de IA, la intervención humana seguirá siendo esencial, no solo para seleccionar parámetros y guiar la estrategia de diseño, sino para mantener la ética y la equidad en primer plano en respuesta a los desafíos del mundo real.
Como están descubriendo las empresas industriales, las herramientas de ingeniería infundidas con IA, como GenDAI, ya no son solo ‘agradables de tener’. Su capacidad de ofrecer ventajas competitivas ofrece un potencial enorme, pero solo para aquellas empresas dispuestas a repensar cómo se realiza el diseño y aprovechar el enorme poder de la IA.
