Caterpillar duce inteligența artificială pe șantier

Pentru Caterpillar, inteligența artificială nu înseamnă doar chatbot-uri și software generativ, ci utilaje de zeci sau sute de tone care trebuie să lucreze în siguranță într-o mină sau pe un șantier.

După decenii de experiență cu automatizarea în industria minieră, gigantul american pregătește extinderea tehnologiilor autonome către construcții și cariere, folosește AI pentru diagnosticarea și repararea utilajelor și investește 100 de milioane de dolari în pregătirea propriilor angajați. În spatele acestei strategii se află un avantaj greu de replicat: aproximativ 1,6 milioane de echipamente conectate și peste 16 petabytes de date structurate.

Inteligența artificială are o problemă pe care prezentările spectaculoase ale industriei tehnologice o ascund uneori: este relativ ușor să demonstrezi ce poate face un algoritm într-un mediu controlat și mult mai dificil să îl integrezi într-o activitate reală. Pentru Caterpillar, această diferență dintre demonstrație și utilizarea de zi cu zi este familiară. Compania lucrează de mult timp cu automatizarea unor operațiuni industriale în care o eroare nu înseamnă doar un răspuns greșit pe un ecran, ci poate implica un utilaj greu, un operator și un mediu de lucru periculos. Experiența acumulată în minerit devine acum fundația unei strategii mult mai ample de utilizare a inteligenței artificiale.

Mina, laboratorul autonomiei Caterpillar

Caterpillar și-a început ofensiva în domeniul autonomiei acolo unde argumentele în favoarea automatizării sunt probabil cele mai puternice: în industria minieră. Lipsa personalului calificat și condițiile periculoase de lucru au transformat minele într-un mediu potrivit pentru introducerea utilajelor autonome.

De atunci, portofoliul Caterpillar s-a extins considerabil. Compania oferă camioane miniere automatizate, utilaje de foraj, încărcătoare pentru exploatări subterane, buldozere și echipamente de construcții controlate de la distanță. Hardware-ul este completat de centre software de comandă, sisteme de management al flotelor și tehnologii de analiză de la distanță a terenului.

Următorul pas este însă mai dificil. Caterpillar vrea să transfere ceea ce a învățat în minerit către șantiere, cariere și alte medii mult mai dinamice. ”Acum ne aflăm într-un moment extraordinar de interesant, în care putem lua tot ceea ce am învățat din minerit și să aducem aceste cunoștințe în medii mult mai dinamice, pe șantiere, în cariere și în construcții”, a explicat Jaime Mineart, CTO Caterpillar.

De ce un șantier poate fi mai dificil decât o mină

Autonomia funcționează mai ușor într-un mediu bine controlat, cu trasee cunoscute și procese foarte bine definite. Un șantier poate fi mult mai imprevizibil. Configurația sa se schimbă. Apar oameni, vehicule și obstacole. Traseele pot fi modificate pe parcursul aceleiași zile, iar mai multe tipuri de utilaje trebuie să lucreze simultan într-un spațiu relativ restrâns.

În consecință, transferarea autonomiei din minerit către construcții nu presupune doar montarea acelorași senzori și instalarea aceluiași software pe un excavator sau buldozer. Sistemul trebuie să înțeleagă și să reacționeze la un mediu mult mai variabil. Aici intră în scenă ceea ce Mineart numește „physical AI”: inteligență artificială care nu se limitează la interpretarea informației digitale, ci interacționează cu lumea fizică prin intermediul unei mașini.

1,6 milioane de utilaje conectate reprezintă un avantaj enorm

Caterpillar dispune de o resursă esențială pentru dezvoltarea unor asemenea sisteme: datele. Potrivit companiei, există aproximativ 1,6 milioane de active Caterpillar conectate la nivel global, iar infrastructura de date cuprinde peste 16 petabytes de informații structurate. Pentru AI, aceasta este o resursă extrem de valoroasă.

Un utilaj conectat poate genera informații privind funcționarea diferitelor componente, sarcina, temperaturile, orele de exploatare și numeroși alți parametri tehnici. Multiplicate la nivelul unei flote globale de peste un milion de echipamente, aceste informații pot permite identificarea unor tipare imposibil de observat analizând individual fiecare mașină. Mai important, sunt date proprietare.

Într-o perioadă în care accesul la informații relevante devine una dintre principalele diferențe dintre sistemele AI, Caterpillar dispune de decenii de experiență industrială și de o flotă enormă de echipamente care generează continuu informații.

Cat AI Assistant schimbă inclusiv munca mecanicului

Inteligența artificială nu este utilizată numai pentru a conduce utilajele. Unul dintre cele mai interesante exemple este Cat AI Assistant, conceput pentru operatori și tehnicienii care lucrează în teren.

Imaginați-vă un mecanic aflat lângă un utilaj care prezintă o problemă. În loc să întrerupă lucrul pentru a căuta manual documentația tehnică, acesta poate utiliza comenzi vocale pentru a solicita procedura de reparație, pentru a investiga o posibilă defecțiune sau pentru a identifica piesele care ar putea fi necesare înainte de începerea intervenției. Potrivit lui Mineart, sistemul este deja utilizat de clienți, operatori și tehnicieni.

Pentru industria utilajelor, implicația poate fi considerabilă. Timpul în care o mașină rămâne imobilizată reprezintă cost. Dacă AI poate ajuta un tehnician să identifice mai repede cauza unei probleme și să se prezinte la utilaj cu piesele necesare, tehnologia nu mai este doar un accesoriu digital, ci poate influența direct disponibilitatea echipamentului.

AI nu înlocuiește experiența mecanicului, încearcă să o amplifice

Există însă o distincție importantă în strategia Caterpillar. Compania nu tratează experiența oamenilor ca pe ceva ce trebuie eliminat din proces. Dimpotrivă, operatorii cu experiență sunt utilizați pentru pregătirea sistemelor AI. Este o modalitate de a transforma ceea ce în industrie este adesea numit „institutional knowledge” într-o resursă digitală.

Un operator care lucrează de două sau trei decenii cu utilaje grele poate recunoaște comportamente pe care o documentație tehnică nu le surprinde neapărat complet. Poate anticipa modul în care un teren se va comporta sub sarcină sau poate sesiza din reacția mașinii că ceva nu funcționează normal.

Caterpillar încearcă să transfere o parte din această experiență către sistemele sale inteligente. În acest sens, AI devine nu doar o tehnologie pentru automatizare, ci și o metodă de conservare și multiplicare a cunoștințelor acumulate de angajați.

Un operator ar putea supraveghea mai multe utilaje

Autonomia modifică însă inevitabil și rolul operatorului. Pe măsură ce utilajele devin capabile să execute singure tot mai multe operațiuni, un om nu mai trebuie neapărat să stea permanent în cabina unei singure mașini.

Poate apărea un alt model: operatorul aflat într-un centru de comandă supraveghează simultan mai multe echipamente autonome și intervine atunci când sistemul întâlnește o situație pe care nu o poate rezolva. Este o schimbare profundă. Omul trece de la controlul permanent al utilajului la supervizarea unei flote de mașini.

Iar aceasta explică de ce Caterpillar consideră că problema dificilă nu este doar construirea tehnologiei. ”Partea dificilă în cazul autonomiei și al physical AI este integrarea tehnologiei pe șantierul clientului și în fluxurile de lucru”, spune Mineart.

Nu este suficient să cumperi un utilaj autonom

Aceasta poate fi, de fapt, una dintre cele mai importante lecții pe care Caterpillar le-a extras din experiența acumulată în minerit. O companie nu devine automatizată doar pentru că achiziționează o mașină autonomă. Trebuie reorganizate procesele din jurul acesteia.

Cum circulă oamenii prin zona în care lucrează utilajul? Cum interacționează mașinile autonome cu cele convenționale? Cine supraveghează operațiunile? Cine intervine atunci când apare o excepție? Cum sunt analizate datele și cum se transformă acestea în decizii?

În lumea software, integrarea AI într-un proces de lucru poate fi dificilă. În lumea Caterpillar, același proces trebuie să funcționeze cu mașini industriale de mari dimensiuni, într-un mediu fizic care se schimbă permanent. De aici și prudența companiei în a separa tehnologia de implementarea sa.

Digital twins pentru fabrici și șantiere

AI este utilizată și pentru analiza operațiunilor. Caterpillar folosește software pentru scanarea amplasamentelor și pentru generarea de gemeni digitali – digital twins – în procesele industriale. Un geamăn digital poate reproduce virtual o fabrică, un șantier sau anumite procese, permițând analizarea lor înainte ca modificările să fie făcute în lumea reală.

Pentru o companie industrială, avantajul este evident. Fluxurile de lucru pot fi simulate, pot fi identificate blocajele, iar modificările pot fi evaluate înainte de a opri sau reorganiza operațiunea fizică. Combinarea digital twins cu datele provenite de la echipamentele conectate poate deveni una dintre zonele în care AI are cel mai direct impact asupra productivității.

AI scrie și verifică inclusiv software pentru Caterpillar

Transformarea nu se oprește la utilajele companiei. Caterpillar folosește inteligența artificială și în propriile activități interne, inclusiv pentru dezvoltarea software. ”Utilizăm agenți AI pentru modernizarea codului legacy, generarea și testarea de software nou și identificarea mai devreme a defectelor”, explică Mineart.

Este o aplicație mai apropiată de modul în care inteligența artificială este implementată în industria tehnologică tradițională. Dar pentru Caterpillar există o legătură interesantă între cele două lumi. Pe măsură ce utilajele devin mai conectate și mai autonome, software-ul reprezintă o parte tot mai importantă a produsului. Capacitatea de a dezvolta, testa și corecta mai rapid codul poate influența, indirect, inclusiv ritmul în care evoluează mașinile fizice.

100 de milioane de dolari pentru pregătirea angajaților

Caterpillar a identificat însă și un obstacol major: oamenii trebuie pregătiți pentru această schimbare. Compania are aproximativ 118.000 de angajați, iar planul este să investească 100 de milioane de dolari în următorii cinci ani pentru pregătirea forței de muncă în inteligență artificială, autonomie și robotică.

Este o investiție relevantă tocmai pentru că arată dimensiunea reală a transformării. AI nu este tratată ca un proiect separat al departamentului IT. Dacă autonomia modifică rolul operatorilor, AI schimbă modul în care tehnicienii repară mașinile, iar agenții software transformă activitatea programatorilor, atunci pregătirea trebuie să cuprindă o parte mult mai mare a organizației. Caterpillar încearcă astfel să rezolve simultan două probleme: să construiască mașini mai inteligente și să pregătească oamenii care vor lucra cu ele.

Paradoxal, boom-ul AI vinde și mai multe echipamente Caterpillar

Există și o altă legătură, mult mai directă, între Caterpillar și explozia inteligenței artificiale. Compania nu doar utilizează AI. Beneficiază comercial de infrastructura necesară industriei AI. Centrele de date care susțin serviciile cloud și modelele generative au nevoie de cantități uriașe de energie și de sisteme capabile să asigure continuitatea alimentării. Iar Caterpillar este unul dintre furnizorii care beneficiază de această cerere.

Veniturile trimestriale ale companiei au ajuns la un nivel record de 20,5 miliarde de dolari în trimestrul al doilea, evoluție susținută inclusiv de cererea pentru echipamente de generare a energiei destinate centrelor de date. Divizia de power generation a înregistrat o creștere a vânzărilor de 72%, până la 3,10 miliarde de dolari. CEO-ul Joe Creed a sintetizat situația într-o formulare simplă: în ceea ce privește cererea pentru cloud computing și infrastructura necesară AI generative, „nimeni nu încetinește”.