Дизель и компьютер – без всякого мошенничества!

0

Дизельный двигатель – одна из самых старых машин, успешно используемая современной цивилизацией уже век с четвертью. Достаточно подробная статья о «Нефтяном двигателе Дизеля» была еще в энциклопедии Брокгауза.

То, как давно применяется дизель, удобно проиллюстрировать следующим парадоксом. Вот всем известная 3-линейная винтовка образца 1891 года. Как полагаете, с каким силовым оборудованием производили ее три оружейных завода – Тульский, Сестрорецкий и Ижевский? Обычный ответ будет – пар, паровые машины… На самом деле – нет. В начале запуска производственной программы основным источником энергии для всех трех заводов были водяные турбины, работавшие на групповой привод станков. Паровые машины были в Туле и Ижевске резервные, на случай весеннего половодья. А к запуску полномасштабной серии Императорский Тульский оружейный завод получил нефтяные двигатели и индивидуальный электрический привод части станков, что позволило спустить заводской пруд.
Заглянув в интереснейшую книгу генерала В.С. Михайлова «Очерки по истории военной промышленности», мы увидим, что на 1917 г. дизель в 360 киловатт работал и в Сестрорецке, параллельно с водяной турбиной. Ижевские оружейный и сталелитейный заводы получили дизель-генераторы раньше, чем паротурбогенераторы – в 1915 и в 1917 гг. соответственно. То есть, дизель – одна из самых изученных и освоенных инженерами тепловых машин. А секрет ее популярности описал еще Д.Д. Филиппов в упомянутой статье в энциклопедии Брокгауза.
Состоит он в экономичности – на лошадиную силу в час паровой машине было нужно 0,7 кг угля, а дизелю – 0,2 кг нефти. А уголь этот еще нужно было везти в Ижевск и в Тулу. Так что прекрасно умевшие считать русские инженеры выбрали для технического перевооружения заводов именно двигатели Дизеля (кстати, параллельно ему в 1898 г. на Путиловском заводе выпускником Петербургского технологического Густавом Тринклером был построен «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», куда более похожий на современные дизели с форкамерами).
Экономичность дизелей способствовала их широкому распространению сначала в железнодорожном и грузовом автотранспорте, а потом и в легковушках. В последнем случае немалую роль еще играли соображения экологичности, подогреваемые европейскими налогами, составляющими большую часть стоимости топлива в ЕС. Ведь обычная логика подсказывает, что чем меньше жжешь горючего, то тем меньше и воздух загрязняешь?.. Но это лишь в первом приближении – имеют значение и режимы, в которых ты это топливо сжигаешь, что определяет и состав вредных газов, например, оксидов азота. А добиться стабильной малости таких выбросов во всех режимах работы двигателя весьма непросто.
И вот менеджеры и инженеры Volkswagen, стремясь к высоким показателям экологичности, использовали опыт радар-детектора, заставляющего водителя сбрасывать скорость перед камерой. Они ввели в программное обеспечение двигателя «тестовый режим», заставляющий резко снижать выбросы газов при прохождении экологического контроля (мощность и расход топлива в это время не замеряют же). Результат – общеизвестен. Миллиардные иски и штрафы, о чем можно почитать в германской прессе. Такая вот сформированная у общественности ассоциация между словами «дизель» и «компьютер»…
Cпециалисты исследовательского центра General Electric, расположенного в Нискаюне, штат Нью-Йорк, используя нейросеть, сумели добиться резкого ускорения анализа процессов в проектируемом дизеле, и, как результат, повышения КПД на 7 процентов и соответствующего снижения количества вредных выбросов. Хотя для описания своей работы они и используют слова surrogate model, речь не идет об использовании моделей вроде физических (маленькая копия корабля в испытательном бассейне), аналоговых (моделирование гидравлических процессов процессами электрическими) или цифровых (обсчет систем уравнений), а о применении искусственного интеллекта в роли инженера.
Современные компьютеры вычисления делают быстро и дешево – набрать из видеокарт суперкомпьютер сегодня общедоступно. Но вылезает следующая проблема – полученные результаты обсчета цифровой модели надо анализировать. И на это – если речь идет об анализе газогидродинамических процессов у описанной конфигурации поршня ДВС – у инженера уйдут два-три дня. Только потом имеет смысл запускать просчет следующей модели. Узким звеном становится не ВЦ (вычислительный центр) с его ограниченной мощностью и очередью из коллег, как в начале 1980-х, а ограниченная способность белкового специалиста обсчитанные данные интерпретировать.
Это-то узкое место и решили расшить с помощь ИскИна (искусственного интеллекта). Специально обученная нейросеть от General Electric тратит на анализ миллиона вариантов конструкции головки поршня всего лишь четверть часа. Нет, конечно, миллиардного ускорения процесса проектирования нового образца не произойдет – вспомним и о времени на обсчет моделей, и об изготовлении опытных образцов. Роберт Захариас, технологический директор по тепловым наукам в GE Research, полагает, что процесс проектирования новых образцов – занимающий от полугода и года – сократится вдвое и больше. И в его ходе будет проанализировано несопоставимо большее число вариантов: указанное выше повышение КПД дизеля на 7 процентов – это много для столь известной машины (у большинства серийных паровозов общий КПД не превышал 6 процентов, что меньше достигнутой здесь экономии). Это – очень много! Такие характеристики при массовом внедрении способны уже влиять на целые рынки (углеводородов; связанных с ними инвестиций; нефтеэкономик). И этот частный случай дает возможность сделать вывод о роли искусственного интеллекта в ближайшее время.
Общественность, обсуждая проблемы ИскИнов, клюет на жареное, на образы бунта машин и роботов-убийц, подробно рассмотренные еще в XIX веке, до изобретения дизелей. Сейчас в эти процессы включились уже и брюссельские бюрократы из Еврокомиссии – Ethics guidelines for trustworthy AI. Им кажется, что ИскИн окажется злом для человечества в силу своей аморальности, а запрограммировав в него принципы этики, мы получим исключительно гуманный и политкорректный результат.
А вот подход профессора Пенсильванского университета Майкла Горовица, изложенный им в обзоре Artificial Intelligence, International Competition, and the Balance of Power, хотя и издан в серии Texas National Security Review, акцентируется на куда более серьезных проблемах – экономических, служащих базисом для общества и политики. В нем есть превосходная фраза, будто специально написанная к этой статье: «AI seems much more akin to the internal combustion engine or electricity than a weapon» («ИскИн куда больше похож на двигатель внутреннего сгорания или на электричество, чем на оружие»).
Искусственный интеллект в ближайшее время изменит мир. Так, как мир традиционных обществ XIX века изменили пар, электричество, дизели, океанские пароходы и телеграф. Тогда зерно стало выгодно везти в Европу из Канады; скот – из Аргентины; бананы – из Эквадора. А традиционные поставщики стали терять свои рынки…
И ИскИн сделает транспорт экономичнее; перевозки дешевле; производства и дистрибуции эффективнее… Единицы процентов сольются в гигантские цифры, определяющие конкурентоспособность фирм и отдельных стран. Об этом год назад предупреждал специалист по стратегическому анализу Горовиц, и исследователи General Electric любезно предоставили конкретный пример, подтверждающий выводы, сделанные из общих суждений. Тот, кто проиграет в гонке ИскИнов, будет подобен уступившему в индустриализации ХХ века!

Михаил Ваннах, http://computerra.ru

Поделиться.

Комментарии закрыты