Vienetas 1 / 12

Įvadas į dirbtinį intelektą ir tikrinimo discipliną laivyno ir jūrų inžinerijoje

Pelnas:

  • Gebėjimas atskirti, kur AI sutaupo realų laiką laivų ir jūrų inžinerijos darbo eigoje, o kur atsakomybė už gyvybės / nuosavybės saugą ir klasę turėtų likti inžinieriui.
  • Gebėjimas taikyti trijų sluoksnių discipliną, kuri patikrina kiekvieną inžinerijos išvestį pagal dydį, nepriklausomą perskaičiavimą ir klasės taisyklę / šaltinio valdymą
  • Galimybė įgyti įprotį anonimizuoti kontekstą ir kurti raginimus gauti naudos iš AI nesidalinant komerciniais ir techniniais konfidencialiais laivo, laivų statyklos ir laivo savininko duomenimis.

Pažvelkite į jūrų inžinieriaus dieną: korpuso formos iteracijos, pasipriešinimo ir varomosios jėgos skaičiavimai, stabilumo ir stiprumo patikrinimai, klasės taisyklių nuskaitymas, mašinų skyriaus jutiklių įrašai, apžiūrų ataskaitos, laivų statyklos susirašinėjimas ir begalė el. laiškų su laivo savininku. Laikas, skirtas tikram inžineriniam sprendimui, ty klausimams „ar šis kateris yra saugus, ar ši konstrukcija atitinka klasės kodą, ar šis kelionės planas tikrai sumažina degalų sąnaudas“, yra gniuždomas po pasikartojančio skaičiavimo ir dokumentavimo darbų. Čia pradeda veikti dirbtinis intelektas (sutrumpintai AI; programinė įranga, kuri veikia su tekstu, kodu ir skaičiais su dideliu kalbos modeliu ir mašininiu mokymusi). AI nepriima sprendimo už jus; Jis paruošia jus sprendimui, parengia juodraštį, pagreitina skaičiavimą ir pateikia apdorotą informaciją.

Tačiau jūrų inžinerija yra sritis, kurioje klaidos matuojamos ne tekstu, o gyvybėmis, aplinka ir milijonais dolerių. Klasės taisyklės sąlyga, sudaryta iš kalbos modelio, neteisingo vieneto pakeitimo arba „protingai atrodančio“, bet fiziškai neįmanomo stabilumo rezultato, gali būti nedidelis pataisymas kituose sektoriuose, tačiau čia jis gali virsti apvirtimu, struktūros griūtimi arba naftos išsiliejimu. Taigi šiame modulyje AI pozicionuosime ne kaip „automatinį inžinierių“, o kaip saugos požiūriu kritišką drausmingą padėjėją, kurio išvestis tikrinama kiekvieną kartą.

Šiame pirmajame skyriuje paaiškiname tris dalykus: Kuriuose laivo ir jūrų inžinerijos darbo eigos etapuose DI sukuria tikrąją vertę; kokius sprendimus turi priimti griežtai kvalifikuotas asmuo (inžinierius, klasės matininkas, meistras); ir kokios yra tikrinimo, konfidencialumo ir atsakomybės disciplinos, kurių turite laikytis tai darydami. Teisingai neįrengus šio stogo, tolesniuose įrenginiuose naudojami metodai gali tapti pavojingi.

Sąvokos: Haliucinacijos: AI įtikinamas skaičiaus, koeficiento, klasės taisyklės sąlygos arba šaltinio, kuris iš tikrųjų neegzistuoja, išgalvojimas. Kontekstas: įvestis, kurią suteikiate AI (laivo duomenys, prielaidos, klausimas). Patikrinimas: Išvesties tikrinimas nepriklausomu būdu (rankinis skaičiavimas, antra programinė įranga, taisyklės tekstas, modelio eksperimentas). Klasifikacinė bendrovė: organizacija, kuri tikrina ir sertifikuoja laivo projektavimą ir konstrukciją pagal taisyklių rinkinį (pvz., ABS, DNV, Lloyd's Register, Bureau Veritas, TL/Türk Loydu). Šios sąvokos yra viso modulio pagrindas.

Kuriose įmonėse yra AI Accelerator, kuriose įmonėse tai rizikinga?

Jūrų inžinerijos užduotys pagal jų rezultatus patenka į dvipusį spektrą. Viename gale yra atkuriami, mažos rizikos parengiamieji darbai (literatūros santrauka, kodo skeletas, pristatymo metmenys); Kitame gale yra negrįžtami sprendimai (saugos koeficientas, stabilumo kriterijus, konstrukcinis patvirtinimas), kurie tiesiogiai lemia saugą jūroje, gyvybės/turto saugą ir aplinką. AI reikšmė skiriasi priklausomai nuo to, kur esate šiame spektre.

verslo tipas

AI indėlis

Inžinieriaus vaidmuo

Taisyklės / standarto santrauka

Esmės ištraukimas iš ilgos taisyklių knygos

Sąlygos palyginimas su originaliu klasės tekstu

Rankinis skaičiavimas / išankstinis dydžio nustatymas

Formulės nustatymas, pirmasis numeris

Vieneto, rango ir prielaidų tikrinimas

Analizės kodas / Python scenarijus

Skeleto ir logikos generavimas

Patvirtinimas naudojant bandomąją įvestį, krašto atvejo testavimas

Ataskaitos/apklausos projektas

Siūloma struktūra ir pasakojimas

Susiekite kiekvieną vertę su matavimu ir šaltiniu

Jutiklių/IoT duomenų analizė

Šablonų ir anomalijų kandidatų ištraukimas

Patvirtinta neapdorotais duomenimis ir fiziniu patikimumu

Stabilumo / stiprumo patvirtinimas

Analizės medžiagos paruošimas

Galutinis įvertinimas, klasės patvirtinimas, parašas

Taisyklė paprasta: AI išvesties rizika yra lygi žalai, kurią ji patirs, jei išvestis padarys klaidą. Klaidingai parašyti skaidrės pavadinimą yra nekenksminga; Pakrovimo situacijoje yra pražūtinga neteisingai apskaičiuoti GM (metacentrinis aukštis; laivo atstumo matas) reikšmę ir neteisingai nustatyti laivo apvirtimo ribą. Taigi pirmasis klausimas, kurį reikia užduoti prieš naudojant išvestį, yra: „Kas atsitiks, jei tai neteisinga, kas nukentės ir kas pastebės?

Dėmesio: AI kuria sklandų ir patikimą tekstą. Sklandumas negarantuoja tikslumo. Kalbos modelis užpildo spragą statistiškai „labiausiai tikėtinais“ žodžiais, net jei jis neturi tikslių duomenų; Jūrų sektoriuje šis spragų užpildymas gali pasirodyti kaip pagamintos medžiagos takumo riba arba neegzistuojanti SOLAS sąlyga.

Saugumui svarbios patikros disciplina: trys sluoksniai

Jūrinė kultūra jau remiasi principu „pasitikėk, bet patikrink“; Apklausa, dvigubas patikrinimas ir nepriklausomas klasės sertifikavimas yra šios kultūros dalis. AI turėtų būti naudojamas sustiprinti šį principą, o ne jį susilpninti. Praleiskite kiekvieną AI išvestį per trijų sluoksnių filtrą.

Pirmasis sluoksnis: dydžio eilės valdymas. Pažiūrėkite, ar rezultatas apytiksliai atitinka numatytą 10 galią. Panamax balkerio laivo poslinkis (panardinto tūrio svoris) siekia dešimtis tūkstančių tonų; Jei dirbtinis intelektas jums pasakys 800 tonų, jūs žinote, kad yra klaida, nesigilindami į detales. Kreiserinis konteinerinio laivo greitis yra 18-24 mazgų diapazone; 90 mazgų fiziškai neįmanoma.

Antrasis sluoksnis: vieneto ir dydžio konsistencija. Jūrų sektoriuje vienetų painiava yra klasikinis klaidų šaltinis: mazgai ir m/s, tona ir kip, kW ir arklio galios (BHP), metras ir pėdos, baras ir kPa. Kiekvieno skaičiaus vienetas AI išvestyje turėtų būti aiškiai nurodytas ir turėtų būti atlikta matmenų analizė. Ar pasipriešinimo vertė nurodyta kN arba kgf? Tai tiesiogiai keičia varymo galią, taigi ir degalų biudžetą.

Trečias sluoksnis: nepriklausomas atkūrimas. Atkurkite kritinį rezultatą naudodami antrą metodą (kita rankinė paskyra, atskira programinė įranga, patvirtintas krovimo kompiuteris arba antrasis inžinierius). Pasitikėjimas didėja, jei du nepriklausomi keliai pateikia tą patį atsakymą; Jei ne, sustokite, kol suprasite, kodėl tai skiriasi.

Patarimas: kai klausiate dirbtinio intelekto rezultato, užduokite tą patį klausimą atvirkščiai. Ištarę „Apskaičiuokite šiam laivui reikalingą varomąją galią“, pasakykite „Perskaičiuokite kreiserinį greitį pagal jūsų pateiktą galią ir pasakykite, ar tai tinkama tipiškam laivui“. Prašant modelio kryžmiškai patikrinti savo išvestį, matomos tylios klaidos.

Konfidencialumas ir komercinė paslaptis: privati ​​jūrų siena

Korpuso forma, hidrodinaminės charakteristikos kreivės, laivo savininko ir laivų statyklos sutarčių duomenys ir laivo eksploatacinė telemetrija yra labai jautrūs komercinės paslapties ir intelektinės nuosavybės požiūriu. Tikrosios laivo pasipriešinimo kreivės arba laivo savininko tikrųjų degalų sąnaudų duomenų įvedimas į nekontroliuojamą išorinę AI paslaugą gali būti ir sutarties pažeidimas, ir intelektinės nuosavybės praradimas, ir nepalanki konkurencinė padėtis. Be to, kibernetinio saugumo sumetimais neturėtų būti dalijamasi informacija apie šiuolaikinių laivų OT (operacinės technologijos; valdymo programinė įranga, valdanti mašinas ir navigacijos sistemas) architektūrą.

Nykščio taisyklė: niekada neįveskite tikrų, konfidencialių ar sutartimi apsaugotų duomenų į nepatvirtintą išorinį įrankį. Vietoj to, anoniminkite kontekstą ir pakeiskite tikrus skaičius reprezentatyviomis reikšmėmis. Pavyzdžiui, užuot bendrinę tikro laivo formos duomenis, paprašykite „paaiškinkite pasipriešinimo metodą pavyzdžiu apie tipinio Handysize birių krovinių laivo pagrindinių matmenų tvarką“.

Silpnas raginimas / Stiprus raginimas

Silpnas raginimas:

Faktiniai laivo savininko formos duomenys

Galingas raginimas:

Pareigos: esate patyręs konsultantas laivų hidrodinamikos klausimais. Kontekstas: darau bendrą preliminarią balkerio analizę (vertės reprezentatyvios, o ne faktiniai projekto duomenys): Lpp ~180 m, sija ~32 m, grimzlė ~12,5 m, bloko koeficientas ~0,84, kreiserinis greitis ~14 mazgų. Užduotis: Paaiškinkite, kokiais žingsniais atliekamas preliminarus varomosios jėgos įvertinimas (pasipriešinimo komponentai, varymo efektyvumas, jūra) ir kokių duomenų man reikia išmatuoti / patikrinti sąrašą. Apribojimas: aiškiai parašykite kiekvieną formulę ir prielaidą; Jei pateikiate skaitinį pavyzdį, nurodykite vienetą (kN, kW, mazgai) ir pridėkite, kaip patikrinti.

Galingas raginimas apsaugo faktinius projekto duomenis, paaiškina vaidmenį ir apribojimus bei prašo patvirtinimo kelio.

Bendrosios paskirties patvirtinimo šablonai

Per visą modulį pakartotinai naudosite šiuos šablonus.

Bendras patvirtinimo užklausos pridėjimo šablonas:

Atsakykite į toliau pateiktą inžinerijos klausimą. Savo atsakyme:1) Nurodykite kiekvieno skaičiaus vienetą.2) Palyginkite rezultato dydį su tipišku laivu.3) Parašykite kiekvieno naudojamo koeficiento / formulės šaltinį (metodo pavadinimą); Jei šaltinio nėra, pažymėkite kaip „neaišku“. 4) Pasiūlykite antrą skaičiavimo būdą, kad galėčiau savarankiškai patikrinti rezultatą. Klausimas: [klausimas čia]

Haliucinacijų medžioklės šablonas:

Toliau pateiktame atsakyme sudarykite visų skaitinių reikšmių, koeficientų ir taisyklių/standartinių nuorodų lentelę. Kiekvienai eilutei:- Reikšmė, vienetas- Pagrindas (apskaičiavimas / žinomas koeficientas / prielaida / neapibrėžta)- Kaip tai patikrinti savarankiškai. Taip pat pažymėkite kiekvieną eilutę, kurios pagrindas yra „neaiškus“.

Mini dėklai

1 atvejis. Sugalvota klasės sąlyga. „Kurios klasės kodo sąlyga reikalauja šio minimalaus lakšto storio“, kad būtų palaikoma konstrukcinė dalis, jaunesnysis inžinierius klausia AI. AI cituoja sąlygą „6 skyriaus 3.4.7 skirsnis“, kurios iš tikrųjų nėra. Kai inžinierius palygina jį su dabartiniu klasės taisyklės PDF formatu, jis mato, kad sąlyga yra netikra, ir randa tinkamą sąlygą. Pamoka: kiekviena AI paskelbta taisyklės nuoroda yra patikrinta pagal pradinį, dabartinį klasifikacijos tekstą.

2 atvejis – vieneto gaudyklė. Komanda gauna pagalbą iš AI apskaičiuodama išsiuntimo galią. AI nurodo galią kaip „8500“, tačiau jos vienetas lieka neaiškus, ar tai „kW, ar BHP“. Tarp 8500 kW ir 8500 AG galių skirtumas yra maždaug 1,34 karto; Šis skirtumas visiškai pakeičia šeimininko pasirinkimą ir metinį kuro biudžetą. Jei įgulos padalinys pajudės į priekį aiškiai neprašydamas, jis pateks į netinkamą mašinų klasę. Pamoka: bet koks skaičius be vieneto nepriimamas.

3 atvejis – rango valdymas gelbsti gyvybes. Studentų komanda AI apskaičiavo 15 000 DWT laivo pasipriešinimą plaukimui ir nustatė, kad bendras pasipriešinimas yra 12 kN. Tokio dydžio laivo navigacinis pasipriešinimas siekia šimtus kN, o varomoji galia – kelis tūkstančius kW. Maždaug 100 kartų skirtumas iš karto išduoda redagavimo klaidą; mokiniai trinties koeficiento formulėje randa eksponento paklaidą. Pamoka: visada palyginkite rezultatą su žinomu atskaitos diapazonu.

Dažnos klaidos

  • Sklandumas klaidinamas su tikslumu. Gerai parašytas paaiškinimas gali būti neteisingas. Teksto kokybė ir rezultato tikslumas yra du skirtingi dalykai.
  • Priimamas skaičius be vieneto. Jūroje, mazgai/m·s, tona/kipas, kW/BHP, m/ft painiavos yra karjeros pabaigos klaidos.
  • Konfidencialių / sutartinių duomenų įvedimas į išorinį įrankį. komercinės paslapties ir intelektinės nuosavybės pažeidimai; Nutekėjus formos ir veikimo duomenų negalima atkurti.
  • Pasitikėjimas vienu šaltiniu. Kritinio rezultato naudojimas negaunant jo antruoju būdu yra pagrindinės saugumo kritinės disciplinos taisyklės pažeidimas.
  • Nepavyko patikrinti taisyklės priskyrimo. AI pateikti klasės / SOLAS elementų numeriai gali būti fiktyvūs; Kiekviena nuoroda yra patikrinta pagal originalų, dabartinį tekstą.

Apibendrinant

AI žymiai pagreitina pasikartojančius skaičiavimus, kodą, dokumentus ir duomenis jūrų ir jūrų inžinerijos srityse; Tačiau sprendimus, lemiančius saugą jūroje, atitiktį klasėms ir aplinkos apsaugą, priima kvalifikuoti žmonės. Kiekviena išvestis turi būti filtruojama pagal dydį, vieneto nuoseklumą ir nepriklausomą atkūrimą. Komercinio konfidencialumo ir kibernetinio saugumo sumetimais faktiniai laivo ir (arba) našumo duomenys turėtų būti anonimizuoti ir turėtų būti naudojami tik patvirtinti įrankiai. Ši disciplina yra būtina sąlyga visiems tolesniems padaliniams.

Taikymo užduotis

Pasirinkite inžinerinį klausimą iš savo srities (forma, stabilumas, varomoji jėga, priežiūra, navigacija). Pirmiausia įveskite „silpną raginimą“ ir paklauskite AI; Tada parašykite „maitinimo raginimą“, kuriame būtų nurodytas vaidmuo, anoniminis kontekstas, apribojimas ir patvirtinimo užklausa, ir dar kartą užduokite tą patį klausimą. Palyginkite du atsakymus pagal dydį ir vieneto nuoseklumą, pritaikykite „haliucinacijų medžioklės šabloną“ ir patvirtinkite bent vieną rezultatą nepriklausomu skaičiavimu rankomis. Apibendrinkite savo atradimus per pusę puslapio.

kontrolinis sąrašas

  • [ ] Išvesties riziką įvertinau klausimu „kas nukentės, jei negerai?
  • [ ] Rezultatą palyginau su žinomu laivu pagal dydį.
  • [ ] Aiškiai patvirtinau visų skaičių vienetą (mazgas, kW, tona, m).
  • [ ] Kritinį rezultatą atkūriau antruoju nepriklausomu metodu.
  • [ ] Vietoj tikrų / paslėptų valties duomenų naudojau anoniminę tarpinio serverio reikšmę.
  • [ ] Patikrinau kiekvieną AI pateiktą klasės / SOLAS nuorodą iš originalaus dabartinio teksto.