"CAD'de Sadece Tıklamak Mühendislik Değildir" – Kyrall

Kyrall kurucu ortağı Osama Atwi ile mühendislerin Onshape’te düzenlemeye devam edebilecekleri orijinal parametrik CAD oluşturma, Kyrall‘ın oluşturulan parçalardaki Üretim için Tasarım (DFM) kontrollerini nasıl ele aldığı ve ilk pilot uygulamalarından gerçek değer elde ettikleri üç somut kullanım durumu hakkında konuştuk.

Parçalanmış Bir Akışa Yol Açan Manuel İşler

Çözdüğünüz sorun nedir?

İki boyutlu bir sorun. Mekanik parçaları tasarlama şeklimiz çok manuel ve tasarım, simülasyon ve üretim arasında tüm tasarım sektörü parçalanmış durumda. Yani sorun, bu aşamaların her birindeki manuel emek ve aralarındaki kopukluktur.

Kopukluk nedir?

Her alanda kullandığımız formatlar tamamen farklı. Bir tasarımı bitirip parçayı STEP veya STL dosyası olarak dışa aktardığınızda, bu format tasarım amacının büyük bir kısmını kaybeder. Tasarım amacı, bir mühendisin bir parçayı belirli bir şekilde üretmek için aldığı kararlar dizisi ve bu noktaya ulaşmak için izlediği sıradır. Bunu yakalamak çok zordur, çünkü genellikle açıkça belgelenmez ve dosya formatında yer almaz.

Bir simülasyon çalıştırdığınızda, sonuçları tasarım döngüsüne geri beslemek zordur. Üretime geçtiğinizde, belirli bir proses için tasarım yapmak üzere ihtiyaç duyduğunuz bilgilerin çoğu eksiktir; bu nedenle tasarımın yönteme uyması için yeniden işlenmesi gerekir. Orijinal bir parametrik dosya STEP veya STL’den daha iyidir, en azından parçayı oluşturmak için izlenen adımları yakalar, ancak yine de tasarım amacının tamamını yakalayamaz.

Sorunun diğer yarısı ise manuel işlerdi.

CAD’e odaklanırsak, sanki bir tarlayı elle sürmek istiyorsunuz ve traktör henüz icat edilmemiş gibi. Tasarım mühendisliğini bir kenara ayırdığınızda, CAD’in büyük bir kısmı bir yazılımda sadece tıklamaktan ibarettir. Bir eskiz oluşturursunuz, bir daire çizersiniz, ekstrüzyon yaparsınız, kenarlara radyus eklersiniz, bir delik açarsınız. Bu adımlar zaman alır ve öğrenmesi yıllar sürer, ancak bunlar aslında mühendislik değildir. Otomatikleştirilmesi gerektiğini düşündüğümüz manuel iş işte budur.

Yani mühendislik benim parçayı düşünmemdir ve bu vizyonu bilgisayara aktarmak olmaması gereken manuel bir iştir, öyle mi?

Sahip olduğum tüm bilgiyi alıp doğrudan bir 3D modele dönüştürmenin bir yolu varsa, mühendisliği otomatikleştirmeden manuel adımı otomatikleştirmenin bir yolu olmalı. İnsanlar amacın mühendislerin işini ortadan kaldırmak olduğunu düşünüyor. Aksine, olay onları sıkıcı manuel işlerden kurtarmak, böylece asıl önemli olan şeye; işleve, gereksinimlere ve tasarladıkları parçaya odaklanabilmelerini sağlamaktır.

CAD’i mühendislikle bir tutuyoruz çünkü içinde çalıştığımız yöntem, işimizi temsil eden somut şey bu. Bu, bütün bir tabloyu sanatla bir tutmaya benzer. Ancak tablonun çerçevesi sanat değildir. Mühendisliği temsil etmenin manuel işi ortadan kaldıran başka bir yolu varsa, bunu da mühendislik olarak kabul edebiliriz.

O halde mühendislik nedir?

Üst düzeyde, problem çözmektir. Daha somut olarak, yıllar içinde edindiğiniz bilgiyi, artı aldığınız yeni bilgileri ve sahip olduğunuz araçları, bir dizi kısıtlama ve gereksinim dahilinde çok spesifik bir sorunu çözmek için kullanmaktır. Havacılık ve uzay sektöründe bu, uçan ve güvenli bir uçak tasarlamaktır. Aynı yaklaşım otomotiv, robotik ve klasik makine mühendisliği için de geçerlidir.

Sorunla nerede karşılaştınız veya sorunu nerede fark ettiniz?

Bir mühendis olarak çalışırken çok sayıda küçük drone tasarlıyorduk ve her yeni proje aşağı yukarı sıfırdan başlamak anlamına geliyordu, çünkü çok fazla şey yeniden kullanılamıyordu. Bu yüzden bir drone gövdesinin tasarımını otomatikleştirmek için yazılım araçlarını kodlamaya başladım. Olay bir düğmeye basmaya dönüştü. Ancak bunu belirli bir gövde için özel olarak kodlamam gerekti. Farklı bir konfigürasyon, sıfırdan yeni bir konfigüratör oluşturmak anlamına geliyordu. Araçlar bu tür bir otomasyon için üretilmemişti.

Boşluktaki Noktaları Bir Komut Dosyasıyla Değiştirmek

Kyrall sektör için bu sorunu nasıl çözmeyi hedefliyor?

Temelde, 3D modellerin derlenebilirliği dediğimiz şeye doğru ilerliyoruz. 3D modellere tıpkı kod gibi davranmak istiyoruz. Bu, parçalanma sorununu çözüyor, çünkü mühendislik süreci boyunca akan tek bir format elde ediyorsunuz ve bu da üretimi kolaylaştırıyor.

Bir model oluşturmak için boşlukta noktalar üretmek yerine, bir komut dosyası üretiyoruz ve bu komut dosyası 3D modeli oluşturuyor. Bunu hatalara karşı kontrol edebilir, unsurları çıkarabilir ve simülasyon ve diğer araçlarda sonraki aşamalarda kullanılan meta verileri yerleştirebiliriz. Ancak kullanıcı hiçbir zaman kodla doğrudan etkileşime girmez; kod arka planda kalır, tasarım olgunlaştıkça düzenlenir ve güncellenir. CAD parçaları özünde zaten koddur, ancak bu kod tam potansiyeliyle kullanılmıyor.

Bu, kendi CAD’inizi oluşturduğunuz anlamına mı geliyor?

Pek sayılmaz. Kendi altyapımızı ve kendi formatlarımızı oluşturuyoruz, ancak tezimiz “sahip olduğunuz her şeyi atın ve bizim aracımızı kullanın” değil. İnsanların halihazırda kullandıklarıyla entegre olan bağımsız bir sistemdir. Şu an itibarıyla Onshape’te okuma ve yazma yapabiliyoruz. CATIA, NX, SolidWorks ve Creo’yu da okuyabiliyoruz ve bunlara yazma üzerinde de çalışıyoruz.

Kyrall ile parça oluşturma sürecini bana anlatır mısınız?

Nasıl çalıştığınıza bağlı. Bazı kişilerin parçayı tanımlayan teknik çizimleri veya eskizleri vardır. Diğerleri ise bunu sadece metin olarak açıklar. Başka bir kesimin, kesin bağlantı noktaları ve boyutları içeren bir Excel tablosu gibi hassas bir tanımı vardır ve biz parçayı buna göre parametrik olarak tasarlarız. Bazıları ise bunu bir tersine mühendislik aracı olarak kullanır ve çizimlerden yola çıkarak bir parçayı parametrik olarak yeniden oluşturur.

Bir parçayı oluşturduktan sonra, metin üzerinden düzenlemeye devam edebilir veya bir montajın bir parçasını seçip yalnızca onu düzenleyebilirsiniz. İnsanlar yapay zekayı düşündüklerinde onun halüsinasyon gördüğünü veya bir parçayı değiştirmenin diğer her şeyi değiştirdiğini varsayarlar. Biz onu sadece bir şeyi izole edip değiştirebileceğiniz şekilde oluşturduk. Ve her şey parametrik olduğu için sadece bir sayıyı değiştirebilirsiniz. Bir L braketinin biraz daha uzun olmasını mı istiyorsunuz? Sayıyı değiştirin, enter tuşuna basın ve bir saniyeden kısa bir sürede güncellensin.

Üretilebilirlik yönergelerine gerçekten uyan parçaları nasıl oluşturuyorsunuz?

Şu anda Üretim için Tasarım (DFM) testlerini yerleştiriyoruz; ilk olarak 3 eksenli CNC Dik İşleme (Freze) ve FDM, SLA ve SLS 3D Baskı teknolojilerine odaklanıyoruz, ardından sac metal şekillendirme ve diğer yöntemlere genişliyoruz. Her parça DFM aracına beslenebilir, kullanıcı üretim yöntemini seçer ve parça kontrolleri karşılayacak şekilde değiştirilir.

Bunları statik ve dinamik olarak ikiye ayırıyoruz. Parçanın o yöntemle üretilebilmesi için statik gereksinimlerin karşılanması gerekir. Eğer bir plakayı işliyorsam, bir cepte keskin iç köşeler olamaz, bunların radyuslu olması gerekir. Dinamik bir gereksinim ise daha özneldir; örneğin, belirli bir makinedeki belirli bir radyusun yeni bir takım ucu satın almak anlamına gelip gelmeyeceği gibi. Kontrollerin kendisi kural tabanlıdır. Süreç boyunca entegrasyon ise yapay zeka tabanlıdır, çünkü hiçbir zaman tamamen deterministik değildir.

Bir parça bir tasarım kuralını ihlal ettiğinde, açılır bir öneri görürsünüz. Basit bir örnek, bir delikten bir plakanın kenarına olan ve genellikle delik çapının 1,5 katı olan minimum mesafedir. Bir delik kenara çok yakın oturursa, araç bunu işaretler. Bu kurallar sektöre ve kullanıcıya göre ince ayarlanabilir.

Üç Ana Kullanım Durumu

Bu alandaki bazı şirketler kendilerini “bir türbin motoru tarif edin ve ortaya çıksın” diyerek pazarlıyor. İşin gerçeği nedir?

Dışarıda çok fazla gürültü var. Ve metinden CAD’e geçiş kötü bir isimlendirme. Bana bir jet motoru tasarla yazıp enter’a bastığınızda ortaya bir jet motoru çıkacağı izlenimi veriyor. Bunu ilk elden gördük. Aracı kıdemli makine mühendisi olan test uzmanlarına verdik ve araca bu şekilde komut verip çalışmadığını görünce hayal kırıklığına uğradılar. Onlara, şu anda bütün bir savaş uçağını gerçekten tasarlayabileceğinizi mi düşünüyorsunuz diye soruyorduk. Eğer bu mümkün olsaydı, savaş uçağı tasarlayan onca şirket neden var olsun ki? Beklentileri yanlış yönetmek kısmen bizim hatamızdı.

Bu araçların yakında bir komuttan bir jet motoru tasarlayacağını düşünen insanlar jet motorlarının nasıl tasarlandığını bilmiyorlar. Mühendislik sadece 3D modellemeden ibaret değildir. Parçayı hesaplamak, üretim için tasarım (DFM), simülasyon, gereksinimler ve test aşamalarından oluşur.

Hatalarınızdan ders çıkarmışsınız gibi görünüyor. Müşterilerle şimdi nasıl çalışıyorsunuz?

Onlara aracı verip gidin kullanın demek yerine – çünkü yapacakları ilk şey imkansız bir komut girmek olacaktır – onlara gidiyoruz, süreçlerini ve darboğazlarını anlıyoruz ve bir teklifle geri dönüyoruz. Daha çok sahada müşterilerle yürütülen projelere odaklanıyoruz. Bazen çözebileceğimiz bir sorunları olmadığını fark ediyoruz ve onlara bunun sorun olmadığını söyleyip yolumuza devam ediyoruz. Teknolojiyi zorla içeri sokmak tehlikelidir. Kısacası buna her yerde ihtiyacınız yok.

O halde müşteriler Kyrall’ı ne için kullanıyor?

Biri havacılıkta kavramsal tasarımdır. Yeni bir drone tasarladığınızda farklı konfigürasyonları keşfetmek istersiniz ve bugün bu süreç çok manueldir. Aracımızla bu yinelemeyi haftalar yerine dakikalar içinde yaparsınız, çünkü bir kez geliştirir ve ardından herhangi bir parametreyi değiştirirsiniz.

Parametrik karma kanat gövdeli uçak tasarımı

Bir diğeri ise bileşen oluşturmadır. İnsanlar montajlarla çalışırken bir servo motora, bir konnektöre, bir brakete ihtiyaç duyarlar ve bugün internette arama yaptıklarında genellikle tam olarak istediklerini bulamazlar. Hiç kimse bir montaja koymak için bir servo motoru yeniden tasarlamaktan hoşlanmaz. Basit bir tanesi bir buçuk saat sürebilir ve daha büyük bir montajda bu ayda saatler anlamına gelir.

Kyrall tarafından özel braket modeli oluşturulması

Kyrall tarafından özel flanş modeli oluşturulması

Üçüncüsü tasarımcı olmayanlar için, farklı bir alanda teknik bilgisi olan ve hızlıca 3D yazıcıdan basılacak bir PCB muhafazasına veya motor tutucuya ihtiyaç duyan kişiler için tasarımdır. Bugün ya CAD öğreniyorlar ya da gidip makine mühendisini rahatsız ediyorlar. Testler sırasında bunu çok duyduk; makine mühendisleri, bu kişilerin kendilerine gelmeyi bırakması için aracı onlara vermemizi istiyordu.

Kullanıcı aslında kim olmalı?

Bu üç örnek, teknik olmayan kişilerden yeni başlayanlara ve deneyimlilere kadar neredeyse herkesi kapsıyor. En büyük değerin nerede ortaya çıkacağı henüz belli değil, ancak şimdilik tüm mühendislik süreci boyunca sağlanıyor gibi görünüyor.

Peki tasarım verilerini harici bir dil modeli (LLM) sağlayıcısına gönderemeyen sektörlerdeki müşteriler ne olacak?

Bu, birçoğu için büyük bir endişe kaynağı ve haklılar da. Devasa GPU altyapılarına ihtiyaç duymadan, doğrudan müşterinin kendi makinelerinde yerel olarak çalışan kendi küçük dil modellerimizi eğitiyoruz. Veriler hiçbir zaman onların ortamından ayrılmıyor.

Bunun ek bir avantajı da, yerel olarak barındırıldıktan sonra modeli müşterinin kendi eski tasarım arşivinde ince ayar yapmaya devam edebilmemizdir. Böylece sadece herkesin sahip olduğu modeli almakla kalmıyorlar, aynı zamanda başka hiç kimsenin erişimi olmayan, şirket içinde çalışan ve kendi tasarım pratiklerinin içine yerleştirildiği bir modele sahip oluyorlar. 50 veya 100 yıllık şirketlerle konuşuyoruz ve sürekli dile getirdikleri şeylerden biri, aslında kullanmadıkları çok miktarda eski veriye sahip olmaları, çünkü erişmek neredeyse imkansız. Biz bunu ayrıştırabilir, dönüştürebilir ve üzerinde ince ayar yapabiliriz.

Her Kullanıcı İçin Seviyeler

Maliyeti nedir?

Sektörün alışkın olduğu yöntem bu olduğu için lisans tabanlı bir yaklaşımımız var. Şimdilik, seviyelere ayrılmış normal bir abonelik sistemi. Buna ek olarak, ekstra ince ayar, yerel barındırma veya diğer özelleştirmelere ihtiyaç duyan kurumsal müşteriler için ayrı bir teklifimiz var.

Diyelim ki bir 3D yazıcım var ve hiç tasarım becerim yok. Benim için bir yol var mı?

Bu kullanım durumu için fiyatlandırma, insanların tüketici ürünlerinden beklediği sınırlar içinde ve hobi amaçlı kullanıcılar için yönetilebilir düzeydedir. Eğer sadece model oluşturma ile ilgiliyse, herhangi bir aboneliğin normal aralığında olacaktır.

Onshape’in ötesinde tam entegrasyonlar var mı?

Daha önce de belirttiğimiz gibi, ana CAD dosyalarını zaten okuyabiliyoruz. Okuma ve yazma yetenekleri üzerinde çalışıyoruz, ancak lansmanın tam olarak ne zaman yapılacağı henüz belli değil. En çok kullanılan CAD yazılımlarıyla entegre olmak yol haritamızda var.

Kyrall yalnızca tarayıcı tabanlı bir düzenleyici mi?

Onu sadece bir tarayıcı aracı olarak değil, aynı zamanda bir API olarak da sunuyoruz. Kodlama asistanları ile Kyrall üzerinde çok özel uygulamaları hızla geliştirebilirsiniz. Bir aracın STL dosyasını alıp etrafında bir gölge kutusu oluşturan bir uygulama mı istiyorsunuz? Ya da bir parçadan aparatlar ve fikstürler üreten bir uygulama mı? Her biri için özel yazılım lisanslamaya gerek kalmadan bunları kısa sürede API’miz üzerinde oluşturabilirsiniz.

Tutku ve Eleştirinin Birleşimi Bizi İleri Taşıyor

Bu alanda zaten birkaç isim var. Kaç tane kazanan olacak?

Alan çok büyük, dolayısıyla günümüzde tek bir CAD paketinin hakim olmadığı CAD dünyasında olduğu gibi burada da birden fazla kazanan olacaktır. Kimin kazanacağı, sadece güzel görünen bir şey inşa etmek yerine, baştan itibaren gerçek sorunları çözmeye kimin odaklandığına bağlı olacaktır. Burası, haklı sebeplerden dolayı çok az inovasyon gören zor ve muhafazakar bir alandır. Bu araçlar insanların her gün kullandığı arabaları, uçakları ve makineleri üretiyor, dolayısıyla güvenlik ve güvenilirlik çıtası çok yüksektir ve öyle de kalmalıdır.

Mühendislerin kendi iş akışları dışında her konuda inovasyon yapmalarını her zaman eğlenceli bulmuşumdur.

Donanım mühendisleri yazılım almaya gittiklerinde beklentileri çok yüksek oluyor. Donanım zordur, bu yüzden yazılımın kolay olduğunu varsayarlar ki bu genellikle doğru değildir. Şişirilmiş beklentilerin bir kısmı da buradan kaynaklanıyor. Bu direnç de yeni değil. CAD ilk ortaya çıktığında da yaşanmıştı. O zamanlar insanlar çok yavaş olduğunu, çok hatalı olduğunu, elle daha hızlı çizebileceklerini söylüyorlardı. Şimdi hiç kimse CAD’in eskisinden daha iyi olmadığını söyleyemez.

Yazılımın kolay yanı onu test edebilmenizdir. Donanımda ise CAD modelleme üzerinde bir yıl harcayabilirsiniz, ardından parçalarınız üretilir, sonra bir fabrikada montajı yapılır, ardından sahipleri sistemi devreye alır ve işleri berbat edip etmediğinizi ancak o zaman anlarsınız.

Kesinlikle. Bir drone tasarlamak, yapmak, monte etmek için aylarımızı harcardık ve uçuş alanına gidersiniz, iki saniye sonra yere çakılır. Aralık ayında sabah 8’de uçuş alanında donuyorsunuz, programın gerisindesiniz ve bütçeyi aşmışsınız, drone’u fırlatıyorsunuz ve anında yere çakılıyor. Bir yazılım geliştiricisinin genellikle hissettiği en kötü şey hatalı kod derlemektir ve artık bir yapay zeka kodlama aracı bunu sizin için düzeltiyor. Mühendislik zordur. İlk uçuş testinin her zaman bir kaza olduğunu söylerdik. Eğer ilk testte uçarsa bu bir mucizedir. Bu, yazılımın kolay olduğu anlamına gelmez, sadece daha kolay olduğu anlamına gelir.

Yapay zeka araçlarına duyulan ilginin ne kadarı sadece fırsatı kaçırma korkusundan kaynaklanıyor?

Bizim deneyimimiz pek öyle olmadı. Çoğu zaman insanlar şüpheci yaklaşıyor, çünkü bu bir yapay zeka. Halüsinasyon gördüğünü düşünüyorlar veya bunu bir mühendislik aracından ziyade sohbet botu olarak görüyorlar. Temkinliler ve nasıl entegre olduğu, halüsinasyonu nasıl çözdüğümüz, verilerine ne olacağı gibi pek çok teknik soru soruyorlar. İşin aslı tam da böyle olmalı. Eğer birisi sadece fırsatı kaçırma korkusuyla bunun peşinden koşuyorsa, muhtemelen bir süre sonra bırakacaktır.

Hem tutkunun hem de eleştirinin, hatta nefretin olması sağlıklıdır. Eğer herkes sadece alkışlıyorsa, düzgün bir geri bildirim alamazsınız. Herkes sadece nefret ediyorsa, ilerleyemezsiniz. Doğru bir karışıma ihtiyacımız var. Daha fazla şirketin bu teknolojilerde ilerlemesi ve bu sistemleri erken aşamada bile test etmeye istekli olması gerekir, çünkü bunun üç veya dört yıl içinde çalışmasını istiyorsanız, şimdi başlamalısınız. Makineleri tasarlama şeklimiz aynı kalmayacak ve bu araçları denemeye istekli şirketler diğerlerinin önemli ölçüde önüne geçecektir.

İnsanlar bu alanda sizden başka kimleri takip etmeli?

Bench AI, simülasyondan sonra modelleri tasarım sürecine geri beslemek üzere hazırlama konusunda gerçekten iyi bir iş çıkarıyor. nTop, tasarım keşfinde pek çok şey yapıyor. Synera ise etmen tabanlı iş akışları ve farklı araçlar arasındaki entegrasyonlara öncülük ediyor.