Manufactura inovatoare necesită lucrători și mașini în tandem, spun profesorii MIT la simpozion

S-ar putea să asistăm la zorii unei noi ere industriale în acest deceniu. În mod surprinzător, s-ar putea să fie mai degrabă în ciuda lansării cu succes a tehnologiilor de producție inteligente (pe care, probabil, nu le-am făcut), decât din cauza lansării cu succes. Judecând după săptămâna trecută Manufacturing @ MIT Symposium: 2022 și mai departe, desfășurată la clădirea uluitor de frumoasă Walker Memorial a MIT, construită în 1916, sunt tot mai multe dovezi că producția condusă de oameni în sinergie cu mașinile este mult mai fundamentală pentru inovare decât au realizat anterior factorii de decizie politică. Odată cu această realizare și pentru a răspândi mesajul, MIT pare să-și reînnoiască eforturile de cercetare și inovare în producție într-un moment esențial, cu un accent de patru ori pe tehnologie, dezvoltarea forței de muncă, eforturile politice și inovarea.

O audiență selectată de industriași și factori de decizie guvernamentali (cu o prezență impresionantă a Departamentului de Apărare al SUA) a experimentat o gamă fără precedent de burse MIT legate de producție, de la surse regenerabile, la producția de cipuri și la fabricarea de aditivi de metal. Profesor john hart, organizatorul evenimentului, a declarat: „Producția este motorul economiei noastre și ne aflăm la o răscruce între promisiunea noilor tehnologii de producție și nevoile extreme ale forței noastre de muncă, ale bazei industriale și ale ecosistemului de inovare. Experiența și interesul pentru producție se întinde pe întreg institut, iar acum este momentul să aducem comunitatea MIT împreună pentru a înțelege cum putem avea cel mai mare impact în acest moment critic. La simpozion, am avut experți MIT din aproape toate disciplinele dornici să lucreze împreună, unul cu celălalt și cu guvernul, industria și alte universități. Sperăm că acesta este doar începutul unui efort mult mai mare, coordonat.”

Amploarea și profunzimea subiectelor și expertizei de la eveniment au sugerat că eforturile MIT în producție ar putea să se potrivească cu amploarea inițiativelor anterioare, cum ar fi Inițiativa MIT Energy. Poate că simpozionul prefigurează o astfel de mișcare sau interesul facultății sale de a ridica producția de la MIT la un asemenea nivel. Ar fi înțelept. Fabricația joacă un rol mult mai important în economie decât pentru care primește credit. Cu schimbările climatice, riscul geopolitic și pericolele tehnologice datorate unei coliziuni de soluții avansate, dar din multe puncte de vedere imposibil de realizat, pentru o forță de muncă solicitată să se antreneze la nesfârșit pentru a se potrivi în tehnologia 4.0 a industriei bric-a-brac, rareori am avut o nevoie mai mare de un nou motor de creștere.

MIT nu este singura instituție cu eforturi atât de puternice în producție. Alții includ Institutul de producție al Universității din Cambridge (DacăM) din 1998, Institutul de fabricație din Georgia Tech (GTMI) din 1991 și Carnegie Mellon Institutul Manufacturing Futures a acordat un grant de 150 de milioane de dolari în 2021 de la Richard King Mellon Foundation pentru a face inițiativa din 2016 permanentă. Dar MIT ar putea fi locul în care perspectiva cea mai cuprinzătoare are cea mai mare probabilitate de a fi formată în acest moment crucial al istoriei. Acest lucru se datorează amplorii activității sale și valorii nemaipomenite atunci când excelența dispersată a profesorilor din știință, inginerie, management și științe sociale se reunește pentru a produce o viziune coerentă. Acesta este un eveniment obișnuit la MIT, dar nu unul care vine gratuit, deoarece necesită finanțare masivă pentru a reuși.

Cheltuiți aproape toată energia pentru a afla care este problema

La eveniment, prof. Elsa Olivetti a reiterat sfatul lui Albert Einstein de a petrece 99% din timp identificând problema și doar 1% din timp implementând soluția. Ea vorbea despre provocarea durabilității, dar haideți să o aplicăm în producție. Care este problema? Potrivit multora dintre cei 34 de vorbitori de la acest eveniment MIT, într-un cuvânt, dezindustrializarea, care a subțiat cel mai productiv sector al economiei pe baza unor scurtături prost concepute de economiștii muncii legați de instituția politică. Profesor al Institutului MIT Suzanne Berger a reamintit publicului că, în anii 1990, Harvard Larry Summers întrebat dacă producția din SUA era deloc necesară!

Fără o demonstrație specială a înțelegerii sale cu privire la rolul tehnologiei în societate, Summers a acceptat orbește truismul automatizării că „tehnologia permite producerea mult mai multă producție cu mult mai puțini oameni”, o eroare pe care a reprezentat-o ​​în mod repetat de-a lungul anilor, de exemplu. în Provocarea economică a viitorului: locuri de muncă (2014). În mod clar, la nivel de bază, tehnologia facilitează o producție mai eficientă, ceea ce nu este în discuție. Cu toate acestea, inerentă unei astfel de gândiri este noțiunea că producția este cumva o modalitate inferioară de a produce creștere, deoarece creșterea constă în servicii. De asemenea, atunci când sunt puse astfel, maschează faptul că, deși munca de rutină este automatizată, aproape toată inovația din societate, în special în producție, este încă realizată de oameni, nu de mașini. Economiștii de masă sunt în acest proces de treizeci de ani și nu devine mai adevărat deoarece refuză să se implice în logica interioară a producției.

Postindustrialism a avut mulți tați, în special Daniel Bell, și a fost chiar la margine, dar în cele din urmă a greșit. Modelul său liniar inventat, care sugerează că există o tranziție naturală, dependentă de cale, de la agricultură la producție și, în cele din urmă, la servicii, este exact genul de înclinație futuristă săracă bazată pe observații superficiale pe care trebuie să-l înlăturăm în următorul deceniu. Printre altele, este o tragedie pentru regiunile rurale (vezi Dezindustrializarea Americii rurale: restructurarea economică și ghetoul rural). Ceea ce mulți (nu toți) economiștii tind să rateze este faptul că productivitatea nu este legată doar de automatizare, ci de efortul uman de modificare a procesului de producție sporit de mașini (vezi Lean crescut). Ceea ce contează nu este cantitatea din ceea ce se produce, ci faptul că societatea continuă să producă inovații de calitate care continuă să modifice natura a ceea ce face sectorul de producție. Poate timp pentru a petrece mai puțin timp în foi de calcul și mai mult timp în fabrici?

MIT 2013 Studiul Producția în economia inovației (PIE). a respins fascinația fără minte pentru serviciile ca un nou motor al economiei. Căutând să analizeze modul în care inovația ajunge pe piață, PIE
PLĂCINTĂ
studiul a recomandat în schimb inovarea sistemelor de producţie. Acesta a arătat modul în care producția acționează ca locuri de inovare și ca facilitatori de extindere la comercializarea fluxului de inovații din laboratoarele de cercetare, universități, laboratoare publice și facilități industriale de cercetare și dezvoltare ale Americii. Acesta a susținut că, în loc să renunțe la producție, America ar trebui să învețe de la modelele de succes ale Germaniei și Chinei, fie că este vorba despre pregătirea muncii la nivelul întregii populații sau extinderea prin subvenții pentru a obține efectele platformei producției la scară în masă. Cu toate acestea, pe cât de mult PIE a adus conștientizarea Congresului pentru un moment, nu a reușit să producă o schimbare politică mai largă.

Pentru a fi sincer: problema cu care ne confruntăm ar putea fi analitica fără sânge a prea anumitor economiști sociali mai mult decât dezindustrializarea în sine, deoarece fenomenul s-ar putea să nu s-ar fi întâmplat niciodată la scara în care s-a întâmplat fără foile lor de calcul goale care să faciliteze declinul.

Moștenirea producției din New England

Profesor David Mindell a vorbit despre modul în care primii industriași din Boston au văzut producția ca un mod elegant de creștere a bogăției. Compania de producție din Boston, organizat în 1813 de Francis Cabot Lowell, un comerciant bogat din Boston, în parteneriat cu un grup de investitori cunoscut mai târziu ca Asociații din Boston, a operat una dintre primele fabrici din America. Conceput în Waltham, Massachusetts pentru fabricarea textilelor din bumbac, fabrica a folosit puterea apei. Alte locații ale fabricii au fost Lowell, Lawrence și Manchester, NH. În mijlocul tuturor acestor lucruri, MIT a fost fondat în 1861. Câțiva ani mai târziu, fabrica United Shoe Machinery, fondată în 1899 în Beverly, Massachusetts, a monopolizat mașinile de încălțăminte.

Pe măsură ce yankeii se îndreptau spre Detroit, iar Henry Leland a co-fondat Cadillac în 1902, acest impuls inițial a construit sistemul american de producție. Mult mai târziu, Digital Equipment Corporation (DEC) cu sediul în Maynard, MA, un gigant de calculatoare fondat în 1957, a excelat în minicalculatoare în anii 1970 și a introdus sistemele VAX și Alpha în anii 1980, dar a fost integrat în Compaq în 1998. Povestea spune că New England a fost dezindustrializată aproape la fel de eficient - și trăim cu acele efecte astăzi. Cu toate acestea, industria de producție din New England a continuat să prospere prin dezvoltarea de noi nișe, cum ar fi electronice, produse farmaceutice, apărare și aerospațială. Printre companiile regionale definitorii de astăzi se numără Boston Scientific, modern, Hologic, Bose Corporation, Barcă electrică dinamică generală, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorsky, și inovatori emergenti, cum ar fi Ginkgo Bioworks și Desktop Metal. Procentul de forță de muncă angajată în producție este estimat la aproximativ 8%, ceea ce este, desigur, ușor sub media națională a SUA (vezi Amprenta producției și importanța locurilor de muncă în producție din SUA, 2015). Mindell a subliniat că cele mai bune idei ale noastre sunt exprimate în modul în care facem lucrurile.

Forța de muncă, tehnologia și politica – În ce ordine contează?

Ben Armstrong, Director executiv interimar și cercetător de știință la Centrul de performanță industrială al MIT, a subliniat că printre firmele de producție cu mai puțin de 500 de angajați, până în prezent a existat o adoptare abisală a tehnologiei. S-a gândit la ce să facă în privința asta. De fapt, cel Studiul MIT Work of the Future a găsit mai puțini roboți în industria americană decât se aștepta. Profesor Julie Shah, eminentul savant în robotică socială, coautor al cărții recente La ce să vă așteptați când vă așteptați la roboți: viitorul colaborării om-robot, a subliniat că oamenii care înțeleg munca trebuie să fie capabili să gestioneze tehnologia. Acest lucru este valabil indiferent dacă vorbim de mașini de frezat sau de roboți. O fabrică de lumini nu este ideală pentru că mașinile nu inovează, oamenii o fac. La fel ca piloții din cabina de pilotaj, oamenii au puncte forte unice în structurare și nu trebuie uitat în problemele de restructurare. Profesor David Hardt a vorbit despre conducerea continuă a MIT în educația de producție prin masterat și micro master în producție și design avansat cu indemnizații pentru o cale de studii mixtă online/la fața locului.

Asistent special al președintelui pentru producție și dezvoltare economică, Elisabeth B. Reynolds în flux live de la Cincinnati, unde președintele a anunțat Programul Additive Manufacturing Forward (AM Forward)., ne-a reamintit că președintele Biden este președintele postbelic cu cea mai mare miză în renașterea producției din SUA și pune, de asemenea, dolari în spatele acesteia. Michael Britt-Crane, care conduce eforturile de educație și dezvoltare a forței de muncă în echipa de Tehnologie de fabricație (ManTech) din Biroul Subsecretarului pentru Apărare pentru Cercetare și Inginerie, a subliniat conducerea federală în dezvoltarea forței de muncă din producție în cadrul celor nouă institute de inovare în producție sponsorizate de DoD. După cum a subliniat el: „Luptătorii noștri nu îl pot folosi dacă producătorii noștri americani nu pot face acest lucru”. Investițiile anterioare, cum ar fi cele 4.5 miliarde de dolari acordate institutelor finanțate de DoD, cu potriviri încrucișate de peste 2 miliarde de dolari din industrie, sunt puncte de plecare pentru accelerarea în continuare a investițiilor regionale în forța de muncă.

Director de proiecte speciale la MIT, Bill Bonvillian a subliniat că industria prelucrătoare nu este întotdeauna văzută ca parte integrantă a sistemului de inovare și că ratele de participare a forței de muncă se află la minime istorice. Bonvillian a explicat că, odată cu retragerea guvernului SUA de la inovare și la cercetarea și dezvoltarea bazată pe știință, administratorul științei Vannevar Bushinsistența lui asupra științei ca „frontieră fără sfârșit”. Era Sputnik a văzut spirala bugetului NASA alimentată de ideea explorării spațiului și de construirea DAR.
AR
Program PA, care a promovat internetul. Cu toate acestea, anii 1980 au completat retragerea și chiar dacă provocarea energetică a anilor 1990 a apărut în cele din urmă ARPA-E în 2009, probabil că nu a condus încă la progrese la fel de fundamentale ca și proiectul ARPANET al DARPA. Acestea fiind spuse, ARPA-E a oferit aproximativ 3 miliarde USD în finanțare pentru cercetare și dezvoltare pentru mai mult de 1,294 de proiecte de tehnologie energetică potențial transformatoare și cu 129 de noi companii formate.

Era de astăzi a producției avansate cu 16 institute de producție (Producție SUA) a permis o multitudine de bancuri de testare, dar nicio abordare mai amplă. Motivele geopolitice, cum ar fi guvernele autocratice și criza lanțului de aprovizionare, au făcut din producție o cauză demnă de a se aduna, spune Bonvillian, care își imaginează o nouă „comunitate gânditoare”. Dar cine ar trebui să se gândească? Academicienii? Muncitorii? Inginerii? Factorii politici? Răspunsul pare să fie: toate cele de mai sus.

Mașinile viitorului sunt doar partea non-umană a acelui viitor

Simpozionul a prezentat, de asemenea, experți în domenii cheie ale industriei care vor conduce următoarea generație de producție. Profesor Duane Boning a vorbit despre învățarea automată în producție. Jarrod Goenzel, Directorul Laboratorului Umanitar al Lanțului de Aprovizionare al MIT, a vorbit despre lanțuri de aprovizionare rezistente. Profesor Jesús del Alamo a vorbit despre speranța (slabă) pentru o reînnoire a conducerii SUA în microelectronică. Profesor Zachary Cordero a menționat cum deja în 2015 decolare și aterizare virtuală (VT
VT
OL) cu racheta reutilizabilă în două etape a SpaceX Șoim 9 a început să transforme costul încărcăturilor utile în orbită și este fundamentul pentru începutul unei ere a producției spațiale fără precedent, în care vom vedea metalul fiind produs la cerere în spațiu de către navete pe orbită.

Profesorul Yet-Ming Chiang a subliniat că lumea are nevoie de cel puțin 100 terawatt-oră de stocare instalată la 20 USD pe kilowatt-oră până în 2050, folosind noi produse chimice low-cost pentru a realiza o decarbonizare profundă a energiei fosile de bază. Profesor Elsa Olivetti a remarcat că angajamentele corporative în materie de climă capătă avânt, odată cu inițiativa pentru energie electrică 100% regenerabilă RE100 acum la 350 de companii, inițiativa țintă bazată pe știință (SBTi) acum la 2800 de companii, the ClimateAction100+ cu 615 investitori cu 60 de trilioane de dolari – și Alianța Net Zero Asset Managers acum la 128 de membri cu active de 43 de trilioane de dolari sub administrare.

În sfârșit, un panou privind scalarea startup-urilor de producție (dezvăluire completă: moderat de mine) a explorat viitorul domeniului. Antreprenorii Elise Strobach, co-fondator și CEO al Materiale AeroShield, Natan Linder (CEO și co-fondator al Lalea, președinte și co-fondator al formlab-uri), și Martin Feldmann (CEO și co-fondator al Formele Vulcaniane) a ilustrat munca mormăială și agitația de scalare. AeroShield (2019) folosește aerogeluri pentru a izola ferestrele cu inserții supraizolante (și pentru a crește eficiența celulelor solare termice). Tulip este platforma operațională de primă linie pentru producția digitală și nu numai. Formlabs este lider în imprimarea 3D desktop. Vulcan Forms își propune să fie punctul de referință în producția de masă de aditivi metalici. Profesor de management al MIT Charles Bine a schițat ceea ce el vede ca fiind cele zece instrumente pentru scalarea antreprenorială: (1) Processificare, (2) Profesionalizare, (3) Culturalizare, (4) Automatizare, (5) Segmentare, (6) Platformizare, (7) Colaborare, (8) Capitalizare, (9) Replicare și (10) Evaluare (cui, scalare și navigare), observând că startup-urile de producție și managementul operațiunilor încep să facă diferența în domeniu.

Metavers, te rog să te dai deoparte voluntar. Fabricația este poate cel mai interesant domeniu de inovație pe care să se concentreze în acest moment. Provocările de realizare a producției slabe nu s-au diminuat odată cu creșterea capacităților tehnologice, poate pentru că tehnologiile tind să aibă interfețe de utilizator mult prea subdezvoltate pentru a se potrivi cu forța de muncă. De aici provine provocarea de formare care sufocă organizațiile de producție. Remediați asta și suntem cu trei pași înainte. A existat o emoție palpabilă la Walker Memorial de la MIT pe 6 mai. Nu cred că a fost doar entuziasmul de a ne aduna din nou în persoană. Manufactura trebuie și va face din nou titlurile de ziare. Hart a confirmat că simpozionul face parte dintr-un efort mai amplu de a reuni comunitatea de producție de la MIT și de a explora conceptul unui nou centru care să unească profesorii și studenții cu industria și guvernul și să promoveze o nouă agendă îndrăzneață.

Dar dacă o nouă eră industrială începe în acest deceniu, ar putea fi prin sinergia dintre tehnologie și oameni și prin politici și organizații care aliniază stimulentele între obiectivele de afaceri, dezvoltarea forței de muncă și inovații precum fabricarea aditivă și automatizarea.

Inovația din fabrică apare atunci când oamenii se adaptează și creează noi procese de producție, folosind orice mijloace pe care se întâmplă să le folosească, avansate sau simple. Tehnologia face adesea parte din ea, dar rareori declanșează.