Ce se întâmplă dacă tehnologiile de top din producție ar funcționa împreună?

O multitudine de tehnologii modelează producția și continuă să o facă. Gândiți-vă la prelucrare CNC, robotică, imprimare 3D, robotică, software, Internet of Things (IoT), gemeni digitali, AI/AR și fotonică, doar pentru a numi câteva importante. Ceea ce poate face fiecare este uimitor. Dar, aceste tehnologii au origini, formă fizică și domeniu de aplicare diferite – în termeni de hardware, biologie, materiale sau software.

Gândiți-vă la asta nu doar ca la o diferență materială, ci și la o provocare a limbajului. Fiecare aparține unor categorii separate, dar nu toată lumea le vorbește pe toate. Nici mașinile biologice sau software nu comunică întotdeauna între ele. Pentru mașinile de la un atelier, acest lucru poate deveni o problemă.

Mai multe tehnologii de fabricație au apărut din laboratoarele universitare, precum MIT, Stanford, University of Cambridge sau Carnegie Mellon, toate locurile care pretind că cunosc comunicarea. În timp ce altele au fost dezvoltate de cercetare și dezvoltare din industrie, cum ar fi în laboratoarele Bell, este de înțeles mai mult aplicate unui scop specific. Tehnologia cu o gamă surprinzător de largă pentru energie aplicată a apărut din laboratoarele militare precum Los Alamos, sau laboratoare non-profit precum CERN, chiar și academii precum Academia Chineză de Științe. Unele au apărut ca eforturi de colaborare între sectoare, cum ar fi societatea germană Fraunhofer. În prezent, majoritatea tehnologiilor sunt o combinație a celor de mai sus, bazându-se pe un ansamblu ciber-fizic de materiale pentru a funcționa. Tehnologiile dezvoltate cu vremuri în urmă se găsesc încă în magazine. Cu toate acestea, spre deosebire de vorbele goale despre evoluția în etape de la 1.0 la 4.0 generații, ele pot coexista. Este o problemă dacă unii dintre ei au fost proiectați să lucreze cu alții, iar alții să funcționeze singuri?

Tehnologii complică lucrurile. Nu încercăm să ne arătăm, dar vorbim limba noastră de specialitate. Vorbesti tehnologie? S-ar putea să vorbești puțin, suficient pentru a te descurca, poate, dar există multe limbaje tehnologice. Cea evidentă din munca de birou este programarea. C++, Python sau Fortran, fiecare necesită eoni pentru a învăța, iar dacă apar altele mai bune, pot dispărea. În producție, tehnologia vorbită ar putea însemna a fi un vrăjitor la operarea mașinilor industriale sau la stăpânirea sistemelor de control industrial. Poate că sunteți un operator de prelucrare CNC ferm sau vă place să operați roboți? Asta-i bine. Pentru că atunci ești la mare căutare. Dar ar fi bine pentru societate dacă toată lumea învață să opereze roboți, imprimante 3D, computere sau gemeni digitali. Cum facem asta fără codificare?

Imaginarea unui viitor modular

Să facem un experiment de gândire. Imaginați-vă că producția a început ca LEGO. Mă refer la cărămizi de plastic interschimbabile sau, într-adevăr, orice piese modulare cu care poți construi lucruri. Construiți turnuri, orașe sau taxiuri. LEGO poate părea simplu, dar construirea cu ele necesită abilități motorii, conștientizare spațială, raționament, capacitatea de a se angaja în jocul imaginativ și diverse alte abilități. LEGO a făcut parte din cursurile de la MIT Media Lab de ani de zile. Există o Curs de robotica LEGO pe MIT Open Courseware dezvoltat până în 2007. Mindstorms, un sistem de invenții robotizate care a revoluționat kiturile de construcție LEGO, a rezultat din colaborarea de 20 de ani a LEGO cu Media Lab. Eu aparțin categoriei mândre de AFOLS, „fani adulți ai LEGO” (vezi Exclusiv LEGO: AFOL-urile ne-au învățat să luăm în serios adulții). Când copiii mei încetează să se mai joace cu LEGO, eu sunt cel care trebuie să fie adus la cină. Important este că odată ce ai construit ceva, distracția nu s-a terminat. Puteți continua să vă jucați cu ceea ce ați construit, să îl adaptați sau chiar să-l dărâmați și să o luați de la capăt. A începe de la capăt este crucial. Nimic pasionaților de LEGO nu urăsc mai mult decât piesele lipite împreună.

Acum imaginați-vă că ați construit o fabrică pur și simplu cu piese LEGO. Ce inseamna asta? În primul rând, înseamnă că vă puteți reconfigura fabrica piesă cu piesă. De asemenea, înseamnă că, deși o fabrică complexă necesită specificații și planuri, toată lumea poate lua parte la construirea ei. Nu vă place modul în care funcționează mașinile CNC? Construiește unul diferit, mai mic, mai mare. Pune-l în altă parte dacă nu-ți place unde l-ai pus.

Pentru claritate, nu sugerez construirea unei fabrici în LEGO. Este principiul din spatele lui, impulsul creator, pe care îl respect. Spun asta în același mod în care cred că serviciile guvernamentale ar fi diferite dacă ar fi conduse de Disney. Imaginați-vă o brățară „magică” care vă oferă acces deplin la tot ce are de oferit guvernul, dar cu fețe zâmbitoare peste tot. Acum, metafora nu este literală și nu prea vreau ca Disney să conducă guvernul.

Fabricarea nu este ca LEGO sau Disney. Nu mai suntem la grădiniță (nu am fost niciodată – ceea ce unii spun că explică o mare parte din jocul meu) dar realitatea este că tehnologiile nu sunt interschimbabile sau interoperabile – am spune că vorbim despre tehnologie. În zilele noastre, este popular să se gândească în termeni de „primele principii;”. Îi mulțumim lui Elon Musk pentru asta (vezi De ce inovatori precum Elon Musk și Jeff Bezos îmbrățișează această tehnică străveche de rezolvare a problemelor). Un prim principiu este acela care nu poate fi dedus din nicio altă presupunere. Filosofii iubesc mai întâi gândirea principială. Descartes, de exemplu, a spus că punctul său de plecare a fost că propria sa minte există („cogito ergo sum”). Acum, în timpurile moderne, oamenii de știință sunt renumiți pentru gândirea în primele principii. Cu excepția faptului că, de fapt?

De la analogii la primele principii

Ajunge cu analogiile mele. Ne-am obișnuit să gândim prin analogie în loc de primele principii. Este o stenografie. Cu toate acestea, atunci când se construiesc mașini, analogia este o fundătură, deoarece duce la mediocritate. În loc să reconstruiască fabricile de la zero, producătorii recurg adesea la modernizarea așa-numitelor „campuri industriale” spre deosebire de a construi „zone verzi”, care sunt mai scumpe. Tehnologia industrială este o rețea mare de mașini noi și vechi și software care abia se corelează. Marii producători sau furnizorii lor de tehnologie preferă să integreze tehnologiile de pornire prin fuziuni și achiziții în loc să inventeze ei înșiși ceva (pe baza componentelor deschise) sau să colaboreze cu startup-uri. Strategia „a sta pe umerii giganților” sau „alegerea câștigătorilor” funcționează destul de bine pentru a realiza lucrurile rapid. Cu toate acestea, ne punem într-un colț dacă avem datorii tehnologice.

Conrad Leiva, directorul Ecosistemului și Dezvoltarea Forței de Muncă la CESMII, scrie institutul de producție inteligentă din SUA 7 primele principii care se adaugă la fabricarea inteligentă. Leiva citează securitate, informații în timp real, tablouri de bord proactive, deschidere, reziliență, scalabilitate și durabilitate. Problema este că acestea sunt concepte cu care toată lumea poate fi de acord, dar dacă nu standardizăm terminologia, angajăm producătorii în acțiuni și reglementăm interacțiunile, „împreună” nu se va întâmpla în mod magic.

În schimb, ar trebui să începem de la zero; Abordările bazate pe „aplicații” pornesc de la o nouă premisă. După cum explică un prim principiu: „oricine încearcă să rezolve o problemă ar trebui să aibă mijloacele necesare pentru a face acest lucru”. Pentru a realiza asta, în loc de cărămizi LEGO, avem aplicații. Ce este o aplicație, ci un algoritm simplu care transformă fluxurile de lucru industriale într-un proces care poate atinge un obiectiv de afaceri. Aplicațiile sunt implementate în codul computerului, dar pentru a funcționa ca cărămizile LEGO, acest cod nu este o cerință necesară pentru ca utilizatorul să înțeleagă. Aplicațiile pot veni preconfigurate, dar ar trebui să fie ușor de configurat. Sunt o versiune puternică a unei foi de calcul cu o interfață de tip drag-and-drop. Dacă poți opera un telefon mobil, poți folosi o aplicație, iar dacă poți juca jocuri pe calculator, poți deveni dezvoltator de aplicații. Aplicațiile de producție bune se conectează la mașini pentru a îndeplini sarcini reale în atelier sau în lanțul de aprovizionare: comandarea lucrurilor, instruirea muncii, monitorizarea calității și livrarea produselor. Aplicațiile fac acest lucru prin creșterea lucrătorilor, nu prin înlocuirea lor.

Ce am putea realiza dacă tehnologiile de vârf din producție ar lucra împreună? Cu așa-numita producție bazată pe software construită pe o platformă interschimbabilă („interoperabilă”), am putea construi microfabrici în câteva minute, care ar putea realiza produse avansate acasă, în spațiul de producție de la școală sau în comunitate sau la locul de muncă. Aștepta? Aceasta există deja. Analogul este FabLab rețeaua, ieșită din profesor Neil Gershenfeldmunca lui la MIT. Cu excepția faptului că FabLab-urile sunt doar pentru miile de entuziaști voluntari.

Vorbesc despre schimbarea întregii logici a producției, trecerea la o platformă modulară rulată prin drag-and-drop. Pe măsură ce tehnologia web pătrunde încet în producție, suntem pe cale să aflăm ce ar putea fi. Totuși, ar putea dura ceva timp pentru că nu este în interesul tuturor. Și dacă am ordona ca orice tehnologie de la magazin să comunice cu ceilalți. În același mod, ar fi inacceptabil să taci dacă participi la un grup de oameni care încearcă să învețe împreună. Cel puțin, orice tehnologie sponsorizată de guvern ar trebui să aibă o interfață interoperabilă. Dacă cheltuiți bani publici, faceți o producție pe care toți lucrătorii să o poată folosi. Nu lipiți LEGO.