Kaj če bi najboljše tehnologije v proizvodnji delovale skupaj?

Številne tehnologije oblikujejo proizvodnjo in to še naprej. Pomislite na CNC obdelavo, robotiko, 3D-tiskanje, robotiko, programsko opremo, internet stvari (IoT), digitalne dvojčke, AI/AR in fotoniko, če naštejemo samo nekatere pomembne. Kar lahko vsak naredi, je neverjetno. Toda te tehnologije imajo drugačen izvor, fizično obliko in obseg – glede na strojno opremo, biologijo, materiale ali programsko opremo.

Pomislite na to ne le kot na materialno razliko, ampak kot na izziv jezika. Vsaka spada v ločene kategorije, vendar vsi ne govorijo vseh. Tudi biološki ali programski stroji ne komunicirajo vedno med seboj. Za stroje v trgovini to lahko postane problem.

Več proizvodnih tehnologij je prišlo iz univerzitetnih laboratorijev, kot so MIT, Stanford, Univerza v Cambridgeu ali Carnegie Mellon, vsi kraji, ki trdijo, da poznajo komunikacijo. Medtem ko so druge razvile industrijske raziskave in razvoj, kot je Bell Labs, so razumljivo bolj uporabljene za določen namen. Tehnologija s presenetljivo širokim obsegom uporabljene energije je nastala iz vojaških laboratorijev, kot so Los Alamos, ali neprofitne laboratorije, kot je CERN, celo akademije, kot je Kitajska akademija znanosti. Nekateri so se pojavili kot skupna prizadevanja med sektorji, kot je nemška družba Fraunhofer. Dandanes je večina tehnologij mešanica zgoraj naštetega, pri čemer se za delo opira na kibernetsko-fizični sklop materialov. Tehnologije, razvite pred leti, še vedno najdemo v trgovinah. Vendar pa v nasprotju s praznim govorjenjem o postopni evoluciji od 1.0 do 4.0 generacije lahko sobivajo. Ali je problem, če so bili nekateri zasnovani za delo z drugimi, nekateri pa za samostojno delo?

Tehnologi zakomplicirajo. Ne poskušamo se izpostavljati, ampak govorimo svoj lastni specializirani jezik. Ali govorite tehnologijo? Morda govorite malo, morda dovolj, da se spravite, vendar obstaja veliko tehnoloških jezikov. Očitno pri pisarniškem delu je programiranje. C++, Python ali Fortran se učijo vsakega od njih eone, in če se pojavijo boljši, lahko izumrejo. V proizvodnji lahko govorna tehnologija pomeni biti čarovnik pri upravljanju industrijskih strojev ali obvladovati industrijske nadzorne sisteme. Ste morda trden operater CNC obdelave ali obožujete upravljanje robotov? To je vse dobro. Ker ste potem zelo povpraševani. Toda za družbo bi bilo dobro, če bi se vsi naučili upravljati robote, 3D tiskalnike, računalnike ali digitalne dvojčke. Kako to storimo brez kodiranja?

Predstavljamo si modularno prihodnost

Naredimo miselni eksperiment. Predstavljajte si, da se je proizvodnja začela kot LEGO. Mislim na zamenljive plastične opeke ali pa kakršne koli modularne dele, s katerimi lahko sestavite stvari. Zgradite stolpe, mesta ali taksije. LEGO je morda videti preprost, vendar gradnja z njimi zahteva motorične sposobnosti, prostorsko zavest, sklepanje, sposobnost domiselne igre in različne druge veščine. LEGO je že leta del tečajev v MIT Media Lab. Tam je Tečaj LEGO robotike na MIT open Courseware je bil razvit že leta 2007. Mindstorms, sistem robotskih izumov, ki je revolucioniral komplete za gradnjo LEGO, je zraslo iz 20-letnega sodelovanja LEGO z Media Labom. Spadam v ponosno kategorijo AFOLS, "odrasli oboževalci LEGO" (gl Ekskluzivno LEGO: AFOL-i so nas naučili resno jemati odrasle). Ko se moji otroci nehajo igrati z LEGO, sem jaz tisti, ki ga je treba pripeljati na večerjo. Pomembno je, da ko nekaj zgradite, zabave še ni konec. Lahko se še naprej igrate s tem, kar ste zgradili, ga prilagodite ali celo porušite in začnete znova. Začeti znova je ključnega pomena. Ničesar LEGO ljubitelji ne sovražijo bolj kot zlepljene kose.

Zdaj si predstavljajte, da ste zgradili tovarno preprosto z LEGO kosi. Kaj to pomeni? Prvič, to pomeni, da lahko tovarniško konfigurirate kos za kosom. Pomeni tudi, da čeprav kompleksna tovarna zahteva specifikacije in načrte, lahko vsakdo sodeluje pri njeni gradnji. Vam ni všeč način delovanja CNC strojev? Zgradite drugega, manjšega, večjega. Dajte ga drugam, če vam ni všeč, kje ste ga postavili.

Zaradi jasnosti ne predlagam, da bi dejansko zgradili tovarno v LEGO. Spoštujem načelo, ki stoji za tem, ustvarjalni zagon. To govorim na enak način, kot menim, da bi bile državne službe drugačne, če bi jih vodil Disney. Predstavljajte si "čarobno" zapestnico, ki vam omogoča popoln dostop do vsega, kar lahko ponudi vlada, vendar z nasmejanimi obrazi povsod. Zdaj metafora ni dobesedna in v resnici ne želim, da Disney vodi vlado.

Proizvodnja ni kot LEGO ali Disney. Nismo več v vrtcu (nikoli nisem hodil – kar nekateri pravijo, da pojasni veliko mojo igrivost), a realnost je taka, da tehnologije niso zamenljive ali interoperabilne – bi rekli v tehnološkem govoru. Danes je popularno razmišljati v smislu »prvih načel;«. Za to se moramo zahvaliti Elonu Musku (glej Zakaj inovatorji, kot sta Elon Musk in Jeff Bezos, sprejmejo to starodavno tehniko reševanja problemov). Prvo načelo je tisto, ki ga ni mogoče razbrati iz nobene druge predpostavke. Filozofi ljubijo prvo načelno razmišljanje. Descartes je na primer dejal, da je njegovo izhodišče, da njegov lastni um obstaja (»cogito ergo sum«). Danes v sodobnem času so znanstveniki znani po razmišljanju v prvih načelih. Razen, ali res?

Od analogij do prvih načel

Dovolj z mojimi analogijami. Navajeni smo razmišljati po analogiji namesto po prvih načelih. To je stenografija. Vendar je pri gradnji strojev analogija slepa ulica, ker vodi v povprečnost. Namesto obnove tovarn iz nič, se proizvajalci pogosto zatečejo k naknadni opremi tako imenovanih »brownfieldov« v nasprotju z gradnjo »greenfieldov«, ki so dražji. Industrijska tehnologija je ena velika mreža novih in starih strojev in programske opreme, ki se komajda povezuje. Veliki proizvajalci ali njihovi tehnološki dobavitelji raje integrirajo startup tehnologije z M&A, namesto da bi nekaj izumili sami (na podlagi odprtih komponent) ali sodelovali s startupi. Strategija »stojanja na ramenih velikanov« ali »izbiranja zmagovalcev« deluje zelo dobro za hitro doseganje stvari. Vendar pa se spravimo v kot, če imamo tehnološki dolg.

Conrad Leiva, direktor razvoja ekosistemov in delovne sile pri CESMII, piše ameriški inštitut za pametno proizvodnjo 7 prvih načel, ki prispevajo k pametni proizvodnji. Leiva navaja varnost, vpoglede v realnem času, proaktivne nadzorne plošče, odprtost, odpornost, razširljivost in trajnost. Težava je v tem, da so to koncepti, s katerimi se lahko strinjajo vsi, vendar če ne standardiziramo terminologije, zavezujemo proizvajalce k dejanjem in uredimo interakcije, se »skupnost« ne bo čarobno zgodila.

Namesto tega bi morali začeti iz nič; Pristopi, ki temeljijo na »aplikacijah«, se začnejo z nove premise. Kot pojasnjuje prvo načelo: "kdor poskuša rešiti problem, mora imeti sredstva za to." Da bi to dosegli, namesto kock LEGO imamo aplikacije. Kaj je aplikacija, ampak preprost algoritem, ki industrijske poteke dela spremeni v proces, ki lahko doseže poslovni cilj. Aplikacije so implementirane v računalniški kodi, vendar za delovanje kot kocke LEGO ta koda ni nujna zahteva za razumevanje uporabnika. Aplikacije so lahko vnaprej konfigurirane, vendar jih je treba enostavno konfigurirati. So zmogljiva različica preglednice z vmesnikom povleci in spusti. Če lahko upravljate z mobilnim telefonom, lahko uporabite aplikacijo, in če lahko igrate računalniške igre, lahko postanete razvijalec aplikacij. Dobre proizvodne aplikacije se povezujejo s stroji za opravljanje resničnih opravil v trgovini ali v dobavni verigi: naročanje stvari, poučevanje dela, spremljanje kakovosti in pošiljanje izdelkov. Aplikacije to storijo tako, da povečajo delavce, ne pa da jih zamenjajo.

Kaj bi lahko dosegli, če bi vrhunske tehnologije v proizvodnji delovale skupaj? S tako imenovano programsko vodeno proizvodnjo, zgrajeno na zamenljivi (»interoperabilni«) platformi, bi lahko v nekaj minutah zgradili mikrotovarne, ki bi lahko izdelale napredne izdelke v vašem domu, v vašem izdelovalnem prostoru v šoli ali v skupnosti ali na delovnem mestu. Počakaj? To že obstaja. Analog je FabLab mreže, ki se je izločila iz profesorja Neil Gershenfelddela na MIT. Razen, da so FabLabs samo za tisoče prostovoljnih navdušencev.

Govorim o spremembi celotne logike proizvodnje, prehodu na modularno platformo, ki jo vodi povleci in spusti. Ker spletna tehnologija počasi prodira v proizvodnjo, bomo kmalu ugotovili, kaj bi to lahko bilo. Čeprav lahko traja nekaj časa, ker ni v interesu vseh. Kaj pa, če bi določili, da mora vsaka tehnologija v trgovini komunicirati z drugimi. Enako bi bilo nesprejemljivo molčati, če bi sodelovali v skupini ljudi, ki se poskušajo učiti skupaj. Vsaj vsaka tehnologija, ki jo sponzorira vlada, bi morala imeti interoperabilen vmesnik. Če porabite javni denar, naredite proizvodnjo, ki jo lahko uporabljajo vsi delavci. Ne lepite skupaj LEGO.