Innowacyjna produkcja wymaga pracowników i maszyn w tandemie, mówią profesorowie MIT na sympozjum

W tej dekadzie możemy być świadkami świtu nowej ery przemysłowej. Co uderzające, może to nastąpić raczej pomimo niż z powodu pomyślnego wprowadzenia inteligentnych technologii produkcyjnych (których prawdopodobnie nie mamy). Sądząc po zeszłotygodniowym Produkcja @ Sympozjum MIT: rok 2022 i później, która odbyła się w oszałamiająco pięknym budynku MIT Walker Memorial zbudowanym w 1916 roku, jest coraz więcej dowodów na to, że produkcja prowadzona przez ludzi w synergii z maszynami ma o wiele większe znaczenie dla innowacji, niż wcześniej myśleli decydenci. Zdając sobie z tego sprawę i rozpowszechniając przesłanie, wydaje się, że MIT wznawia swoje wysiłki w zakresie badań produkcyjnych i innowacji w kluczowym momencie, z czterokrotnym naciskiem na technologię, rozwój siły roboczej, działania polityczne i innowacje.

Wyselekcjonowana publiczność składająca się z przemysłowców i decydentów rządowych (z imponującą obecnością Departamentu Obrony USA) mogła doświadczyć bezprecedensowej gamy stypendiów związanych z produkcją MIT, od odnawialnych źródeł energii, przez produkcję chipów, po wytwarzanie addytywne z metalami. Profesor John Hart, organizator wydarzenia, powiedział: „Produkcja jest motorem naszej gospodarki, a my stoimy na rozdrożu między obietnicą nowych technologii produkcji a pilnymi potrzebami naszej siły roboczej, bazy przemysłowej i ekosystemu innowacji. Specjalizacja i zainteresowanie produkcją obejmują cały instytut, a teraz nadszedł czas, aby zgromadzić społeczność MIT, aby zrozumieć, w jaki sposób możemy wywrzeć największy wpływ w tym krytycznym czasie. Na sympozjum mieliśmy ekspertów z MIT z niemal każdej dyscypliny, chętnych do współpracy, między sobą oraz z rządem, przemysłem i innymi uniwersytetami. Mamy nadzieję, że to dopiero początek znacznie większych, skoordynowanych wysiłków”.

Zakres i głębia tematów oraz wiedza ekspercka podczas wydarzenia wskazywały, że wysiłki MIT w zakresie produkcji mogą dorównać skali poprzednich inicjatyw, takich jak Inicjatywa energetyczna MIT. Być może sympozjum zapowiada taki ruch lub zainteresowanie wydziału podniesieniem produkcji na MIT do takiego poziomu. To byłoby mądre. Produkcja odgrywa o wiele ważniejszą rolę w gospodarce, niż się jej przypisuje. Przy zmianach klimatu, ryzyku geopolitycznym i zagrożeniach technologicznych wynikających z kolizji zaawansowanych, ale pod wieloma względami niewykonalnych rozwiązań dla siły roboczej, która musi bez końca szkolić się, aby dopasować się do beznadziejnej technologii Przemysłu 4.0, rzadko kiedy mieliśmy większą potrzebę nowy motor wzrostu.

MIT nie jest jedyną instytucją z tak dużymi wysiłkami w produkcji. Inne obejmują Instytut Produkcji Uniwersytetu Cambridge (JeśliM) od 1998 r. Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) od 1991 roku i Carnegie Mellon Instytut Produkcji Futures przyznał grant w wysokości 150 milionów dolarów w 2021 roku od Fundacji Richarda Kinga Mellona na utrwalenie inicjatywy z 2016 roku. Ale MIT może być miejscem, w którym najbardziej wszechstronna perspektywa ma największe prawdopodobieństwo ukształtowania się w tym kluczowym momencie historii. Wynika to z zakresu jego działalności i ogromnej wartości, gdy rozproszona doskonałość profesorów z całej nauki, inżynierii, zarządzania i nauk społecznych łączy się, aby stworzyć spójną wizję. To normalne zjawisko w MIT, ale nie takie, które przychodzi za darmo, ponieważ wymaga ogromnych funduszy, aby się udało.

Poświęć prawie całą energię na ustalenie, na czym polega problem

Na imprezie prof. Elsę Olivetti powtórzył radę Alberta Einsteina, aby poświęcić 99 procent czasu na identyfikację problemu i tylko 1 procent czasu na wdrożenie rozwiązania. Mówiła o wyzwaniu dotyczącym zrównoważonego rozwoju, ale zastosujmy to do produkcji. Jaki jest problem? Według wielu z 34 mówców na tym wydarzeniu MIT, jednym słowem, deindustrializacja, która przerzedziła najbardziej produktywny sektor gospodarki w oparciu o źle pomyślane skróty przez ekonomistów pracy związanych z establishmentem politycznym. Profesor Instytutu MIT Zuzanna Berger przypomniał publiczności, że w latach 1990. Harvard's Larry Summers kwestionował, czy produkcja w USA jest w ogóle potrzebna!

Nie wykazując szczególnego zrozumienia dla roli technologii w społeczeństwie, Summers ślepo zaakceptował truizm automatyzacji, że „technologia pozwala na produkcję znacznie większej produkcji przy znacznie mniejszej liczbie ludzi”, błąd, który wielokrotnie powtarzał na przestrzeni lat, na przykład W Ekonomiczne wyzwanie przyszłości: miejsca pracy (2014). Oczywiście, na podstawowym poziomie technologia umożliwia bardziej wydajną produkcję, co nie podlega dyskusji. Jednak nieodłącznym elementem takiego myślenia jest pogląd, że produkcja jest w jakiś sposób gorszym sposobem generowania wzrostu, ponieważ wzrost polega na usługach. Ujmując to w ten sposób, maskuje to fakt, że chociaż rutynowa praca jest zautomatyzowana, prawie wszystkie innowacje w społeczeństwie, szczególnie w produkcji, nadal są dokonywane przez ludzi, a nie przez maszyny. Ekonomiści głównego nurtu podążają za tą modą od trzydziestu lat i nie staje się to bardziej prawdziwe, ponieważ odmawiają zaangażowania się w wewnętrzną logikę produkcji.

Postindustrializm miał wielu ojców, m.in Daniel Belli miał rację na marginesie, ale ostatecznie był błędny. Wymyślony przez nią model liniowy sugerujący, że istnieje naturalne, zależne od ścieżki przejście od rolnictwa do produkcji, a ostatecznie do usług, jest właśnie rodzajem marnej futurystycznej skłonności opartej na powierzchownych obserwacjach, którą musimy wykorzenić w nadchodzącej dekadzie. Między innymi jest to tragedia dla regionów wiejskich (por Deindustrializacja wsi w Ameryce: restrukturyzacja gospodarcza i wiejskie getto). To, czego wielu (nie wszystkim) ekonomistom umyka, to to, że produktywność nie jest związana wyłącznie z automatyzacją, ale z ludzkim wysiłkiem poprawiającym proces produkcyjny wspomagany przez maszyny (zob. Rozszerzone chude). Liczy się nie ilość tego, co jest produkowane, ale to, że społeczeństwo wciąż wytwarza wysokiej jakości innowacje, które nieustannie zmieniają charakter tego, co robi sektor produkcyjny. Może czas spędzać mniej czasu w arkuszach kalkulacyjnych, a więcej w fabrykach?

MIT 2013 Badanie produkcji w gospodarce innowacyjnej (PIE). obaliła bezmyślną fascynację usługami jako nową siłą napędową gospodarki. Próbując przeanalizować, w jaki sposób innowacje trafiają na rynek, PIE
PIE
badanie zamiast tego zalecało wprowadzanie innowacji w systemach produkcji. Pokazało, w jaki sposób produkcja działa jako miejsca innowacji i umożliwia skalowanie do komercjalizacji przepływu innowacji z amerykańskich laboratoriów badawczych, uniwersytetów, laboratoriów publicznych i przemysłowych ośrodków badawczo-rozwojowych. Argumentowano, że zamiast rezygnować z produkcji, Ameryka powinna uczyć się od udanych modeli Niemiec i Chin, czy to poprzez szkolenie siły roboczej obejmujące całą populację, czy też zwiększanie skali poprzez dotacje w celu osiągnięcia efektów platformowych produkcji na masową skalę. Jednak chociaż PIE na chwilę uświadomiło Kongresowi, nie przyniosło szerszych zmian politycznych.

Mówiąc wprost: problemem, przed którym stoimy, mogą być bardziej bezkrwawe analizy zbyt pewnych ekonomistów społecznych niż sama deindustrializacja, ponieważ zjawisko to mogłoby nigdy nie zaistnieć na taką skalę, gdyby nie ich puste arkusze kalkulacyjne ułatwiające upadek.

Dziedzictwo produkcyjne Nowej Anglii

Profesor Davida Mindela mówił o tym, jak pierwsi przemysłowcy z Bostonu postrzegali produkcję jako wytworny sposób na pomnażanie bogactwa. Firma produkcyjna w Bostonie, zorganizowanej w 1813 roku przez Francisa Cabota Lowella, bogatego kupca z Bostonu, we współpracy z grupą inwestorów znaną później jako Boston Associates, prowadził jedną z pierwszych fabryk w Ameryce. Powstała w Waltham w stanie Massachusetts do produkcji tekstyliów bawełnianych fabryka wykorzystywała energię wodną. Inne lokalizacje młynów to Lowell, Lawrence i Manchester, NH. W środku tego wszystkiego w 1861 roku powstał MIT. Kilka lat później założona w 1899 roku w Beverly w stanie Massachusetts fabryka United Shoe Machinery zmonopolizowała maszyny obuwnicze.

Kiedy Yankees dotarli do Detroit, a Henry Leland był współzałożycielem Cadillaca w 1902 roku, ten początkowy impuls zbudował amerykański system produkcji. Znacznie później, Maynard, MA z siedzibą w Digital Equipment Corporation (DEC), gigant komputerowy założony w 1957 roku, celował w minikomputery w latach 1970. i wprowadził systemy VAX i Alpha w latach 1980., ale w 1998 r. historia głosi, że Nowa Anglia została zdezindustrializowana niemal równie skutecznie – i żyjemy z tymi skutkami do dziś. Jednak przemysł produkcyjny Nowej Anglii nadal prosperuje dzięki rozwojowi nowych nisz, takich jak elektronika, farmaceutyki, obronność i lotnictwo. Do dziś definiujących firmy regionalne należą Boston Scientific, Nowoczesny, Hologiczna, Bose Corp., General Dynamics Electric Boat, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorskyoraz wschodzących innowatorów, takich jak Ginkgo Bioworks i Pulpit Metal. Odsetek siły roboczej zatrudnionej w przemyśle szacuje się na około 8%, czyli co prawda nieco poniżej średniej krajowej w USA (zob. Ślad produkcyjny i znaczenie miejsc pracy w przemyśle w USA, 2015). Mindell zwrócił uwagę, że nasze największe idee wyrażają się w sposobie, w jaki tworzymy rzeczy.

Siła robocza, technologia i polityka — w jakiej kolejności mają znaczenie?

Bena Armstronga, Tymczasowy Dyrektor Wykonawczy i Naukowiec w Industrial Performance Center MIT, zwrócił uwagę, że wśród firm produkcyjnych zatrudniających mniej niż 500 pracowników, jak dotąd adopcja technologii była fatalna. Zastanawiał się, co z tym zrobić. W rzeczywistości Badanie MIT Praca przyszłości znalazł mniej robotów w przemyśle amerykańskim, niż oczekiwano. Profesor Julia Szach, wybitny badacz robotyki społecznej, współautor najnowszej książki Czego można się spodziewać, gdy spodziewasz się robotów: przyszłość współpracy człowiek-robot, zwrócił uwagę, że ludzie, którzy rozumieją pracę, muszą umieć zarządzać technologią. Obowiązuje to niezależnie od tego, czy mówimy o frezarkach, czy robotach. Zgaszona fabryka nie jest idealna, ponieważ to nie maszyny wprowadzają innowacje, tylko ludzie. Podobnie jak piloci w kokpicie, ludzie mają wyjątkowe mocne strony w organizowaniu i nie zapominaniu o restrukturyzacji problemów. Profesor Davida Hardta mówił o ciągłym przywództwie MIT w edukacji produkcyjnej dzięki stopniom magisterskim i mikromagisterskim w zaawansowana produkcja i projektowanie z dodatkami dla mieszanej ścieżki studiów online / na miejscu.

Specjalny Asystent Prezesa ds. Produkcji i Rozwoju Gospodarczego, Elżbiety B. Reynolds na żywo z Cincinnati, gdzie prezydent ogłosił Program Additive Manufacturing Forward (AM Forward)., przypomniał nam, że prezydent Biden jest powojennym prezydentem, który ma największy udział w odrodzeniu przemysłu w USA i również stawia za tym dolary. Michaela Britt-Crane’a, który kieruje działaniami w zakresie edukacji i rozwoju siły roboczej w zespole technologii produkcji (ManTech) w Biurze Podsekretarza Obrony ds. Jak zauważył: „Nasi wojownicy nie mogą go używać, jeśli nasi amerykańscy producenci nie mogą tego zrobić”. Poprzednie inwestycje, takie jak 4.5 miliarda dolarów przyznane instytutom finansowanym przez Departament Obrony, z dopasowaniem krzyżowym powyżej 2 miliardów dolarów od przemysłu, stanowią punkty wyjścia do dalszego przyspieszenia regionalnych inwestycji w siłę roboczą.

Dyrektor Projektów Specjalnych w MIT, Billa Bonvillian'a zwrócił uwagę, że produkcja nie zawsze jest postrzegana jako integralna część systemu innowacji, a wskaźniki aktywności zawodowej są na historycznie niskim poziomie. Bonvillian wyjaśnił, że wraz z wycofaniem się rządu Stanów Zjednoczonych z innowacji na rzecz badań i rozwoju opartych na nauce, podąża za administratorem nauki Vannevara Bushanacisk na naukę jako „niekończącą się granicę”. W epoce Sputnika spirala budżetowa NASA była napędzana przez ideę eksploracji kosmosu i budowy DAR
AR
Program PA, który sprzyjał internetowi. Jednak lata 1980. zakończyły odwrót i chociaż wyzwanie energetyczne lat 1990. ARPA-E w 2009 roku prawdopodobnie nie doprowadził jeszcze do równie fundamentalnych postępów, jak projekt ARPANET DARPA. To powiedziawszy, ARPA-E przeznaczył około 3 miliardów dolarów na badania i rozwój dla ponad 1,294 potencjalnie transformacyjnych projektów technologii energetycznych i utworzył 129 nowych firm.

Dzisiejsza era zaawansowanej produkcji z 16 instytutami produkcyjnymi (Produkcja USA) pozwoliło na wiele środowisk testowych, ale nie na szersze podejście. Czynniki geopolityczne, takie jak autokratyczne rządy i kryzys w łańcuchu dostaw, sprawiły, że produkcja stała się godnym powodem do zjednoczenia się, mówi Bonvillian, który wyobraża sobie nową „myślącą społeczność”. Ale kto powinien myśleć? Naukowcy? Pracownicy? Inżynierowie? Decydenci? Wydaje się, że odpowiedź brzmi: wszystkie z powyższych.

Maszyny przyszłości są tylko nieludzką częścią tej przyszłości

W sympozjum wzięli również udział eksperci z kluczowych obszarów przemysłu, które będą napędzać następną generację produkcji. Profesor Duane’a Boninga mówił o uczeniu maszynowym w produkcji. Jarroda Goenzela, dyrektor MIT Humanitarian Supply Chain Lab, mówił o odpornych łańcuchach dostaw. Profesor Jezusa del Alamo mówił o (słabej) nadziei na odnowienie przywództwa USA w mikroelektronice. Profesor Zachary Cordero wspomniał, jak już w 2015 roku wirtualny start i lądowanie (VT
VT
OL) z dwustopniową rakietą wielokrotnego użytku firmy SpaceX Falcon 9 zaczął przekształcać koszt ładunków na orbitę i jest podstawą narodzin bezprecedensowej ery produkcji kosmicznej, w której zobaczymy metal produkowany na żądanie w kosmosie przez promy na orbicie.

Profesor Yet-Ming Chiang wskazał, że świat potrzebuje co najmniej 100 terawatogodzin zainstalowanych magazynów na poziomie 20 USD za kilowatogodzinę do 2050 r. przy użyciu nowych, tanich chemikaliów w celu głębokiej dekarbonizacji energii z paliw kopalnych. Profesor Elsę Olivetti zauważył, że korporacyjne zobowiązania klimatyczne nabierają rozpędu wraz z inicjatywą 100% odnawialnej energii elektrycznej RE100 obecnie w 350 firmach inicjatywa celów opartych na nauce (SBTi) obecnie w 2800 firmach, Akcja Klimatyczna100+ z 615 inwestorami z 60 bilionami dolarów – i Sojusz Net Zero Asset Managerów obecnie liczy 128 członków i zarządza aktywami o wartości 43 bilionów dolarów.

Na koniec panel dotyczący skalowania start-upów produkcyjnych (pełne ujawnienie: moderowany przeze mnie) dotyczył przyszłości tej dziedziny. Przedsiębiorcy Elise Strobach, współzałożyciel i dyrektor generalny Materiały AeroShield, Natan Linder (CEO i współzałożyciel Tulipan, prezes i współzałożyciel formularze) oraz Martin Feldmann (CEO i współzałożyciel firmy Formy wulkaniczne) ilustruje ciężką pracę i zgiełk skalowania. AeroShield (2019) używa aerożeli do izolowania okien za pomocą wkładek superizolujących (i zwiększania wydajności ogniw słonecznych). Tulip to czołowa platforma operacyjna do cyfrowej produkcji i nie tylko. Formlabs jest liderem w dziedzinie stacjonarnego drukowania 3D. Vulcan Forms ma być punktem odniesienia w masowej produkcji dodatków do metali. Profesor zarządzania MIT Karol Dobra naszkicował to, co postrzega jako dziesięć narzędzi do skalowania przedsiębiorczości: (1) Przetwarzanie, (2) Profesjonalizacja, (3) Kulturyzacja, (4) Automatyzacja, (5) Segmentacja, (6) Platformizacja, (7) Współpraca, (8) Kapitalizacja, (9) replikacja i (10) ocena (przybijanie, skalowanie i żeglowanie), zwracając uwagę, że start-upy w zakresie zarządzania produkcją i operacjami zaczynają robić różnicę w tej dziedzinie.

Metaverse, proszę, odsuń się dobrowolnie. Produkcja jest prawdopodobnie najciekawszą dziedziną innowacji, na której należy się teraz skupić. Wyzwania związane z osiągnięciem odchudzonej produkcji nie zmniejszyły się wraz ze wzrostem możliwości technologicznych, być może dlatego, że technologie mają zwykle zbyt słabo rozwinięte interfejsy użytkownika, aby pasowały do ​​siły roboczej. Stąd bierze się wyzwanie szkoleniowe, które dławi organizacje produkcyjne. Napraw to, a będziemy o trzy kroki do przodu. Było wyczuwalne podniecenie w Walker Memorial w MIT 6 maja. Nie sądzę, że było to tylko podekscytowanie związane z ponownym spotkaniem osobiście. Produkcja musi i znów trafi na pierwsze strony gazet. Hart potwierdził, że sympozjum jest częścią większego wysiłku mającego na celu zgromadzenie społeczności produkcyjnej w MIT i zbadanie koncepcji nowego centrum, które jednoczy wykładowców i studentów z przemysłem i rządem oraz forsuje śmiały nowy program.

Ale jeśli w tej dekadzie nadejdzie nowa era przemysłowa, może to nastąpić dzięki synergii technologii i ludzi oraz politykom i organizacjom, które dopasowują zachęty do celów biznesowych, rozwoju siły roboczej i innowacji, takich jak wytwarzanie przyrostowe i automatyzacja.

Innowacja fabryczna pojawia się, gdy ludzie dostosowują się i tworzą nowe procesy produkcyjne, używając dowolnych środków, z których akurat korzystają, zaawansowanych lub prostych. Technologia jest często jego częścią, ale rzadko wyzwalaczem.