Co by było, gdyby najlepsze technologie w produkcji współpracowały ze sobą?

Mnóstwo technologii kształtuje produkcję i nadal ją kształtuje. Pomyśl o obróbce CNC, robotyce, druku 3D, robotyce, oprogramowaniu, Internecie rzeczy (IoT), cyfrowych bliźniakach, sztucznej inteligencji/AR i fotonice, żeby wymienić tylko kilka ważnych. To, co każdy może zrobić, jest niesamowite. Jednak technologie te mają różne pochodzenie, kształt fizyczny i zakres – pod względem sprzętu, biologii, materiałów i oprogramowania.

Pomyśl o tym nie tylko jako o różnicy materialnej, ale także jako o wyzwaniu językowym. Każdy z nich należy do odrębnych kategorii, jednak nie każdy zna je wszystkie. Nawet maszyny biologiczne lub programowe nie zawsze komunikują się między sobą. W przypadku maszyn w hali produkcyjnej może to stanowić problem.

Kilka technologii produkcyjnych wyszło z laboratoriów uniwersyteckich, takich jak MIT, Stanford, University of Cambridge czy Carnegie Mellon, a wszystkie one twierdzą, że znają się na komunikacji. Podczas gdy inne zostały opracowane w ramach branżowych badań i rozwoju, np. w Bell Labs, co zrozumiałe, bardziej zastosowano je do określonego celu. Technologia o zaskakująco szerokim zakresie stosowanej energii wyłoniła się z laboratoriów wojskowych, takich jak Los Alamoslub laboratoria non-profit, takie jak CERN, a nawet akademie, takie jak Chińska Akademia Nauk. Niektóre wyłoniły się w wyniku wspólnych wysiłków międzysektorowych, jak na przykład niemieckie stowarzyszenie Fraunhofer. Obecnie większość technologii jest mieszanką powyższych i opiera się na cyberfizycznym zestawie materiałów. Technologie opracowane wieki temu nadal można spotkać na halach produkcyjnych. Jednak wbrew pustym gadkom o etapowej ewolucji od pokoleń 1.0 do 4.0, mogą one współistnieć. Czy stanowi problem, jeśli niektóre z nich zostały zaprojektowane do współpracy z innymi, a inne do samodzielnej pracy?

Technolodzy komplikują sprawę. Nie chcemy się popisywać, ale mówimy własnym, specjalistycznym językiem. Czy mówisz po technologii? Możesz mówić trochę, być może wystarczająco, aby sobie poradzić, ale jest wiele języków technicznych. Oczywistym z pracy biurowej jest programowanie. C++, Python czy Fortran – każdego z nich trzeba się uczyć przez eony, a jeśli pojawią się lepsze, mogą wyginąć. W produkcji mówienie o technologii może oznaczać bycie czarodziejem w obsłudze maszyn przemysłowych lub opanowaniu przemysłowych systemów sterowania. A może jesteś zagorzałym operatorem obróbki CNC lub uwielbiasz obsługiwać roboty? To wszystko dobrze. Ponieważ jesteś wtedy bardzo poszukiwany. Ale byłoby dobrze dla społeczeństwa, gdyby wszyscy nauczyli się obsługiwać roboty, drukarki 3D, komputery lub cyfrowe bliźniaki. Jak to zrobić bez kodowania?

Wyobrażanie sobie modułowej przyszłości

Zróbmy eksperyment myślowy. Wyobraź sobie, że produkcja zaczynała się od LEGO. Mam na myśli wymienne plastikowe klocki, a właściwie dowolne części modułowe, z których można budować różne rzeczy. Buduj wieże, miasta lub taksówki. LEGO może wydawać się proste, ale budowanie z nich wymaga umiejętności motorycznych, świadomości przestrzennej, rozumowania, umiejętności angażowania się w wyobraźnię i różnych innych umiejętności. LEGO od lat jest częścią kursów w MIT Media Lab. Jest Kurs LEGO Robotyka na otwartym kursie MIT opracowanym już w 2007 roku. Mindstorms, robotyczny system wynalazków, który zrewolucjonizował zestawy konstrukcyjne LEGO, wyrosło z 20-letniej współpracy LEGO z Media Lab. Należę do dumnej kategorii AFOLS, „dorosłych fanów LEGO” (patrz Tylko w LEGO: AFOLowie nauczyli nas traktować dorosłych poważnie). Kiedy moje dzieci przestają bawić się klockami LEGO, to mnie trzeba zaprosić na kolację. Co ważne, gdy już coś zbudujesz, zabawa się nie kończy. Możesz nadal bawić się tym, co zbudowałeś, dostosowywać, a nawet zburzyć i zacząć od nowa. Rozpoczęcie od nowa jest kluczowe. Miłośnicy LEGO nie lubią niczego bardziej niż sklejonych ze sobą elementów.

Teraz wyobraź sobie, że zbudowałeś fabrykę po prostu z elementów LEGO. Co to znaczy? Po pierwsze, oznacza to, że możesz przekonfigurować fabrykę kawałek po kawałku. Oznacza to również, że choć złożona fabryka wymaga specyfikacji i planów, każdy może wziąć udział w jej budowie. Nie podoba Ci się sposób działania maszyn CNC? Zbuduj inny, mniejszy, większy. Jeśli nie podoba Ci się miejsce, w którym go umieściłeś, umieść go gdzie indziej.

Dla jasności nie sugeruję budowania fabryki z LEGO. Szanuję zasadę, która się za tym kryje, twórczy zapał. Mówię to w ten sam sposób, w jaki moim zdaniem usługi rządowe byłyby inne, gdyby były zarządzane przez Disneya. Wyobraź sobie „magiczną” opaskę zapewniającą pełny dostęp do wszystkiego, co ma do zaoferowania rząd, ale wszędzie z uśmiechniętymi twarzami. Ta metafora nie jest dosłowna i tak naprawdę nie chcę, żeby Disney rządził.

Produkcja nie przypomina LEGO czy Disneya. Nie jesteśmy już w przedszkolu (nigdy tam nie chodziłam – co według niektórych wyjaśnia w dużej mierze moją żartobliwość), ale rzeczywistość jest taka, że ​​technologii nie można wymieniać ani interoperować – powiedzielibyśmy w języku technicznym. Obecnie popularne jest myślenie w kategoriach „pierwszych zasad”. Możemy za to podziękować Elonowi Muskowi (zob Dlaczego innowatorzy tacy jak Elon Musk i Jeff Bezos wykorzystują tę starożytną technikę rozwiązywania problemów). Pierwsza zasada to taka, której nie można wyprowadzić z żadnego innego założenia. Filozofowie uwielbiają myślenie oparte na zasadach. Na przykład Kartezjusz powiedział, że jego punktem wyjścia było stwierdzenie, że istnieje jego własny umysł („cogito ergo sum”). W dzisiejszych czasach naukowcy słyną z myślenia według pierwszych zasad. Z wyjątkiem tego, czy rzeczywiście tak jest?

Od analogii do pierwszych zasad

Dość moich analogii. Przyzwyczailiśmy się do myślenia przez analogię zamiast według pierwszych zasad. To skrót. Jednak przy budowie maszyn analogia jest ślepą uliczką, bo prowadzi do przeciętności. Zamiast odbudowywać fabryki od podstaw, producenci często uciekają się do modernizacji tzw. terenów zdegradowanych, zamiast budować droższe tereny od podstaw. Technologia przemysłowa to jedna wielka siatka nowych i starych maszyn i oprogramowania, które ledwo łączą się w łatki. Duzi producenci lub ich dostawcy technologii wolą integrować technologie startupowe poprzez fuzje i przejęcia, zamiast samodzielnie coś wymyślać (w oparciu o otwarte komponenty) lub współpracować ze startupami. Strategia „stania na ramionach gigantów” lub „wybierania zwycięzców” sprawdza się całkiem nieźle, jeśli chodzi o szybkie osiągnięcie celów. Jeśli jednak zaciągniemy dług technologiczny, wepchniemy się w kąt.

Conrad Leiva, dyrektor ds. rozwoju ekosystemów i pracowników w CESMII, pisze amerykański instytut inteligentnej produkcji 7 podstawowych zasad składających się na inteligentną produkcję. Leiva wymienia bezpieczeństwo, spostrzeżenia w czasie rzeczywistym, proaktywne pulpity nawigacyjne, otwartość, odporność, skalowalność i zrównoważony rozwój. Problem w tym, że są to koncepcje, z którymi każdy może się zgodzić, ale jeśli nie ujednolicimy terminologii, nie zobowiążemy producentów do działań i nie uregulujemy interakcji, „wspólność” nie nastąpi w magiczny sposób.

Zamiast tego powinniśmy zacząć od zera; Podejścia oparte na „aplikacjach” zaczynają się od nowego założenia. Jak wyjaśnia pierwsza zasada: „kto próbuje rozwiązać problem, powinien mieć ku temu środki”. Aby to osiągnąć, zamiast klocków LEGO mamy aplikacje. Czym jest aplikacja, jeśli nie prostym algorytmem, który zamienia przemysłowe przepływy pracy w proces, który może osiągnąć cel biznesowy. Aplikacje są zaimplementowane w kodzie komputerowym, ale aby działać jak klocki LEGO, kod ten nie jest konieczny do zrozumienia przez użytkownika. Aplikacje mogą być wstępnie skonfigurowane, ale powinny być łatwe do skonfigurowania. Są zaawansowaną wersją arkusza kalkulacyjnego z interfejsem „przeciągnij i upuść”. Jeśli potrafisz obsługiwać telefon komórkowy, możesz korzystać z aplikacji, a jeśli potrafisz grać w gry komputerowe, możesz zostać twórcą aplikacji. Dobre aplikacje produkcyjne łączą się z maszynami, aby wykonywać rzeczywiste zadania w hali produkcyjnej lub w łańcuchu dostaw: zamawiać rzeczy, instruować pracę, monitorować jakość i wysyłać produkty. Aplikacje robią to poprzez zwiększanie liczby pracowników, a nie ich zastępowanie.

Co moglibyśmy osiągnąć, gdyby najlepsze technologie w produkcji współpracowały ze sobą? Dzięki tak zwanej produkcji opartej na oprogramowaniu zbudowanej na wymiennej („interoperacyjnej”) platformie moglibyśmy w ciągu kilku minut zbudować mikrofabryki, które mogłyby wytwarzać zaawansowane produkty w Twoim domu, w Twojej przestrzeni dla twórców w szkole, w społeczności lub w miejscu pracy. Czekać? To już istnieje. Analogiem jest FabLab sieć wywodząca się z profesora Neila Gershenfeldapracy w MIT. Tyle że FabLaby są przeznaczone tylko dla tysięcy entuzjastów-wolontariuszy.

Mówię o zmianie całej logiki produkcji, przejściu na platformę modułową obsługiwaną metodą przeciągnij i upuść. Ponieważ technologia internetowa powoli wkracza do branży produkcyjnej, wkrótce dowiemy się, co to może być. Może to jednak zająć trochę czasu, ponieważ nie leży to w interesie wszystkich. A co by było, gdybyśmy nakazali, aby każda technologia w hali produkcyjnej komunikowała się z innymi. Tak samo niedopuszczalne byłoby milczenie, jeśli uczestniczysz w grupie ludzi, którzy próbują się razem uczyć. Każda technologia sponsorowana przez rząd powinna mieć przynajmniej interoperacyjny interfejs. Jeśli wydajesz publiczne pieniądze, stwórz produkcję, z której będą mogli korzystać wszyscy pracownicy. Nie sklejaj klocków LEGO.