Inovatívna výroba si vyžaduje pracovníkov a stroje v tandeme, povedali profesori MIT na sympóziu

V tomto desaťročí môžeme byť svedkami úsvitu novej priemyselnej éry. Zarážajúce je, že to môže byť skôr napriek úspešnému zavedeniu inteligentných výrobných technológií (ktoré my, pravdepodobne, nemáme). Súdiac podľa minulého týždňa Sympózium Manufacturing @ MIT: 2022 and Beyond, ktorá sa konala v úžasne krásnej budove Walker Memorial na MIT postavenej v roku 1916, sa množia dôkazy, že výroba riadená ľuďmi v synergii so strojmi je pre inováciu oveľa zásadnejšia, než si tvorcovia politík predtým uvedomovali. S týmto uvedomením a šírením posolstva sa zdá, že MIT obnovuje svoje výrobné výskumné a inovačné úsilie v kľúčovom čase so štvornásobným zameraním na technológiu, rozvoj pracovnej sily, politické úsilie a inovácie.

Vybrané publikum zložené z priemyselníkov a vládnych predstaviteľov (s pôsobivou prítomnosťou Ministerstva obrany USA) zažilo bezprecedentnú škálu štipendií MIT v oblasti výroby, od obnoviteľných zdrojov, cez výrobu čipov až po výrobu kovových aditív. profesor John Hart, organizátor podujatia, povedal: „Výroba je motorom našej ekonomiky a stojíme na križovatke medzi prísľubom nových výrobných technológií a zúfalými potrebami našej pracovnej sily, priemyselnej základne a inovačného ekosystému. Odbornosť a záujem o výrobu pokrýva celý inštitút a teraz je čas spojiť komunitu MIT, aby pochopili, ako môžeme v tomto kritickom čase dosiahnuť najväčší vplyv. Na sympóziu sme mali odborníkov z MIT takmer zo všetkých odborov, ktorí túžili po spolupráci, medzi sebou navzájom, s vládou, priemyslom a inými univerzitami. Dúfame, že toto je len začiatok oveľa väčšieho, koordinovaného úsilia."

Šírka a hĺbka tém a odborných znalostí na podujatí naznačili, že úsilie MIT vo výrobe by mohlo zodpovedať rozsahu predchádzajúcich iniciatív, ako napr. Energetická iniciatíva MIT. Možno sympózium predznamenáva takýto krok alebo záujem jej fakulty pozdvihnúť výrobu na MIT na takú úroveň. To by bolo múdre. Výroba hrá v ekonomike oveľa dôležitejšiu úlohu, ako sa jej pripisuje. So zmenou klímy, geopolitickým rizikom a technologickým nebezpečenstvom v dôsledku kolízie pokročilých, ale v mnohých ohľadoch nerealizovateľných riešení pre pracovnú silu, ktorá sa musí neustále vzdelávať, aby sa zmestila do beznádejne lacnej priemyselnej technológie 4.0, sme len zriedkakedy potrebovali väčšiu potrebu nový motor rastu.

MIT nie je jedinou inštitúciou s takým veľkým úsilím vo výrobe. Medzi ďalšie patrí Inštitút pre výrobu Cambridgeskej univerzity (IfM) od roku 1998 The Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) od roku 1991 a Carnegie Mellon Manufacturing Futures Institute udelila v roku 150 grant vo výške 2021 miliónov dolárov od Nadácie Richarda Kinga Mellona, ​​aby sa iniciatíva z roku 2016 stala trvalou. MIT však môže byť miestom, kde má najkomplexnejšia perspektíva najväčšiu pravdepodobnosť, že sa vytvorí v tomto kľúčovom momente histórie. Je to kvôli šírke jeho činnosti a mimoriadnej hodnote, keď sa rozptýlená excelentnosť profesorov v oblasti vedy, inžinierstva, manažmentu a spoločenských vied spojí, aby vytvorili koherentnú víziu. To je bežný jav na MIT, ale nie taký, ktorý je zadarmo, pretože si vyžaduje obrovské financovanie.

Vynaložte takmer všetku energiu na zisťovanie, v čom je problém

Na podujatí vystúpil prof. Elsa Olivettiová zopakoval radu Alberta Einsteina, aby 99 percent času venoval identifikácii problému a iba 1 percento času implementácii riešenia. Hovorila o výzve udržateľnosti, ale aplikujme to na výrobu. Aký je problém? Podľa mnohých z 34 rečníkov na tomto podujatí MIT jedným slovom deindustrializácia, ktorá preriedila najproduktívnejší sektor ekonomiky na základe zle koncipovaných skratiek ekonómov práce naviazaných na politický establishment. Profesor inštitútu MIT Suzanne Berger pripomenul publiku, že v 1990. rokoch XNUMX. storočia Harvard's Larry Summers položil otázku, či je vôbec potrebná výroba v USA!

Bez konkrétneho prejavu svojho chápania úlohy technológie v spoločnosti Summers slepo akceptoval samozrejmosť automatizácie, že „technológia umožňuje produkciu oveľa väčšieho množstva výstupov s oveľa menším počtom ľudí“, čo je omyl, ktorý v priebehu rokov opakovane predstavoval, napr. v Ekonomická výzva budúcnosti: pracovné miesta (2014). Je zrejmé, že technológia na základnej úrovni umožňuje efektívnejšiu výrobu, o čom niet sporu. K takémuto mysleniu však patrí predstava, že produkcia je akosi podradným spôsobom rastu, pretože rast spočíva v službách. Keď sa to povie takto, maskuje to skutočnosť, že aj keď je rutinná práca automatizovaná, takmer všetky inovácie v spoločnosti, najmä vo výrobe, stále vykonávajú ľudia, nie stroje. Mainstreamoví ekonómovia sú v tomto rozbehu už tridsať rokov a nie je to viac pravdivé, pretože sa odmietajú zaoberať vnútornou logikou výroby.

Postindustrializmus mal veľa otcov, najmä Daniel Bell, a mal pravdu na okraji, ale nakoniec sa mýlil. Jeho vynájdený lineárny model, ktorý naznačuje, že existuje prirodzený prechod od poľnohospodárstva k výrobe a v konečnom dôsledku k službám, je presne ten druh úbohej futuristickej záľuby založenej na povrchných pozorovaniach, ktorú musíme v nadchádzajúcom desaťročí vykoreniť. Okrem iného je to tragédia pre vidiecke oblasti (viď Deindustrializácia vidieckej Ameriky: Ekonomická reštrukturalizácia a vidiecke geto). Mnohým (nie všetkým) ekonómom zvyčajne uniká, že produktivita nie je spojená len s automatizáciou, ale s ľudským úsilím upravujúcim výrobný proces rozšírený strojmi (pozri Rozšírené zoštíhlenie). Dôležité nie je množstvo toho, čo sa vyrába, ale to, že spoločnosť neustále produkuje kvalitné inovácie, ktoré neustále menia povahu toho, čo robí výrobný sektor. Možno je čas tráviť menej času v tabuľkách a viac času v továrňach?

MIT v roku 2013 Štúdia Výroba v inovačnej ekonomike (PIE). vyvrátil bezduchú fascináciu službami ako novým hnacím motorom ekonomiky. V snahe analyzovať, ako sa inovácie presúvajú na trh, PIE
PIE
namiesto toho odporučila inovovať výrobné systémy. Ukázalo sa, ako sa výroba správa ako miesta inovácie a ako umožňujúce rozširovanie až po komercializáciu toku inovácií z amerických výskumných laboratórií, univerzít, verejných laboratórií a priemyselných zariadení výskumu a vývoja. Tvrdilo, že namiesto toho, aby sa Amerika vzdala výroby, mala by sa poučiť z úspešných modelov Nemecka a Číny, či už ide o zaškolenie pracovnej sily pre celú populáciu, alebo o rozšírenie prostredníctvom dotácií na dosiahnutie efektov platformy masovej výroby. Napriek tomu, že PIE na chvíľu priniesol do Kongresu povedomie, nepodarilo sa mu priniesť širšiu politickú zmenu.

Aby som bol úprimný: problémom, ktorému čelíme, môže byť skôr nekrvavá analýza príliš istých sociálnych ekonómov ako samotná deindustrializácia, pretože tento fenomén by sa nikdy nemusel stať v takom rozsahu, ako by sa to stalo bez ich prázdnych tabuliek, ktoré by uľahčili úpadok.

Výrobné dedičstvo Nového Anglicka

Profesor David Mindell hovoril o tom, ako raní bostonskí priemyselníci považovali výrobu za ušľachtilý spôsob rastu bohatstva. Boston Manufacturing Company, ktorú v roku 1813 zorganizoval Francis Cabot Lowell, bohatý bostonský obchodník, v spolupráci so skupinou investorov, neskôr známymi ako Boston Associates, prevádzkovala jednu z prvých tovární v Amerike. Továreň, ktorá vznikla vo Walthame v štáte Massachusetts na výrobu bavlnených textílií, využívala vodnú energiu. Ďalšie závody boli Lowell, Lawrence a Manchester, NH. Uprostred toho všetkého bola v roku 1861 založená MIT. O niekoľko rokov neskôr továreň United Shoe Machinery založená v roku 1899 v Beverly v štáte Massachusetts monopolizovala obuvnícke stroje.

Keď sa Yankees dostali do Detroitu a Henry Leland v roku 1902 spoluzakladal Cadillac, tento počiatočný ťah vybudoval americký systém výroby. Oveľa neskôr, Maynard, MA so sídlom Digital Equipment Corporation (DEC), počítačový gigant založený v roku 1957, exceloval v oblasti minipočítačov v 1970. rokoch a predstavil systémy VAX a Alpha v 1980. rokoch, ale v roku 1998 bol zložený do Compaq. Príbeh hovorí, že Nové Anglicko bolo deindustrializované takmer rovnako efektívne – a s týmito účinkami žijeme dodnes. Výrobný priemysel v Novom Anglicku však naďalej prosperuje vďaka rozvoju nových oblastí, ako je elektronika, farmaceutický priemysel, obrana a letectvo. Dnešné definujúce regionálne spoločnosti zahŕňajú Boston Scientific, moderný, Hologic, Bose Corporation, Elektrická loď General Dynamics, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorsky, a začínajúcich inovátorov ako napr Ginkgo Bioworks a Desktop Metal. Percento pracovnej sily zamestnanej vo výrobe sa odhaduje na približne 8 %, čo je, pravda, mierne pod národným priemerom USA (pozri Výrobná stopa a význam pracovných miest vo výrobe v USA, 2015). Mindell poukázal na to, že naše najväčšie myšlienky sú vyjadrené v tom, ako veci vyrábame.

Pracovná sila, technológia a politika – v akom poradí sú dôležité?

Ben Armstrong, dočasný výkonný riaditeľ a výskumný pracovník v Stredisku priemyselnej výkonnosti na MIT, poukázal na to, že medzi výrobnými firmami s menej ako 500 zamestnancami je k dnešnému dňu neuveriteľné zavádzanie technológií. Rozmýšľal, čo s tým robiť. V skutočnosti, Štúdia MIT Work of the Future našli v americkom priemysle menej robotov, ako sa očakávalo. profesor Julie Shah, významný odborník na sociálnu robotiku, spoluautor nedávnej knihy Čo môžete očakávať, keď očakávate roboty: Budúcnosť spolupráce človeka a robota, zdôraznil, že ľudia, ktorí rozumejú práci, musia byť schopní riadiť tech. To platí, či už hovoríme o frézach alebo robotoch. Továreň s vypnutými svetlami nie je ideálna, pretože stroje neinovujú, ale ľudia áno. Podobne ako piloti v kokpite, aj ľudia majú jedinečné prednosti v štruktúrovaní a nezabúdajú na problémy s reštrukturalizáciou. profesor David Hardt hovoril o pokračujúcej vedúcej pozícii MIT vo výrobnom vzdelávaní prostredníctvom magisterského a mikro magisterského štúdia v pokročilá výroba a dizajn s povolenými možnosťami pre zmiešanú online/na mieste študijnú cestu.

osobitný asistent prezidenta pre výrobu a hospodársky rozvoj, Elisabeth B. Reynolds v priamom prenose zo Cincinnati, kde prezident oznámil Program Additive Manufacturing Forward (AM Forward)., nám pripomenul, že prezident Biden je povojnovým prezidentom s najväčším podielom na oživení výroby v USA a tiež za to dáva doláre. Michael Britt-Crane, ktorý vedie vzdelávanie a rozvoj pracovnej sily v tíme Manufacturing Technology (ManTech) v Úrade námestníka obrany pre výskum a inžinierstvo, zdôraznil federálne vedúce postavenie v rozvoji pracovnej sily vo výrobe v deviatich inštitútoch pre inovácie vo výrobe sponzorovaných DoD. Ako zdôraznil: "Naši bojovníci to nemôžu použiť, ak to nedokážu vyrobiť naši americkí výrobcovia." Predchádzajúce investície, ako napríklad 4.5 miliardy dolárov udelených inštitútom financovaným DoD s krížovými zhodami nad 2 miliardy dolárov od priemyslu, sú východiskovými bodmi pre ďalšie zrýchlenie regionálnych investícií do pracovnej sily.

riaditeľ špeciálnych projektov na MIT, Bill Bonvillian poukázal na to, že výroba nie je vždy vnímaná ako neoddeliteľná súčasť inovačného systému a že miera účasti na trhu práce je na historicky najnižších úrovniach. Bonvillian vysvetlil, že s ústupom americkej vlády od inovácií a smerom k vedecky založenému výskumu a vývoju nasleduje vedecký administrátor Vannevar Bushtrvanie na vede ako na „nekonečnej hranici“. Éra Sputnika videla rozpočtovú špirálu NASA poháňanú myšlienkou prieskumu vesmíru a budovaním DAR
AR
PA program, ktorý podporil internet. Osemdesiate roky však dokončili ústup, a aj keď energetická výzva 1980. rokov sa nakoniec rozbehla ARPA-E v roku 2009 to pravdepodobne ešte neviedlo k rovnako zásadnému pokroku ako projekt ARPANET agentúry DARPA. Napriek tomu ARPA-E poskytla približne 3 miliardy dolárov na financovanie výskumu a vývoja pre viac ako 1,294 129 potenciálne transformačných energetických technologických projektov a vytvorilo sa XNUMX nových spoločností.

Dnešná pokročilá výrobná éra so 16 výrobnými inštitútmi (Výroba USA) umožnilo množstvo testovacích zariadení, ale žiadny širší prístup. Geopolitické hnacie sily, ako sú autokratické vlády a kríza dodávateľského reťazca, urobili z výroby dôstojný dôvod na zhromaždenie, hovorí Bonvillian, ktorý si predstavuje novú „mysliacu komunitu“. Ale kto by mal myslieť? Akademici? Pracovníci? Inžinieri? Tvorcovia politiky? Zdá sa, že odpoveď je: všetky vyššie uvedené.

Stroje budúcnosti sú len neľudskou časťou tejto budúcnosti

Na sympóziu sa predstavili aj odborníci v kľúčových priemyselných oblastiach, ktoré budú poháňať ďalšiu generáciu výroby. profesor Duane Boning hovoril o strojovom učení vo výrobe. Jarrod Goenzel, riaditeľ, MIT Humanitarian Supply Chain Lab, hovoril o odolných dodávateľských reťazcoch. profesor Ježiš del Alamo hovoril o (slabej) nádeji na obnovenie vedúceho postavenia USA v mikroelektronike. profesor Zachary Cordero spomenul, ako už v roku 2015 virtuálny vzlet a pristátie (VT
VT
OL) s opakovane použiteľnou dvojstupňovou raketou SpaceX Falcon 9 začala transformovať náklady na náklad na obežnú dráhu a je základom pre úsvit bezprecedentného veku vesmírnej výroby, v ktorom uvidíme, ako sa kov na požiadanie vo vesmíre vyrába raketoplánmi na obežnej dráhe.

Profesor Yet-Ming Chiang poukázal na to, že svet potrebuje aspoň 100 terawatthodín inštalovaného skladovania za 20 USD za kilowatthodinu do roku 2050 s použitím nových lacných chemikálií s cieľom dosiahnuť hlbokú dekarbonizáciu fosílnej energie základného zaťaženia. profesor Elsa Olivettiová poznamenal, že firemné záväzky v oblasti klímy naberajú na sile vďaka iniciatíve 100 % obnoviteľnej elektriny RE100 teraz v 350 spoločnostiach iniciatíva vedecky založených cieľov (SBTi) teraz v 2800 spoločnostiach, ClimateAction100+ so 615 investormi so 60 biliónmi dolárov – a Net Zero Asset Managers Alliance teraz má 128 členov s majetkom v hodnote 43 biliónov dolárov pod správou.

Nakoniec panel o škálovaní výrobných startupov (úplné zverejnenie: moderované mnou) skúmal budúcnosť tejto oblasti. Podnikatelia Elise Strobach, spoluzakladateľka a generálna riaditeľka spoločnosti Materiály AeroShield, Natan Linder (CEO a spoluzakladateľ spoločnosti tulipán, predseda a spoluzakladateľ spoločnosti formlabs), a Martin Feldmann (CEO a spoluzakladateľ spoločnosti Vulcan Forms) ilustroval gruntovú prácu a zhon pri škálovaní. AeroShield (2019) používa aerogély na izoláciu okien pomocou superizolačných vložiek (a zvýšenie účinnosti solárnych tepelných článkov). Tulip je operačná platforma prvej línie pre digitálnu výrobu a mimo nej. Formlabs je lídrom v stolovej 3D tlači. Cieľom Vulcan Forms je stať sa štandardom v masovej výrobe kovových prísad. Profesor manažmentu MIT Charles Fine načrtol, čo vidí ako desať nástrojov pre podnikateľské škálovanie: (1) Processifikácia, (2) Profesionalizácia, (3) Kulturizácia, (4) Automatizácia, (5) Segmentácia, (6) Platformizácia, (7) Spolupráca, (8) Kapitalizácia, (9) replikácia a (10) hodnotenie (pribíjanie, škálovanie a plachtenie), pričom treba poznamenať, že začínajúce podniky v oblasti výroby a riadenia prevádzky začínajú v tejto oblasti prinášať rozdiely.

Metaverse, prosím, odstúpte dobrovoľne. Výroba je možno najzaujímavejšou inovačnou oblasťou, na ktorú sa teraz treba zamerať. Výzvy dosiahnutia štíhlej výroby sa nezmenšili s nárastom technologických schopností, možno preto, že technológie majú tendenciu mať príliš málo vyvinuté používateľské rozhrania na to, aby vyhovovali pracovnej sile. Odtiaľ pramení tréningová výzva, ktorá dusí výrobné organizácie. Opravte to a sme o tri kroky vpred. Vo Walkerovom pamätníku na MIT 6. mája bolo hmatateľné vzrušenie. Nemyslím si, že to bolo len vzrušenie z opätovného osobného stretnutia. Výroba musí a opäť sa dostane na titulky. Hart potvrdil, že sympózium je súčasťou väčšieho úsilia spojiť výrobnú komunitu na MIT a preskúmať koncept nového centra, ktoré spája fakultu a študentov s priemyslom a vládou a presadzuje nový odvážny program.

Ak však v tomto desaťročí nastane nová priemyselná éra, môže to byť prostredníctvom synergie technológie a ľudí a prostredníctvom politík a organizácií, ktoré spájajú stimuly medzi obchodnými cieľmi, rozvojom pracovnej sily a inováciami, ako je aditívna výroba a automatizácia.

K inovácii továrne dochádza, keď sa ľudia prispôsobujú a vytvárajú nové výrobné procesy, využívajúc akékoľvek prostriedky, ktoré práve používajú, pokročilé alebo jednoduché. Technológia je často jej súčasťou, no málokedy je spúšťačom.