Čo keby špičkové technológie vo výrobe spolupracovali?

Výrobu formuje a naďalej formuje množstvo technológií. Spomeňme si na CNC obrábanie, robotiku, 3D tlač, robotiku, softvér, internet vecí (IoT), digitálne dvojičky, AI/AR a fotoniku, aby sme vymenovali len niektoré dôležité. To, čo každý dokáže, je úžasné. Tieto technológie však majú odlišný pôvod, fyzický tvar a rozsah – pokiaľ ide o hardvér, biológiu, materiály alebo softvér.

Myslite na to nielen ako na materiálny rozdiel, ale aj ako na výzvu jazyka. Každý patrí do samostatných kategórií, no nie každý hovorí všetkými. Dokonca ani biologické alebo softvérové ​​stroje nie vždy medzi sebou komunikujú. Pre stroje v dielni to môže byť problém.

Niekoľko výrobných technológií vyšlo z univerzitných laboratórií, ako napríklad MIT, Stanford, University of Cambridge alebo Carnegie Mellon, všetko miesta, ktoré tvrdia, že poznajú komunikáciu. Zatiaľ čo iné boli vyvinuté priemyselným výskumom a vývojom, ako napríklad v Bell Labs, pochopiteľne viac aplikované na konkrétny účel. Technika s prekvapivo širokým záberom aplikovanej energie sa objavila z vojenských laboratórií ako napr Los Alamos, alebo neziskové laboratóriá ako CERN, dokonca aj akadémie ako Čínska akadémia vied. Niektoré vznikli ako spoločné úsilie naprieč sektormi, ako napríklad nemecká spoločnosť Fraunhofer. V súčasnosti je väčšina technológií kombináciou vyššie uvedeného a spolieha sa na fungovanie kyberneticko-fyzikálneho súboru materiálov. Technológie vyvinuté v dávnych dobách sa stále nachádzajú v obchodoch. Avšak na rozdiel od prázdnych rečí o postupnej evolúcii z 1.0 na 4.0 generácie, môžu koexistovať. Je problém, ak niektoré z nich boli navrhnuté tak, aby spolupracovali s ostatnými, a niektoré boli navrhnuté tak, aby fungovali samostatne?

Technológovia veci komplikujú. Nesnažíme sa predvádzať, ale hovoríme vlastným odborným jazykom. Hovoríš technicky? Možno hovoríte trochu, dosť na to, aby ste sa dorozumeli, ale existuje veľa technických jazykov. Samozrejmosťou z kancelárskej práce je programovanie. C++, Python alebo Fortran, učenie trvá eóny, a ak sa objavia lepšie, môžu zaniknúť. Vo výrobe môže hovoriť technika znamenať byť čarodejníkom pri obsluhe priemyselných strojov alebo ovládaní priemyselných riadiacich systémov. Možno ste zarytý operátor CNC obrábania alebo milujete obsluhu robotov? To je všetko dobré. Pretože ste potom veľmi žiadaní. Pre spoločnosť by však bolo dobré, keby sa každý naučil ovládať roboty, 3D tlačiarne, počítače alebo digitálne dvojčatá. Ako to urobíme bez kódovania?

Predstava modulárnej budúcnosti

Urobme myšlienkový experiment. Predstavte si, že výroba začala ako LEGO. Mám na mysli vymeniteľné plastové tehly alebo akékoľvek modulárne časti, z ktorých môžete stavať veci. Stavajte veže, mestá alebo taxíky. LEGO môže vyzerať jednoducho, ale stavanie s nimi si vyžaduje motorické zručnosti, priestorové povedomie, uvažovanie, schopnosť zapojiť sa do nápaditej hry a rôzne ďalšie zručnosti. LEGO je už roky súčasťou kurzov v MIT Media Lab. Je tam a Kurz LEGO Robotics na MIT open Courseware vyvinutý už v roku 2007. Mindstorms, systém robotických vynálezov, ktorý spôsobil revolúciu v stavebniciach LEGO, vyrástol z 20-ročnej spolupráce LEGO s Media Lab. Patrím do hrdej kategórie AFOLS, „dospelých fanúšikov LEGO“ (viď LEGO exclusive: AFOL nás naučili brať dospelých vážne). Keď sa moje deti prestanú hrať s LEGO, ja som ten, koho treba priviesť na večeru. Dôležité je, že keď už niečo postavíte, zábava nekončí. Môžete pokračovať v hraní s tým, čo ste postavili, prispôsobiť si to alebo dokonca zbúrať a začať odznova. Začať odznova je kľúčové. Nie je nič, čo fanúšikovia LEGO nenávidia viac ako zlepené kúsky.

Teraz si predstavte, že ste postavili továreň jednoducho z dielikov LEGO. Čo to znamená? Po prvé to znamená, že môžete prekonfigurovať svoju továreň kus po kuse. Znamená to tiež, že aj keď si zložitá továreň vyžaduje špecifikácie a plány, na jej budovaní sa môže podieľať každý. Nepáči sa vám spôsob fungovania CNC strojov? Postavte si inú, menšiu, väčšiu. Dajte to niekde inde, ak sa vám nepáči, kde ste to dali.

Kvôli prehľadnosti nenavrhujem v skutočnosti postaviť továreň v LEGO. Je to princíp, ktorý je za tým, tvorivý ťah, ktorý rešpektujem. Hovorím to rovnakým spôsobom, ako si myslím, že vládne služby by boli iné, keby ich prevádzkoval Disney. Predstavte si „kúzelný“ náramok, ktorý vám poskytuje úplný prístup ku všetkému, čo vláda ponúka, no všade s usmievavými tvárami. Metafora nie je doslovná a ja naozaj nechcem, aby Disney riadil vládu.

Výroba nie je ako LEGO alebo Disney. Už nie sme v škôlke (nikdy som tam nechodila – čo niektorí hovoria, že vysvetľuje veľa mojej hravosti), ale realita je taká, že technológie nie sú vzájomne zameniteľné alebo interoperabilné – povedali by sme, že v tech-Speakingu. V súčasnosti je populárne myslieť v zmysle „prvých princípov;“. Za to vďačíme Elonovi Muskovi (pozri Prečo inovátori ako Elon Musk a Jeff Bezos prijali túto starodávnu techniku ​​​​riešenia problémov). Prvý princíp je taký, ktorý nemožno odvodiť zo žiadneho iného predpokladu. Filozofi milujú prvé principiálne myslenie. Descartes napríklad povedal, že jeho východiskovým bodom bolo, že jeho vlastná myseľ existuje („cogito ergo sum“). V modernej dobe sú vedci známi tým, že uvažujú podľa prvých princípov. Okrem toho, že vlastne?

Od analógií k prvým princípom

Dosť s mojimi analógiami. Zvykli sme si myslieť analogicky namiesto prvých princípov. Je to skratka. Pri stavbe strojov je však analógia slepou uličkou, pretože vedie k priemernosti. Namiesto prestavby tovární od nuly sa výrobcovia často uchyľujú k dodatočnej úprave takzvaných „brownfields“ na rozdiel od budovania „greenfields“, ktoré sú drahšie. Priemyselná technológia je jedna veľká spleť nových a starých strojov a softvéru, ktoré sa sotva dajú dokopy. Veľkí výrobcovia alebo ich technologickí dodávatelia uprednostňujú integráciu startupových technológií prostredníctvom fúzií a akvizícií namiesto toho, aby sami niečo vymýšľali (na základe otvorených komponentov) alebo spolupracovali so startupmi. Stratégia „stáť na pleciach obrov“ alebo „vyberať víťazov“ funguje celkom dobre na rýchle dosiahnutie vecí. Ak si však narobíme technologický dlh, zamaľujeme sa do kúta.

Conrad Leiva, riaditeľ pre rozvoj ekosystémov a pracovnej sily v CESMII, píše americký inštitút pre inteligentnú výrobu 7 prvých princípov, ktoré prispievajú k inteligentnej výrobe. Leiva uvádza bezpečnosť, prehľad v reálnom čase, proaktívne ovládacie panely, otvorenosť, odolnosť, škálovateľnosť a udržateľnosť. Problém je v tom, že s týmito konceptmi môže každý súhlasiť, ale pokiaľ nezjednotíme terminológiu, nezaviažeme výrobcov konať a neregulujeme interakcie, „spolu“ sa zázračne nestane.

Namiesto toho by sme mali začať od nuly; Prístupy založené na „aplikáciách“ začínajú na novom základe. Ako vysvetľuje prvý princíp: „ktokoľvek sa snaží vyriešiť problém, mal by mať prostriedky, aby tak urobil. Aby sme to dosiahli, namiesto kociek LEGO máme aplikácie. Čo je to aplikácia, ale jednoduchý algoritmus, ktorý premieňa priemyselné pracovné toky na proces, ktorý môže dosiahnuť obchodný cieľ. Aplikácie sú implementované v počítačovom kóde, ale aby fungovali ako kocky LEGO, tento kód nie je nevyhnutnou požiadavkou, aby mu používateľ porozumel. Aplikácie môžu byť predkonfigurované, ale mali by byť ľahko konfigurovateľné. Sú výkonnou verziou tabuľky s rozhraním drag-and-drop. Ak viete ovládať mobilný telefón, môžete používať aplikáciu a ak viete hrať počítačové hry, môžete sa stať vývojárom aplikácií. Dobré výrobné aplikácie sa pripájajú k strojom, aby mohli vykonávať skutočné úlohy v dielni alebo v dodávateľskom reťazci: objednávanie vecí, inštruovanie práce, monitorovanie kvality a odosielanie produktov. Aplikácie to robia rozšírením pracovníkov, nie ich nahradením.

Čo by sme mohli dosiahnuť, keby špičkové technológie vo výrobe spolupracovali? S takzvanou softvérovo riadenou výrobou postavenou na vzájomne zameniteľnej („interoperabilnej“) platforme by sme mohli v priebehu niekoľkých minút vybudovať mikrotovárne, ktoré by mohli vyrábať pokročilé produkty u vás doma, vo vašom výrobnom priestore v škole alebo v komunite či na pracovisku. počkať? Toto už existuje. Analóg je FabLab siete, točiace sa z Profesora Neil Gershenfeldpráca na MIT. Ibaže FabLabs sú len pre tisíce dobrovoľných nadšencov.

Hovorím o zmene celej logiky výroby, prechode na modulárnu platformu riadenú drag-and-drop. Ako webová technológia pomaly preniká do výroby, chystáme sa zistiť, čo by to mohlo byť. Aj keď to môže chvíľu trvať, pretože to nie je v záujme každého. Čo keby sme nariadili, že akákoľvek technológia v dielni musí komunikovať s ostatnými? Rovnako by bolo neprijateľné mlčať, ak ste súčasťou skupiny ľudí, ktorí sa snažia spoločne učiť. Každá vláda sponzorovaná technológia by mala mať prinajmenšom interoperabilné rozhranie. Ak míňate verejné peniaze, robte výrobu, ktorú budú môcť využívať všetci pracovníci. LEGO nezlepujte.