Hvad hvis de bedste teknologier inden for fremstilling arbejdede sammen?

Et væld af teknologier former fremstillingen og fortsætter med at gøre det. Tænk på CNC-bearbejdning, robotteknologi, 3D-print, robotteknologi, software, Internet of Things (IoT), digitale tvillinger, AI/AR og fotonik, for blot at nævne nogle vigtige. Hvad hver enkelt kan gøre er fantastisk. Men disse teknologier har forskellig oprindelse, fysisk form og omfang - med hensyn til hardware, biologi, materialer eller software.

Tænk på det ikke kun som en materiel forskel, men som en sprogudfordring. Hver tilhører separate kategorier, men ikke alle taler dem alle. Selv biologiske maskiner eller softwaremaskiner kommunikerer ikke altid indbyrdes. For maskiner på en butiksgulv kan dette blive et problem.

Adskillige produktionsteknologier kom ud af universitetslaboratorier, såsom MIT, Stanford, University of Cambridge eller Carnegie Mellon, alle steder, der hævder at kende kommunikation. Mens andre blev udviklet af industriens R&D som i Bell Labs, er det forståeligt nok mere anvendt til et specifikt formål. Teknologi med et overraskende bredt anvendelsesområde for anvendt energi opstod fra militære laboratorier som Los Alamos, eller non-profit laboratorier såsom CERN, endda akademier som det kinesiske videnskabsakademi. Nogle opstod som samarbejdsbestræbelser på tværs af sektorer, såsom det tyske Fraunhofer-samfund. I dag er de fleste teknologier en blanding af ovenstående, idet de er afhængige af et cyber-fysisk ensemble af materialer til at fungere. De teknologier, der er udviklet for evigheder siden, findes stadig på butiksgulve. Men i modsætning til den tomme snak om den iscenesatte evolution fra 1.0 til 4.0 generationer, kan de eksistere side om side. Er det et problem, hvis nogle af dem er designet til at fungere sammen med andre, og nogle er designet til at fungere alene?

Teknologer komplicerer tingene. Vi prøver ikke at vise os frem, men vi taler vores eget specialistsprog. Taler du tech? Du taler måske lidt, nok til at klare dig, måske, men der er mange tekniske sprog. Den åbenlyse fra kontorarbejde er programmering. C++, Python eller Fortran tager hver evighed at lære, og hvis bedre dukker op, kan de uddø. Inden for fremstilling kan taleteknologi betyde at være en guide til at betjene industrielle maskiner eller mestre industrielle kontrolsystemer. Måske er du en hårdfør CNC-bearbejdningsoperatør, eller du elsker at betjene robotter? Det er alt godt. For du er da meget efterspurgt. Men det ville være godt for samfundet, hvis alle skulle lære at betjene robotter, 3D-printere, computere eller digitale tvillinger. Hvordan gør vi det uden kodning?

At forestille sig en modulær fremtid

Lad os lave et tankeeksperiment. Forestil dig, at fremstilling startede som LEGO. Jeg mener udskiftelige plastiksten, eller faktisk alle modulære dele, som du kan bygge ting med. Byg tårne, byer eller taxaer. LEGO ser måske simpelt ud, men at bygge med dem kræver motorik, rumlig bevidsthed, ræsonnement, evnen til at engagere sig i fantasifuld leg og forskellige andre færdigheder. LEGO har været en del af kurserne på MIT Media Lab i årevis. Der er en LEGO Robotics kursus på MIT åbne Courseware udviklet helt tilbage i 2007. Mindstorms, et robotopfindelsessystem, der revolutionerede LEGO byggesæt, voksede ud af LEGOs 20-årige samarbejde med Media Lab. Jeg tilhører den stolte kategori af AFOLS, "voksne fans af LEGO" (se LEGO eksklusiv: AFOLs lærte os at tage voksne alvorligt). Når mine børn holder op med at lege med LEGO, er det mig, der skal ned til middag. Vigtigt, når du først har bygget noget, er det sjove ikke slut. Du kan fortsætte med at lege med det, du har bygget, tilpasse det eller endda rive det ned og starte forfra. At starte forfra er afgørende. Der er intet, som LEGO-elskere hader mere end limede stykker sammen.

Forestil dig nu, at du byggede en fabrik blot med LEGO brikker. Hvad betyder det? For det første betyder det, at du kan omkonfigurere din fabrik stykke for stykke. Det betyder også, at selvom en kompleks fabrik kræver specifikationer og planer, kan alle være med til at bygge den. Kan du ikke lide den måde, CNC-maskinerne fungerer på? Byg en anden, mindre, større. Sæt det et andet sted, hvis du ikke kan lide, hvor du har lagt det.

For klarhedens skyld foreslår jeg ikke, at man faktisk bygger en fabrik i LEGO. Det er princippet bag, den kreative fremdrift, jeg respekterer. Jeg siger dette på samme måde, som jeg føler, at offentlige tjenester ville være anderledes, hvis de blev drevet af Disney. Forestil dig et "magisk" armbånd, der giver dig fuld adgang til alt, hvad regeringen har at tilbyde, men med smilende ansigter overalt. Nu er metaforen ikke bogstavelig, og jeg ønsker ikke rigtig, at Disney skal lede regeringen.

Fremstilling er ikke som LEGO eller Disney. Vi er ikke længere i børnehave (jeg gik aldrig – hvilket nogle siger forklarer meget af min legesyge), men virkeligheden er, teknologier er ikke udskiftelige eller interoperable – vi ville sige i teknisk tale. I disse dage er det populært at tænke i "første principper;". Det har vi Elon Musk at takke for (se Hvorfor innovatører som Elon Musk og Jeff Bezos omfavner denne ældgamle problemløsningsteknik). Et første princip er et, der ikke kan udledes af nogen anden antagelse. Filosoffer elsker første principielle tænkning. Descartes sagde for eksempel, at hans udgangspunkt var, at hans eget sind eksisterer ("cogito ergo sum"). Nu i moderne tid er videnskabsmænd berømte for at tænke i første principper. Bortset fra, gør de faktisk?

Fra analogier til første principper

Nok med mine analogier. Vi er blevet vant til at tænke analogt i stedet for første principper. Det er en stenografi. Men når man bygger maskiner, er analogi en blindgyde, fordi det fører til middelmådighed. I stedet for at genopbygge fabrikker fra bunden, tyr producenterne ofte til at eftermontere såkaldte "brownfields" i modsætning til at bygge "greenfields", som er dyrere. Industriel teknologi er én stor maske af nyt og gammelt maskineri og software, der næsten ikke lapper sammen. Store producenter eller deres teknologileverandører foretrækker at integrere startup-teknologier ved M&A i stedet for at opfinde noget selv (baseret på åbne komponenter) eller indgå partnerskab med startups. Strategien "at stå på skuldrene af giganter" eller "udvælge vindere" fungerer ganske godt til at opnå tingene hurtigt. Men vi maler os selv op i et hjørne, hvis vi stifter teknologisk gæld.

Conrad Leiva, direktør for Ecosystem and Workforce Development hos CESMII, skriver det amerikanske smarte produktionsinstitut 7 første principper, der lægger op til smart fremstilling. Leiva citerer sikkerhed, realtidsindsigt, proaktive dashboards, åbenhed, robusthed, skalerbarhed og bæredygtighed. Problemet er, at det er begreber, som alle kan være enige i, men medmindre vi standardiserer terminologi, forpligter producenter til handlinger og regulerer interaktioner, vil "sammenhold" ikke ske på magisk vis.

I stedet bør vi starte fra bunden; "app"-baserede tilgange starter fra en ny præmis. Som et første princip forklarer: "den, der forsøger at løse et problem, bør have midlerne til at gøre det." For at opnå det har vi apps i stedet for LEGO klodser. Hvad er en app, men en simpel algoritme, som gør industrielle arbejdsgange til en proces, der kan nå et forretningsmål. Apps er implementeret i computerkode, men for at fungere som LEGO klodser, er denne kode ikke et nødvendigt krav, som brugeren skal forstå. Apps kan komme forudkonfigurerede, men skal være let konfigurerbare. De er en kraftfuld version af et regneark med en træk-og-slip-grænseflade. Hvis du kan betjene en mobiltelefon, kan du bruge en app, og hvis du kan spille computerspil, kan du blive app-udvikler. Gode ​​produktionsapps opretter forbindelse til maskiner for at udføre opgaver i den virkelige verden på butiksgulvet eller i forsyningskæden: bestilling af ting, instruktion af arbejde, overvågning af kvalitet og forsendelse af produkter. Apps gør dette ved at udvide medarbejderne, ikke ved at erstatte dem.

Hvad kunne vi opnå, hvis de bedste teknologier inden for fremstilling arbejdede sammen? Med såkaldt softwaredrevet produktion bygget på en udskiftelig (“interoperabel”) platform kunne vi bygge mikrofabrikker på få minutter, der kunne lave avancerede produkter i dit hjem, i dit skaberrum i skolen eller i samfundet eller på arbejdspladsen. Vente? Dette findes allerede. Det analoge er FabLab netværk, spinning ud af professor Neil Gershenfeld's arbejde på MIT. Undtagen FabLabs er kun for de tusindvis af frivillige entusiaster.

Jeg taler om at ændre hele logikken i fremstillingen, skifte til en modulær platform, der drives ved at trække-og-slip. Da web-tech langsomt trænger ind i produktionen, er vi ved at finde ud af, hvad det kunne være. Det kan dog tage et stykke tid, fordi det ikke er i alles interesse. Så hvad nu hvis vi gav mandat til, at enhver teknologi på butiksgulvet skal kommunikere med andre. På samme måde ville det være uacceptabelt at tie, hvis man deltager i en gruppe mennesker, der forsøger at lære sammen. I det mindste bør enhver regeringssponsoreret teknologi have en interoperabel grænseflade. Hvis du bruger offentlige penge, så lav en produktion, som alle arbejdere kan bruge. Lim ikke LEGO sammen.