Innovativ produksjon krever arbeidere og maskiner i tandem, sier MIT-professorer på symposium

Vi kan være vitne til begynnelsen av en ny industriell æra i dette tiåret. Påfallende nok kan det være til tross for snarere enn på grunn av vellykket utrulling av smarte produksjonsteknologier (som vi uten tvil ikke har). Ut fra forrige uke å dømme Produksjon @ MIT Symposium: 2022 og utover, holdt i MITs utrolig vakre Walker Memorial-bygning bygget i 1916, øker bevisene for at produksjon drevet av mennesker i synergi med maskiner er langt mer grunnleggende for innovasjon enn beslutningstakere tidligere har innsett. Med den erkjennelsen, og for å spre budskapet, ser det ut til at MIT fornyer sin produksjonsforskning og innovasjonsinnsats på et sentralt tidspunkt, med et firedobbelt fokus på teknologi, arbeidsstyrkeutvikling, policyinnsats og innovasjon.

Et utvalgt publikum av industrifolk og regjeringsbeslutningstakere (med en imponerende tilstedeværelse av det amerikanske forsvarsdepartementet) fikk oppleve et enestående utvalg av MIT-produksjonsrelaterte stipendier, fra fornybare energikilder, til brikkeproduksjon, til metalltilsetningsproduksjon. Professor John Hart, arrangør av arrangementet, sa: "Produksjon er motoren i økonomien vår, og vi står ved et veiskille mellom løftet om nye produksjonsteknologier, og de alvorlige behovene til vår arbeidsstyrke, industrielle base og innovasjonsøkosystem. Kompetanse og interesse for produksjon spenner over instituttet, og nå er tiden inne for å bringe MIT-fellesskapet sammen for å forstå hvordan vi kan ha størst innvirkning på denne kritiske tiden. På symposiet hadde vi MIT-eksperter fra nesten alle disipliner som var ivrige etter å jobbe sammen, med hverandre og med myndigheter, industri og andre universiteter. Vi håper dette bare er begynnelsen på en mye større, koordinert innsats.»

Bredden og dybden av emner og ekspertise på arrangementet antydet at MITs innsats innen produksjon kunne matche omfanget av tidligere initiativer som f.eks. MIT energiinitiativ. Kanskje symposiet foreskygger et slikt trekk, eller interessen til fakultetet i å heve produksjonen ved MIT til et slikt nivå. Det ville vært lurt. Produksjon spiller en langt viktigere rolle i økonomien enn den får æren for. Med klimaendringer, geopolitisk risiko og teknologiske farer på grunn av en kollisjon av avanserte, men på mange måter ugjennomførbare løsninger for en arbeidsstyrke som blir bedt om å trene uendelig for å passe inn i håpløst brac-a-brac industri 4.0-teknologi, har vi sjelden hatt et større behov for en ny vekstmotor.

MIT er ikke den eneste institusjonen med så sterk innsats innen produksjon. Andre inkluderer University of Cambridges Institute for Manufacturing (IfM) siden 1998, The Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) siden 1991, og Carnegie Mellon Manufacturing Futures Institute tildelt et stipend på 150 millioner dollar i 2021 fra Richard King Mellon Foundation for å gjøre 2016-initiativet permanent. Men MIT kan være stedet der det mest omfattende perspektivet har størst sannsynlighet for å bli dannet på dette sentrale øyeblikket i historien. Dette er på grunn av bredden i aktiviteten, og den store verdien når den spredte dyktigheten til professorer på tvers av vitenskap, ingeniørvitenskap, ledelse og samfunnsvitenskap, samles for å produsere en sammenhengende visjon. Det er en vanlig forekomst ved MIT, men ikke en som kommer gratis, siden det krever massiv finansiering for å klare seg.

Bruk nesten all energi på å finne ut hva problemet er

På arrangementet ble prof. Elsa Olivetti gjentok Albert Einsteins råd om å bruke 99 prosent av tiden på å identifisere problemet og bare 1 prosent av tiden på å implementere løsningen. Hun snakket om bærekraftsutfordringen, men la oss bruke den på produksjon. Hva er problemet? I følge mange av de 34 foredragsholderne på dette MIT-arrangementet, med et ord, avindustrialisering, som har tynnet ut den mest produktive sektoren av økonomien basert på dårlig tenkte snarveier av arbeidsøkonomer knyttet til det politiske etablissementet. Professor ved MIT-instituttet Suzanne Berger minnet publikum om at Harvard's på 1990-tallet Larry Summers spurte om amerikansk produksjon i det hele tatt var nødvendig!

Uten noen spesiell visning av sin forståelse av teknologiens rolle i samfunnet, aksepterte Summers blindt automatiseringstruismen om at "teknologi tillater produksjon av langt mer produksjon med langt færre mennesker", en feilslutning han gjentatte ganger har representert gjennom årene, for eksempel i Fremtidens økonomiske utfordring: Jobber (2014). Det er klart at teknologi på et grunnleggende nivå tilrettelegger for mer effektiv produksjon, det er ikke omstridt. Iboende i slik tenkning er imidlertid forestillingen om at produksjon på en eller annen måte er en dårligere måte å produsere vekst på fordi veksten ligger i tjenester. Også når det er sagt på denne måten, maskerer det det faktum at selv om rutinearbeid er automatisert, blir nesten all innovasjon i samfunnet, spesielt innen produksjon, fortsatt utført av mennesker, ikke av maskiner. Mainstream-økonomer har vært på denne vognen i tretti år nå, og det blir ikke mer sant fordi de nekter å engasjere seg i produksjonens indre logikk.

Postindustrialisme hadde mange fedre, spesielt Daniel Bell, og var helt i margen, men tok til slutt feil. Dens oppfunne lineære modell som antyder at det er en naturlig, veiavhengig overgang fra landbruk til produksjon, og til syvende og sist, til tjenester, er akkurat den typen dårlige futuristiske forkjærlighet basert på overfladiske observasjoner som vi må utrydde i det kommende tiåret. Blant annet er det en tragedie for landlige regioner (se Deindustrialisering av landlige Amerika: Økonomisk omstrukturering og landsbygdsgettoen). Det mange (ikke alle) økonomer har en tendens til å savne er at produktiviteten ikke er knyttet til automatisering alene, men til den menneskelige innsatsen for å tilpasse produksjonsprosessen forsterket av maskiner (se Augmented Lean). Det som betyr noe er ikke mengden av det som produseres, men at samfunnet fortsetter å produsere kvalitetsinnovasjoner som stadig endrer karakteren til det produksjonssektoren gjør. Kanskje tid til å bruke mindre tid i regneark og mer tid på fabrikker?

MITs 2013 Produksjon i Innovation Economy (PIE) studien tilbakeviste den tankeløse fascinasjonen med tjenester som en ny driver for økonomien. Søker etter å analysere hvordan innovasjon beveger seg til markedet, PIE
PIE
studie anbefalte i stedet å innovere produksjonssystemene. Den viste hvordan produksjon fungerer som steder for innovasjon og som muliggjør oppskalering til kommersialisering av strømmen av innovasjoner fra USAs forskningslaboratorier, universiteter, offentlige laboratorier og industrielle FoU-anlegg. Den hevdet at, i stedet for å gi opp produksjonen, burde Amerika lære av Tyskland og Kinas vellykkede modeller, enten det er å bake inn arbeidsstyrken på hele befolkningen eller skalere opp gjennom subsidier for å oppnå masseproduksjonens plattformeffekter. Men så mye som PIE brakte bevissthet til Kongressen et øyeblikk, klarte den ikke å produsere bredere politisk endring.

For å være rett ut: problemet vi står overfor kan være den blodløse analysen til altfor visse sosialøkonomer mer enn deindustrialiseringen i seg selv, siden fenomenet kanskje aldri hadde skjedd i den skalaen det gjorde uten at de tomme regnearkene deres gjorde nedgangen lettere.

New England Manufacturing Heritage

Professor David Mindell snakket om hvordan tidlige industrimenn i Boston så på produksjon som en elegant måte å øke rikdom på. Boston Manufacturing Company, organisert i 1813 av Francis Cabot Lowell, en velstående Boston-kjøpmann, i samarbeid med en gruppe investorer senere kjent som Boston Associates, drev en av de første fabrikkene i Amerika. Fabrikken ble unnfanget i Waltham, Massachusetts for produksjon av bomullstekstiler, og brukte vannkraft. Andre fabrikksteder var Lowell, Lawrence og Manchester, NH. Midt i alt dette ble MIT grunnlagt i 1861. Noen år senere monopoliserte United Shoe Machinery-fabrikken, grunnlagt i 1899 i Beverly, Massachusetts, skomaskineri.

Da Yankees tok seg til Detroit, og Henry Leland var med å grunnlegge Cadillac i 1902, bygde denne innledende drivkraften det amerikanske produksjonssystemet. Mye senere utmerket Maynard, MA-basert Digital Equipment Corporation (DEC), en datagigant grunnlagt i 1957, seg innen minidatamaskiner på 1970-tallet og introduserte VAX- og Alpha-systemer på 1980-tallet, men ble foldet inn i Compaq i 1998. Med det, som historien forteller at New England ble deindustrialisert nesten like effektivt - og vi lever med disse effektene i dag. Likevel har New Englands produksjonsindustri fortsatt å blomstre gjennom utviklingen av nye nisjer som elektronikk, farmasøytiske produkter, forsvar og romfart. Dagens definerende regionale selskaper inkluderer Boston Scientific, moderne, Hologic, Bose Corp., General Dynamics Electric Boat, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorsky, og nye innovatører som f.eks Ginkgo Bioworks og Desktop Metal. Prosentandelen av arbeidsstyrken sysselsatt i industrien er estimert til rundt 8 %, som riktignok er litt under det nasjonale gjennomsnittet i USA (se Produksjonsfotavtrykket og viktigheten av amerikansk produksjonsjobber, 2015). Mindell påpekte at våre største ideer kommer til uttrykk i hvordan vi lager ting.

Arbeidsstyrke, teknologi og politikk – I hvilken rekkefølge har de betydning?

Ben Armstrong, midlertidig administrerende direktør og forskningsforsker ved MITs Industrial Performance Center, påpekte at blant produksjonsbedrifter med færre enn 500 ansatte, har det til dags dato vært en uhyggelig teknologisk adopsjon. Han tenkte på hva han skulle gjøre med det. Faktisk MIT Work of the Future-studie fant færre roboter i amerikansk industri enn forventet. Professor Julie Shah, den eminente sosialrobotikkforskeren, medforfatter av den nylige boken Hva du kan forvente når du forventer roboter: Fremtiden for menneske-robot-samarbeid, påpekte at folk som forstår arbeidet må kunne administrere teknologien. Dette gjelder enten vi snakker om fresemaskiner eller roboter. En fabrikk uten lys er ikke ideell fordi maskiner ikke innoverer, det gjør folk. På samme måte som piloter i cockpiten, har mennesker unike styrker i strukturering og ikke å glemme i restruktureringsproblemer. Professor David Hardt snakket om MITs fortsatte lederskap innen produksjonsutdanning gjennom master- og mikromastergradene i avansert produksjon og design med godtgjørelser for en blandet gradssti på nett/på stedet.

Spesialassistent for presidenten for produksjon og økonomisk utvikling, Elisabeth B. Reynolds på direktesending fra Cincinnati hvor presidenten kunngjorde Additive Manufacturing Forward (AM Forward) program, minnet oss om at president Biden er etterkrigstidens president med størst eierandel i amerikansk produksjonsoppblomstring og legger dollar bak det også. Michael Britt-Crane, som leder utdannings- og arbeidsstyrkeutviklingsarbeid på produksjonsteknologi (ManTech)-teamet i Office of the Undersecretary of Defense for Research and Engineering, understreket det føderale lederskapet i produksjonsarbeidsstyrkeutvikling på tvers av de ni DoD-sponsede innovasjonsinstitusjonene for produksjon. Som han påpekte: "Våre krigsfolk kan ikke bruke det hvis våre amerikanske produsenter ikke kan klare det." Tidligere investeringer, som $4.5 milliarder tildelt DoD-finansierte institutter med kryssmatch på over $2 milliarder fra industrien, er utgangspunkt for ytterligere akselerasjon av regionale arbeidskraftinvesteringer.

Direktør for spesialprosjekter ved MIT, Bill Bonvillian påpekte at produksjon ikke alltid blir sett på som en integrert del av innovasjonssystemet, og at arbeidsdeltakelsen er på historisk lave nivåer. Bonvillian forklarte at med den amerikanske regjeringens retrett fra innovasjon og inn i vitenskapsbasert FoU etter vitenskapsadministrator Vannevar Bushsin insistering på vitenskap som den "endeløse grensen". Sputnik-tiden så NASAs budsjettspiral drevet av ideen om romutforskning og oppbyggingen av DAR
AR
PA-program, som fremmet internett. Imidlertid fullførte 1980-tallet retretten, og selv om energiutfordringen på 1990-tallet til slutt spunnet opp ARPA-E i 2009 har det uten tvil ennå ikke ført til like grunnleggende fremskritt som DARPAs ARPANET-prosjekt. Når det er sagt, har ARPA-E gitt omtrent 3 milliarder dollar i FoU-finansiering til mer enn 1,294 potensielt transformerende energiteknologiprosjekter og med 129 nye selskaper dannet.

Dagens avanserte produksjonstid med 16 produksjonsinstitutter (Produksjon USA) har tillatt en rekke testsenger, men ingen bredere tilnærming. Geopolitiske drivere som autokratiske regjeringer og krise i forsyningskjeden har gjort produksjon til en verdig sak å samle seg om, sier Bonvillian, som forestiller seg et nytt "tenkende fellesskap". Men hvem bør tenke? Akademikerne? Arbeiderne? Ingeniørene? Politikerne? Svaret ser ut til å være: alt det ovennevnte.

Fremtidens maskiner er bare den ikke-menneskelige delen av fremtiden

Symposiet inneholdt også eksperter innen sentrale industriområder som vil drive neste generasjons produksjon. Professor Duane Boning snakket om maskinlæring i produksjon. Jarrod Goenzel, Direktør, MIT Humanitarian Supply Chain Lab, snakket om spenstige forsyningskjeder. Professor Jesús del Alamo snakket om det (svake) håpet om fornyet amerikansk lederskap innen mikroelektronikk. Professor Zachary Cordero nevnte hvordan virtuell start og landing allerede i 2015 (VT
VT
OL) med SpaceXs gjenbrukbare totrinnsrakett Falcon 9 begynte å forvandle kostnadene for nyttelast til bane, og er grunnlaget for begynnelsen av en enestående romproduksjonstid hvor vi vil se metall produseres etter behov i verdensrommet av skyttelbåter i bane.

Professor Yet-Ming Chiang påpekte at verden trenger minst 100 terawatt-timer av installert lagring til $20 per kilowattime innen 2050 ved å bruke nye lavkostkjemier for å oppnå en dyp dekarbonisering av fossil grunnlastenergi. Professor Elsa Olivetti bemerket at bedriftens klimaforpliktelser tar fart, med initiativet for 100 % fornybar elektrisitet RE100 nå i 350 selskaper, det vitenskapsbaserte mål-initiativet (SBTi) nå på 2800 selskaper, den ClimateAction100+ med 615 investorer med 60 billioner dollar – og Net Zero Asset Managers Alliance nå på 128 medlemmer med 43 billioner dollar under forvaltning.

Sist, et panel om skalering av produksjonsstartups (full avsløring: moderert av meg selv) utforsket fremtiden til feltet. Entreprenører Elise Strobach, medgründer og administrerende direktør i AeroShield materialer, Natan Linder (administrerende direktør og medgründer av Tulip, styreleder og medgründer av Formlabs), og Martin Feldmann (administrerende direktør og medgründer av Vulkanformer) illustrerte gryntarbeidet og maset med skalering. AeroShield (2019) bruker aerogeler for å isolere vinduer med superisolerende innsatser (og øke effektiviteten til solvarmeceller). Tulip er frontlinjens operasjonsplattform for digital produksjon og utover. Formlabs er ledende innen desktop 3D-printing. Vulcan Forms har som mål å være målestokken i masseproduksjon av metalladditiv. MIT ledelse professor Charles Fine skissert hva han ser på som de ti verktøyene for entreprenøriell skalering: (1) Prosessering, (2) Profesjonalisering, (3) Kulturalisering, (4) Automatisering, (5) Segmentering, (6) Platformisering, (7) Samarbeid, (8) Kapitalisering, (9) replikering og (10) evaluering (spikring, skalering og seiling), og bemerker at oppstart av produksjon og driftsledelse begynner å gjøre en forskjell i feltet.

Metaverse, vær så snill å gå til side frivillig. Produksjon er kanskje det mest interessante innovasjonsfeltet å fokusere på akkurat nå. Utfordringene med å oppnå slank produksjon har ikke blitt mindre med økningen i teknologiske evner, kanskje fordi teknologiene har en tendens til å ha altfor underutviklede brukergrensesnitt til å passe arbeidsstyrken. Det er her opplæringsutfordringen som kveler produksjonsorganisasjoner oppstår. Løs det og vi er tre skritt foran. Det var påtakelig spenning i Walker Memorial ved MIT den 6. mai. Jeg tror ikke det bare var spenningen ved å møtes igjen personlig. Produksjonen må, og vil skape overskrifter igjen. Hart bekreftet at symposiet er en del av en større innsats for å samle produksjonsmiljøet ved MIT, og for å utforske konseptet med et nytt senter som forener fakultet og studenter med industri og myndigheter, og driver en dristig ny agenda.

Men hvis en ny industriell æra gryer dette tiåret, kan det være gjennom synergi mellom teknologi og mennesker, og av retningslinjer og organisasjoner som samkjører insentiver mellom forretningsmål, utvikling av arbeidsstyrken og innovasjoner som additiv produksjon og automatisering.

Fabrikkinnovasjon oppstår når mennesker tilpasser seg og skaper nye produksjonsprosesser, ved hjelp av hvilke midler de tilfeldigvis bruker, avanserte eller enkle. Teknologi er ofte en del av det, men sjelden utløseren.