Hva om de beste teknologiene innen produksjon fungerte sammen?

En mengde teknologier former produksjonen og fortsetter å gjøre det. Tenk på CNC-maskinering, robotikk, 3D-utskrift, robotikk, programvare, Internet of Things (IoT), digitale tvillinger, AI/AR og fotonikk, bare for å nevne noen viktige. Hva hver enkelt kan gjøre er fantastisk. Men disse teknologiene har forskjellig opprinnelse, fysisk form og omfang - når det gjelder maskinvare, biologi, materialer eller programvare.

Tenk på det ikke bare som en materiell forskjell, men som en utfordring av språket. Hver tilhører separate kategorier, men ikke alle snakker alle. Selv biologiske maskiner eller programvaremaskiner kommuniserer ikke alltid med hverandre. For maskiner på et butikkgulv kan dette bli et problem.

Flere produksjonsteknologier kom ut av universitetslaboratorier, som MIT, Stanford, University of Cambridge eller Carnegie Mellon, alle steder som hevder å vite kommunikasjon. Mens andre ble utviklet av industriens FoU som i Bell Labs, er det forståelig nok mer brukt til et bestemt formål. Teknologi med et overraskende stort omfang for anvendt energi dukket opp fra militære laboratorier som Los Alamos, eller non-profit laboratorier som CERN, til og med akademier som det kinesiske vitenskapsakademiet. Noen dukket opp som samarbeidsinnsats på tvers av sektorer, for eksempel det tyske Fraunhofer-samfunnet. I dag er de fleste teknologier en blanding av det ovennevnte, og er avhengig av at et cyber-fysisk ensemble av materialer fungerer. Teknologien utviklet for evigheter siden finnes fortsatt på butikkgulv. Men i motsetning til den tomme praten om den iscenesatte evolusjonen fra 1.0 til 4.0 generasjoner, kan de eksistere side om side. Er det et problem hvis noen av dem ble designet for å fungere sammen med andre og noen ble designet for å fungere alene?

Teknologer kompliserer ting. Vi prøver ikke å vise oss frem, men vi snakker vårt eget spesialistspråk. Snakker du teknologi? Du snakker kanskje litt, nok til å klare deg, kanskje, men det er mange tekniske språk. Den åpenbare fra kontorarbeid er programmering. C++, Python eller Fortran, hver av dem tar evigheter å lære, og hvis bedre dukker opp, kan de dø ut. I produksjon kan taleteknologi bety å være en veiviser til å betjene industrielle maskiner, eller mestre industrielle kontrollsystemer. Kanskje du er en hardfør CNC maskineringsoperatør, eller elsker du å betjene roboter? Det er bra. For du er da i høy etterspørsel. Men det ville være bra for samfunnet om alle skulle lære å betjene roboter, 3D-printere, datamaskiner eller digitale tvillinger. Hvordan gjør vi det uten koding?

Å forestille seg en modulær fremtid

La oss gjøre et tankeeksperiment. Se for deg at produksjon startet som LEGO. Jeg mener utskiftbare plastklosser, eller faktisk alle modulære deler som du kan bygge ting med. Bygg tårn, byer eller drosjer. LEGO kan se enkelt ut, men å bygge med dem krever motoriske ferdigheter, romlig bevissthet, resonnement, evnen til å engasjere seg i fantasifull lek og diverse andre ferdigheter. LEGO har vært en del av kursene ved MIT Media Lab i årevis. Det er en LEGO Robotics kurs på MIT åpne Courseware utviklet helt tilbake i 2007. Mindstorms, et robotoppfinnelsessystem som revolusjonerte LEGO byggesett, vokste ut av LEGOs 20-årige samarbeid med Media Lab. Jeg tilhører den stolte kategorien AFOLS, "voksne fans av LEGO" (se LEGO eksklusivt: AFOLs lærte oss å ta voksne på alvor). Når barna mine slutter å leke med LEGO, er det jeg som må hentes ned til middag. Viktigere, når du har bygget noe, er ikke moroa over. Du kan fortsette å leke med det du har bygget, tilpasse det, eller til og med rive det ned og begynne på nytt. Å starte på nytt er avgjørende. Det er ingenting LEGO-elskere hater mer enn sammenlimte deler.

Tenk deg nå at du bygget en fabrikk bare med LEGO-brikker. Hva betyr det? For det første betyr det at du kan rekonfigurere fabrikken din del for del. Det betyr også at selv om en kompleks fabrikk krever spesifikasjoner og planer, kan alle være med på å bygge den. Liker du ikke måten CNC-maskinene fungerer på? Bygg en annen, mindre, større. Sett den et annet sted hvis du ikke liker hvor du legger den.

For klarhetens skyld foreslår jeg ikke å bygge en fabrikk i LEGO. Det er prinsippet bak, den kreative drivkraften, jeg respekterer. Jeg sier dette på samme måte som jeg føler at offentlige tjenester ville vært annerledes hvis de ble drevet av Disney. Se for deg et "magisk" armbånd som gir deg full tilgang til alt myndighetene har å tilby, men med smilende ansikter overalt. Nå er metaforen ikke bokstavelig, og jeg vil egentlig ikke at Disney skal styre regjeringen.

Produksjon er ikke som LEGO eller Disney. Vi er ikke lenger i barnehagen (jeg har aldri gått – noe som noen sier forklarer mye av leken min), men realiteten er at teknologier ikke er utskiftbare eller interoperable – vi vil si i teknisk tale. I disse dager er det populært å tenke i termer av "første prinsipper;". Vi har Elon Musk å takke for det (se Hvorfor innovatører som Elon Musk og Jeff Bezos omfavner denne eldgamle problemløsningsteknikken). Et første prinsipp er et som ikke kan utledes fra noen annen antagelse. Filosofer elsker først prinsipiell tenkning. Descartes sa for eksempel at utgangspunktet hans var at hans eget sinn eksisterer ("cogito ergo sum"). Nå i moderne tid er forskere kjent for å tenke i første prinsipper. Bortsett fra, gjør de det egentlig?

Fra analogier til første prinsipper

Nok med mine analogier. Vi har blitt vant til å tenke analogt i stedet for første prinsipper. Det er en stenografi. Men når man bygger maskiner, er analogi en blindvei fordi den fører til middelmådighet. I stedet for å gjenoppbygge fabrikker fra bunnen av, tyr produsentene ofte til å ettermontere såkalte «brownfields» i motsetning til å bygge «greenfields» som er dyrere. Industriell teknologi er ett stort nettverk av nytt og gammelt maskineri og programvare som knapt lapper sammen. Store produsenter, eller deres teknologileverandører, foretrekker å integrere oppstartsteknologier ved M&A i stedet for å finne opp noe selv (basert på åpne komponenter) eller samarbeide med oppstartsselskaper. Strategien "å stå på skuldrene til gigantene" eller "plukke vinnere" fungerer ganske bra for å oppnå ting raskt. Vi maler oss imidlertid inn i et hjørne hvis vi pådrar oss teknologigjeld.

Conrad Leiva, direktør for økosystem- og arbeidsstyrkeutvikling ved CESMII, skriver det amerikanske smarte produksjonsinstituttet 7 første prinsipper som legger opp til smart produksjon. Leiva siterer sikkerhet, sanntidsinnsikt, proaktive dashboards, åpenhet, robusthet, skalerbarhet og bærekraft. Problemet er at dette er konsepter alle kan være enige i, men med mindre vi standardiserer terminologi, forplikter produsenter til handlinger og regulerer interaksjoner, vil ikke «sammenhold» skje på magisk vis.

I stedet bør vi starte fra bunnen av; "app"-baserte tilnærminger starter fra en ny premiss. Som et første prinsipp forklarer: "den som prøver å løse et problem, bør ha midler til å gjøre det." For å oppnå det, i stedet for LEGO-klosser, har vi apper. Hva er en app annet enn en enkel algoritme som gjør industrielle arbeidsflyter til en prosess som kan oppnå et forretningsmål. Apper er implementert i datakode, men for å fungere som LEGO-klosser er ikke denne koden et nødvendig krav for at brukeren skal forstå. Apper kan leveres forhåndskonfigurerte, men bør være enkle å konfigurere. De er en kraftig versjon av et regneark med et dra-og-slipp-grensesnitt. Hvis du kan betjene en mobiltelefon, kan du bruke en app, og hvis du kan spille dataspill, kan du bli apputvikler. Gode ​​produksjonsapper kobles til maskiner for å utføre virkelige jobber på butikkgulvet eller i forsyningskjeden: bestille ting, instruere arbeid, overvåke kvalitet og sende produkter. Apper gjør dette ved å forsterke arbeidere, ikke ved å erstatte dem.

Hva kunne vi oppnå hvis de beste teknologiene innen produksjon virket sammen? Med såkalt programvaredrevet produksjon bygget på en utskiftbar («interoperabel») plattform, kunne vi bygge mikrofabrikker på få minutter, som kan lage avanserte produkter i hjemmet ditt, i skaperplassen din på skolen, eller i samfunnet eller på arbeidsplassen. Vente? Dette finnes allerede. Det analoge er FabLab nettverk, spinning ut av professor Neil Gershenfeldsitt arbeid ved MIT. Bortsett fra at FabLabs kun er for de tusenvis av frivillige entusiaster.

Jeg snakker om å endre hele logikken i produksjonen, bytte til en modulær plattform som drives av dra-og-slipp. Ettersom nettteknologi sakte trenger inn i produksjonen, er vi i ferd med å finne ut hva det kan være. Det kan imidlertid ta litt tid fordi det ikke er i alles interesse. Så hva om vi ga mandat at all teknologi på butikkgulvet må kommunisere med andre. På samme måte ville det være uakseptabelt å være stille hvis du deltar i en gruppe mennesker som prøver å lære sammen. I det minste bør enhver statlig sponset teknologi ha et interoperabelt grensesnitt. Hvis du bruker offentlige penger, lag produksjon som alle arbeidere kan bruke. Ikke lim sammen LEGO.