Что, если бы лучшие технологии в производстве работали вместе?

Множество технологий формируют производство и продолжают его формировать. Подумайте об обработке с ЧПУ, робототехнике, 3D-печати, робототехнике, программном обеспечении, Интернете вещей (IoT), цифровых двойниках, AI/AR и фотонике, и это лишь некоторые важные из них. То, что каждый может сделать, удивительно. Но эти технологии имеют разное происхождение, физическую форму и область применения — с точки зрения аппаратного обеспечения, биологии, материалов или программного обеспечения.

Думайте об этом не только как о материальной разнице, но и как о вызове языка. Каждый относится к отдельным категориям, но не все говорят на всех из них. Даже биологические или программные машины не всегда взаимодействуют друг с другом. Для станков в цехе это может стать проблемой.

Несколько производственных технологий появились в университетских лабораториях, таких как Массачусетский технологический институт, Стэнфордский университет, Кембриджский университет или Карнеги-Меллон — все эти места утверждают, что знают коммуникацию. В то время как другие были разработаны отраслевыми научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими подразделениями, такими как Bell Labs, по понятным причинам они больше применялись для конкретной цели. Технологии с удивительно широкими возможностями применения энергии появились в военных лабораториях, таких как Лос-Аламос, или некоммерческие лаборатории, такие как CERN, даже академии, такие как Китайская академия наук. Некоторые из них возникли в результате совместных усилий разных секторов, например, немецкое общество Фраунгофера. В настоящее время большинство технологий представляют собой смесь вышеперечисленного, основанную на киберфизическом наборе материалов для работы. Технологии, разработанные много лет назад, до сих пор используются в цехах. Однако, вопреки пустым разговорам о поэтапности эволюции от 1.0 до 4.0 поколений, они могут сосуществовать. Это проблема, если некоторые из них были разработаны для работы с другими, а некоторые — для работы самостоятельно?

Технологи все усложняют. Мы не пытаемся хвастаться, мы говорим на своем собственном специализированном языке. Вы говорите на технике? Вы можете немного говорить, возможно, достаточно, чтобы обойтись, но есть много технических языков. Очевидным из офисной работы является программирование. На изучение C++, Python или Fortran уходят эпохи, и если появятся лучшие, они могут исчезнуть. В производстве говорить о технологиях может означать быть волшебником в управлении промышленными машинами или осваивать промышленные системы управления. Возможно, вы убежденный оператор станков с ЧПУ или любите управлять роботами? Это все хорошо. Потому что вы тогда очень востребованы. Но для общества было бы хорошо, если бы все научились управлять роботами, 3D-принтерами, компьютерами или цифровыми двойниками. Как это сделать без кодирования?

Воображая модульное будущее

Проведем мысленный эксперимент. Представьте, что производство началось с LEGO. Я имею в виду взаимозаменяемые пластиковые кубики или любые модульные детали, из которых можно что-то строить. Стройте башни, города или такси. LEGO может показаться простым, но сборка с ними требует двигательных навыков, пространственного восприятия, рассуждения, способности участвовать в творческой игре и различных других навыков. LEGO уже много лет является частью курсов в MIT Media Lab. Это Курс робототехники Лего на MIT open Courseware, разработанном еще в 2007 году. Mindstorms, роботизированная система изобретений, которая произвела революцию в конструкторах LEGO, выросла из 20-летнего сотрудничества LEGO с Media Lab.. Я отношусь к гордой категории AFOLS, «взрослые фанаты LEGO» (см. Эксклюзив LEGO: AFOL научили нас серьезно относиться к взрослым). Когда мои дети перестанут играть в LEGO, меня пригласят на ужин. Важно отметить, что как только вы что-то построили, веселье еще не закончилось. Вы можете продолжать играть с тем, что построили, адаптировать или даже снести и начать заново. Начать сначала очень важно. Нет ничего, что фанаты LEGO ненавидят больше, чем склеенные детали.

Теперь представьте, что вы построили фабрику просто из деталей LEGO. Что это значит? Во-первых, это означает, что вы можете переконфигурировать свою фабрику по частям. Это также означает, что хотя для сложной фабрики требуются спецификации и планы, каждый может принять участие в ее строительстве. Не нравится, как работают станки с ЧПУ? Постройте другой, меньше, больше. Положите его в другое место, если вам не нравится, где вы его положили.

Для ясности, я не предлагаю построить фабрику в LEGO. Это принцип, стоящий за этим, творческая направленность, которую я уважаю. Я говорю это так же, как чувствую, что государственные службы были бы другими, если бы ими руководил Disney. Представьте себе «волшебный» браслет, дающий вам полный доступ ко всему, что может предложить правительство, но повсюду улыбающиеся лица. Метафора не буквальна, и я действительно не хочу, чтобы Дисней руководил правительством.

Производство не похоже на LEGO или Disney. Мы больше не в детском саду (я никогда не ходил в него, что, по словам некоторых, во многом объясняет мою игривость), но реальность такова, что технологии не являются взаимозаменяемыми или взаимодействующими — мы бы сказали на техническом языке. В наши дни популярно думать в терминах «основных принципов». Мы должны благодарить за это Илона Маска (см. Почему такие новаторы, как Илон Маск и Джефф Безос, используют этот древний метод решения проблем). Первый принцип — это тот, который не может быть выведен ни из какого другого предположения. Философы любят сначала принципиальное мышление. Декарт, например, говорил, что отправной точкой для него является существование его собственного разума («cogito ergo sum»). Теперь, в наше время, ученые славятся тем, что думают в соответствии с первыми принципами. Кроме того, они на самом деле?

От аналогий к первым принципам

Хватит моих аналогий. Мы привыкли думать по аналогии, а не по первым принципам. Это стенография. Однако при создании машин аналогия — это тупик, потому что она ведет к посредственности. Вместо того, чтобы восстанавливать заводы с нуля, производители часто прибегают к модернизации так называемых «старых месторождений», а не к строительству «зеленых полей», которые являются более дорогими. Промышленные технологии — это одна большая сеть новых и старых машин и программного обеспечения, которые едва стыкуются друг с другом. Крупные производители или их технологические поставщики предпочитают интегрировать стартап-технологии путем слияний и поглощений вместо того, чтобы изобретать что-то самостоятельно (на основе открытых компонентов) или сотрудничать со стартапами. Стратегия «стоять на плечах гигантов» или «выбирать победителей» очень хорошо работает для быстрого достижения целей. Однако мы загоняем себя в угол, если берем на себя технологический долг.

Конрад Лейва, директор по развитию экосистем и рабочей силы в CESMII, американском институте умного производства, пишет: 7 основных принципов умного производства. Лейва ссылается на безопасность, аналитику в реальном времени, упреждающие информационные панели, открытость, отказоустойчивость, масштабируемость и устойчивость. Проблема в том, что с этими концепциями может согласиться каждый, но пока мы не стандартизируем терминологию, не обязуем производителей действовать и не урегулируем взаимодействие, «совместность» не произойдет волшебным образом.

Вместо этого мы должны начать с нуля; Подходы, основанные на «приложениях», начинаются с новой предпосылки. Как объясняет первый принцип: «тот, кто пытается решить проблему, должен иметь для этого средства». Для этого вместо кубиков LEGO у нас есть приложения. Что такое приложение, как не простой алгоритм, который превращает промышленные рабочие процессы в процесс, способный достичь бизнес-цели. Приложения реализованы в виде компьютерного кода, но для того, чтобы работать как кубики LEGO, этот код не является обязательным требованием для понимания пользователем. Приложения могут поставляться предварительно настроенными, но они должны легко настраиваться. Они представляют собой мощную версию электронной таблицы с интерфейсом перетаскивания. Если вы можете управлять мобильным телефоном, вы можете использовать приложение, а если вы можете играть в компьютерные игры, вы можете стать разработчиком приложений. Хорошие производственные приложения подключаются к машинам для выполнения реальных задач в цеху или в цепочке поставок: заказ вещей, инструктаж по работе, контроль качества и отгрузка продукции. Приложения делают это, дополняя работников, а не заменяя их.

Чего мы могли бы достичь, если бы лучшие технологии в производстве работали вместе? Благодаря так называемому программно-управляемому производству, построенному на взаимозаменяемой («совместимой») платформе, мы могли бы создавать микрофабрики за считанные минуты, которые могли бы производить передовые продукты у вас дома, на вашем рабочем месте в школе, в сообществе или на рабочем месте. Ждать? Это уже существует. Аналог – это ФабЛаб сеть, раскручивающаяся из Профессора Нил Гершенфельдработает в Массачусетском технологическом институте. За исключением того, что FabLabs предназначены только для тысяч энтузиастов-добровольцев.

Я говорю об изменении всей логики производства, переходе на модульную платформу, управляемую методом перетаскивания. Поскольку веб-технологии медленно проникают в производство, мы собираемся выяснить, что это может быть. Хотя это может занять некоторое время, потому что это не в интересах всех. Что с того, что мы обязали любую технологию в цеху взаимодействовать с другими? Точно так же было бы неприемлемо молчать, участвуя в группе людей, которые пытаются учиться вместе. По крайней мере, любая спонсируемая государством технология должна иметь интероперабельный интерфейс. Если вы тратите государственные деньги, сделайте производство, которым смогут пользоваться все рабочие. Не склеивайте LEGO.