Inovativní výroba vyžaduje pracovníky a stroje v tandemu, říkají profesoři MIT na sympoziu

V tomto desetiletí můžeme být svědky úsvitu nové průmyslové éry. Zarážející je, že to může být spíše navzdory, než díky úspěšnému zavedení inteligentních výrobních technologií (které my, pravděpodobně, nemáme). Soudě podle minulého týdne Symposium Manufacturing @ MIT: 2022 and Beyond, která se konala v úžasně krásné budově Walker Memorial na MIT postavené v roce 1916, se množí důkazy, že výroba řízená lidmi v synergii se stroji je pro inovace mnohem zásadnější, než si tvůrci politik dříve uvědomovali. S tímto poznáním a šířením poselství se zdá, že MIT obnovuje své výrobní výzkumné a inovační úsilí v klíčové době, se čtyřnásobným zaměřením na technologii, rozvoj pracovní síly, politické úsilí a inovace.

Vybrané publikum průmyslníků a vládních činitelů s rozhodovací pravomocí (s působivou přítomností amerického ministerstva obrany) mělo možnost zažít bezprecedentní řadu stipendií souvisejících s výrobou na MIT, od obnovitelných zdrojů přes výrobu čipů až po výrobu kovových aditiv. Profesor John Hart, organizátor akce, řekl: „Výroba je motorem naší ekonomiky a stojíme na křižovatce mezi příslibem nových výrobních technologií a zoufalými potřebami naší pracovní síly, průmyslové základny a inovačního ekosystému. Odbornost a zájem o výrobu pokrývají celý institut a nyní je čas dát komunitu MIT dohromady, aby pochopili, jak můžeme v této kritické době dosáhnout největšího dopadu. Na sympoziu jsme měli odborníky z MIT téměř ze všech oborů, kteří toužili spolupracovat, mezi sebou navzájem as vládou, průmyslem a dalšími univerzitami. Doufáme, že je to jen začátek mnohem většího, koordinovaného úsilí."

Šíře a hloubka témat a odborných znalostí na této akci naznačovaly, že úsilí MIT ve výrobě by mohlo odpovídat rozsahu předchozích iniciativ, jako je např. Energetická iniciativa MIT. Možná, že sympozium předznamenává takový krok nebo zájem jeho fakulty pozvednout výrobu na MIT na takovou úroveň. To by bylo moudré. Výroba hraje v ekonomice mnohem důležitější roli, než za kterou se dostává uznání. Se změnou klimatu, geopolitickým rizikem a technologickým nebezpečím v důsledku střetu pokročilých, ale v mnoha ohledech nepoužitelných řešení pro pracovní sílu, která se musí nekonečně školit, aby se vešla do beznadějně zdlouhavé průmyslové technologie 4.0, jsme jen zřídkakdy měli větší potřebu nový motor růstu.

MIT není jedinou institucí s tak silným úsilím ve výrobě. Mezi další patří Institute for Manufacturing University of Cambridge (IfM) od roku 1998, The Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) od roku 1991 a Carnegie Mellon Manufacturing Futures Institute udělila v roce 150 grant ve výši 2021 milionů dolarů od Nadace Richarda Kinga Mellona, ​​aby byla iniciativa z roku 2016 trvalá. Ale MIT může být místem, kde má nejkomplexnější perspektivu nejvyšší pravděpodobnost, že se vytvoří v tomto klíčovém okamžiku historie. Je to kvůli šíři její činnosti a mimořádné hodnotě, když se rozptýlená dokonalost profesorů napříč vědou, inženýrstvím, managementem a společenskými vědami spojí, aby vytvořila koherentní vizi. To je na MIT běžný jev, ale ne takový, který přichází zdarma, protože vyžaduje masivní financování.

Vynaložte téměř veškerou energii na zjišťování, v čem je problém

Na akci vystoupil prof. Elsa Olivettiová zopakoval radu Alberta Einsteina strávit 99 procent času identifikací problému a pouze 1 procento času implementací řešení. Mluvila o výzvě udržitelnosti, ale pojďme ji aplikovat na výrobu. Co je za problém? Podle mnoha z 34 řečníků na této akci MIT jedním slovem deindustrializace, která prořídla nejproduktivnější sektor ekonomiky na základě špatně koncipovaných zkratek ze strany ekonomů práce navázaných na politický establishment. Profesor institutu MIT Suzanne Berger připomněl publiku, že v 1990. letech na Harvardu Larry léta zpochybňován, zda je výroba v USA vůbec potřeba!

S žádným konkrétním projevem svého chápání role technologie ve společnosti Summers slepě přijal automatizační pravdu, že „technologie umožňuje produkci mnohem většího výkonu s mnohem menším počtem lidí“, což je omyl, který v průběhu let opakovaně zastupoval, například v Ekonomická výzva budoucnosti: pracovní místa (2014). Je zřejmé, že technologie na základní úrovni umožňuje efektivnější výrobu, o tom není sporu. K takovému uvažování však neodmyslitelně patří představa, že výroba je nějakým způsobem podřadným způsobem růstu, protože růst spočívá ve službách. Když to řeknu takto, zakrývá to skutečnost, že i když je rutinní práce automatizována, téměř všechny inovace ve společnosti, zejména ve výrobě, jsou stále prováděny lidmi, nikoli stroji. Mainstreamoví ekonomové jsou v tomto rozjetém ​​vlaku již třicet let a nestává se to pravdivější, protože se odmítají zabývat vnitřní logikou výroby.

Postindustrialismus měl mnoho otců, zejména Daniel Bell, a měl pravdu na okraji, ale nakonec špatně. Jeho vynalezený lineární model, který naznačuje, že existuje přirozený, na cestě závislý přechod od zemědělství k výrobě a nakonec ke službám, je přesně tím druhem ubohé futuristické záliby založené na povrchních pozorováních, kterou musíme v nadcházejícím desetiletí vykořenit. Mimo jiné je to tragédie pro venkovské regiony (viz Deindustrializace venkova Ameriky: Ekonomická restrukturalizace a venkovské ghetto). Mnoho (ne všichni) ekonomové mají tendenci postrádat, že produktivita není vázána pouze na automatizaci, ale na lidské úsilí vyladit výrobní proces rozšířený o stroje (viz. Rozšířený Lean). Důležité není množství toho, co se vyrábí, ale to, že společnost neustále produkuje kvalitní inovace, které neustále mění povahu toho, co výrobní sektor dělá. Možná je čas trávit méně času v tabulkách a více času v továrnách?

MIT 2013 Výroba ve studii Innovation Economy (PIE). vyvrátil bezduchou fascinaci službami jako novým hnacím motorem ekonomiky. Ve snaze analyzovat, jak se inovace přesouvají na trh, PIE
PIE
studie místo toho doporučila inovovat systémy výroby. Ukázala, jak se výroba chová jako místa inovací a jako umožňovači škálování až po komercializaci toku inovací z amerických výzkumných laboratoří, univerzit, veřejných laboratoří a průmyslových zařízení pro výzkum a vývoj. Argumentovalo tím, že místo toho, aby se Amerika vzdala výroby, měla by se poučit z úspěšných modelů Německa a Číny, ať už jde o zaškolení pracovní síly pro celou populaci nebo o rozšíření pomocí dotací, aby bylo dosaženo efektů platformy masové výroby. Jakkoli však PIE na okamžik přinesl povědomí do Kongresu, nepodařilo se mu vytvořit širší politickou změnu.

Abychom byli upřímní: problémem, kterému čelíme, může být spíše nekrvavá analýza příliš jistých sociálních ekonomů než samotná deindustrializace, protože tento jev by nikdy nenastal v takovém rozsahu, v jakém se to stalo, bez jejich prázdných tabulek usnadňujících úpadek.

Výrobní dědictví Nové Anglie

Profesor David Mindell hovořil o tom, jak ranní bostonští průmyslníci viděli výrobu jako ušlechtilý způsob růstu bohatství. Boston Manufacturing Company, kterou v roce 1813 zorganizoval Francis Cabot Lowell, bohatý bostonský obchodník, ve spolupráci se skupinou investorů později známých jako Boston Associates, provozoval jednu z prvních továren v Americe. Továrna, která vznikla ve Walthamu v Massachusetts pro výrobu bavlněných textilií, využívala vodní energii. Další závody byly Lowell, Lawrence a Manchester, NH. Uprostřed toho všeho byla v roce 1861 založena MIT. O několik let později továrna United Shoe Machinery, založená v roce 1899 v Beverly, Massachusetts, monopolizovala obuvnické stroje.

Když se Yankeeové dostali do Detroitu a Henry Leland v roce 1902 spoluzaložil Cadillac, tento počáteční tah vybudoval americký systém výroby. Mnohem později Maynard v MA sídlící Digital Equipment Corporation (DEC), počítačový gigant založený v roce 1957, exceloval v oblasti minipočítačů v 1970. letech a v 1980. letech představil systémy VAX a Alpha, ale v roce 1998 byl složen do Compaq. Příběh vypráví, že Nová Anglie byla deindustrializována téměř stejně efektivně – a s těmito účinky žijeme dodnes. Přesto výrobní průmysl v Nové Anglii nadále prosperoval díky rozvoji nových výklenků, jako je elektronika, farmaceutika, obrana a letectví. Mezi dnešní definující regionální společnosti patří boston Scientific, Moderní, Hologic, Bose Corporation, Elektrická loď General Dynamics, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorskya nově se objevující inovátoři jako např Ginkgo Bioworks a Desktop Metal. Procento pracovní síly zaměstnané ve výrobě se odhaduje na přibližně 8 %, což je, pravda, mírně pod celostátním průměrem USA (viz Výrobní stopa a význam pracovních míst ve výrobě v USA, 2015). Mindell poukázal na to, že naše největší myšlenky jsou vyjádřeny v tom, jak věci vyrábíme.

Pracovní síla, technologie a politika – v jakém pořadí na nich záleží?

Ben Armstrong, dočasný výkonný ředitel a výzkumný pracovník v Industrial Performance Center na MIT, poukázal na to, že mezi výrobními firmami s méně než 500 zaměstnanci je k dnešnímu dni propastné přijetí technologií. Přemýšlel, co s tím dělat. Ve skutečnosti, Studie MIT Work of the Future našli v americkém průmyslu méně robotů, než se očekávalo. Profesor Julie Shah, významný odborník na sociální robotiku, spoluautor nedávné knihy Co očekávat, když očekáváte roboty: Budoucnost spolupráce člověka a robota, poukázal na to, že lidé, kteří rozumí práci, musí být schopni řídit technologii. To platí, ať už mluvíme o frézkách nebo robotech. Továrna na zhasnutá světla není ideální, protože stroje neinovují, ale lidé ano. Podobně jako piloti v kokpitu mají lidé jedinečné přednosti ve strukturování a nezapomínají na problémy s restrukturalizací. Profesor David Hardt hovořil o pokračujícím vedoucím postavení MIT ve výrobním vzdělávání prostřednictvím magisterských a mikro magisterských titulů v pokročilá výroba a design s povolenkami pro smíšenou online/místní studijní cestu.

Zvláštní asistent prezidenta pro výrobu a ekonomický rozvoj, Elisabeth B. Reynoldsová na živém přenosu z Cincinnati, kde prezident oznámil Program Additive Manufacturing Forward (AM Forward)., nám připomněl, že prezident Biden je poválečným prezidentem s největším podílem na oživení výroby v USA a také za to dává dolary. Michael Britt-Crane, který vede vzdělávání a rozvoj pracovních sil v týmu Manufacturing Technology (ManTech) v Úřadu náměstka ministra obrany pro výzkum a inženýrství, podtrhl federální vedoucí postavení v rozvoji pracovní síly ve výrobě v devíti institutech pro inovace ve výrobě sponzorovaných DoD. Jak zdůraznil: „Naši bojovníci to nemohou použít, pokud to naši američtí výrobci nedokážou vyrobit. Předchozí investice, jako je 4.5 miliardy dolarů udělených institutům financovaným DoD s křížovými shodami nad 2 miliardy dolarů od průmyslu, jsou výchozími body pro další urychlení regionálních investic do pracovní síly.

ředitel speciálních projektů na MIT, Bill Bonvillian poukázal na to, že výroba není vždy považována za nedílnou součást inovačního systému a že míra účasti na trhu práce je na historických minimech. Bonvillian vysvětlil, že s ústupem vlády USA od inovací a do vědecky založeného výzkumu a vývoje následuje správce vědy Vannevard BushTrvání na vědě jako na „nekonečné hranici“. Éra Sputniku viděla rozpočtovou spirálu NASA poháněnou myšlenkou průzkumu vesmíru a budováním DAR
AR
PA program, který podporoval internet. Osmdesátá léta však dokončila ústup, a přestože energetická výzva 1980. let nakonec skončila ARPA-E v roce 2009 pravděpodobně ještě nevedl ke stejně zásadnímu pokroku jako projekt ARPANET agentury DARPA. Přesto ARPA-E poskytla přibližně 3 miliardy dolarů na financování výzkumu a vývoje pro více než 1,294 129 potenciálně transformačních projektů energetických technologií a se XNUMX novými společnostmi, které vznikly.

Dnešní pokročilá výrobní éra s 16 výrobními instituty (Výroba USA) umožnilo velké množství testovacích zařízení, ale žádný širší přístup. Geopolitické hybatele, jako jsou autokratické vlády a krize dodavatelského řetězce, učinily z výroby důstojný důvod k soustředění, říká Bonvillian, který si představuje novou „myšlenkovou komunitu“. Ale kdo by měl přemýšlet? Akademici? Pracovníci? Inženýři? Tvůrci politik? Zdá se, že odpověď zní: vše výše uvedené.

Stroje budoucnosti jsou pouze nelidskou částí této budoucnosti

Na sympoziu vystoupili také odborníci v klíčových průmyslových oblastech, které budou hybnou silou příští generace výroby. Profesor Duane Boning mluvil o strojovém učení ve výrobě. Jarrod Goenzel, ředitel, MIT Humanitarian Supply Chain Lab, hovořil o odolných dodavatelských řetězcích. Profesor Ježíš del Alamo hovořil o (slabé) naději na obnovení vedoucího postavení USA v mikroelektronice. Profesor Zachary Cordero zmínil, jak již v roce 2015 virtuální vzlet a přistání (VT
VT
OL) s opakovaně použitelnou dvoustupňovou raketou SpaceX Falcon 9 začal transformovat náklady na náklad na oběžnou dráhu a je základem pro úsvit bezprecedentního věku vesmírné výroby, kdy budeme svědky výroby kovu na požádání ve vesmíru raketoplány na oběžné dráze.

Profesor Yet-Ming Chiang poukázal na to, že svět potřebuje alespoň 100 terawatthodin instalovaného úložiště za 20 USD za kilowatthodinu do roku 2050 pomocí nových levných chemických látek s cílem dosáhnout hluboké dekarbonizace fosilní základní energie. Profesor Elsa Olivettiová poznamenal, že firemní závazky v oblasti klimatu nabývají na síle díky iniciativě 100% obnovitelné elektřiny RE100 nyní ve 350 společnostech iniciativa pro cílené vědecky podložené cíle (SBTi) nyní u 2800 společností, ClimateAction100+ s 615 investory s 60 biliony dolarů – a Net Zero Asset Managers Alliance nyní má 128 členů se správou aktiv ve výši 43 bilionů dolarů.

Nakonec panel o škálování výrobních startupů (úplné zveřejnění: moderováno mnou) zkoumal budoucnost oboru. Podnikatelé Elise Strobach, spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Materiály AeroShield, Natan Linder (CEO a spoluzakladatel společnosti Tulipán, předseda a spoluzakladatel Bednění), a Martin Feldmann (CEO a spoluzakladatel společnosti Vulcan Forms) ilustroval gruntovní práci a shon škálování. AeroShield (2019) používá aerogely k izolaci oken pomocí superizolačních vložek (a zvýšení účinnosti solárních tepelných článků). Tulip je přední operační platforma pro digitální výrobu i mimo ni. Formlabs je lídrem v oblasti stolního 3D tisku. Vulcan Forms si klade za cíl být měřítkem v masové výrobě kovových přísad. Profesor vedení MIT Charles Fajn načrtl, co vidí jako deset nástrojů pro podnikatelské škálování: (1) Processifikace, (2) Profesionalizace, (3) Kulturizace, (4) Automatizace, (5) Segmentace, (6) Platformizace, (7) Spolupráce, (8) Kapitalizace, (9) replikace a (10) vyhodnocení (přibíjení, škálování a plachtění), přičemž je třeba poznamenat, že začínající výroba a řízení provozu začínají v této oblasti znamenat rozdíl.

Metaverse, prosím, ustupte dobrovolně. Výroba je možná nejzajímavější inovační obor, na který je nyní třeba se zaměřit. Výzvy pro dosažení štíhlé výroby se nezmenšily s nárůstem technologických schopností, možná proto, že technologie mají tendenci mít příliš nedostatečně vyvinutá uživatelská rozhraní, aby vyhovovala pracovní síle. Odtud pramení výzva ke školení, která dusí výrobní organizace. Opravte to a jsme o tři kroky napřed. Ve Walkerově památníku na MIT 6. května bylo hmatatelné vzrušení. Nemyslím si, že to bylo jen vzrušení z opětovného osobního setkání. Výroba musí a znovu se dostane na titulky. Hart potvrdil, že sympozium je součástí většího úsilí sblížit výrobní komunitu na MIT a prozkoumat koncept nového centra, které spojuje fakultu a studenty s průmyslem a vládou a prosazuje nový odvážný program.

Pokud však v tomto desetiletí nastane nová průmyslová éra, může to být díky synergii technologie a lidí a prostřednictvím politik a organizací, které sladí pobídky mezi obchodními cíli, rozvojem pracovní síly a inovacemi, jako je aditivní výroba a automatizace.

Tovární inovace nastávají, když se lidé přizpůsobují a vytvářejí nové výrobní procesy, a to za použití jakýchkoli prostředků, které právě používají, ať už pokročilých nebo jednoduchých. Technologie je často její součástí, ale jen zřídkakdy spouští.