La carenza di manodopera sta uccidendo la produzione americana. Ecco come l'IA può riportarlo in vita.

Il settore manifatturiero statunitense è pronto per una significativa ripresa. Le debacle della catena di approvvigionamento causate dalla pandemia hanno mostrato la debolezza di un'eccessiva dipendenza da una catena di approvvigionamento lunga, in particolare al di fuori degli Stati Uniti.

Inoltre, le crescenti tensioni con la Cina hanno indotto gli Stati Uniti a mettere in dubbio la loro dipendenza dalla produzione cinese per il successo economico. Questi problemi hanno cambiato l'impegno delle aziende manifatturiere statunitensi a costruire localmente.

Il problema è che l'industria manifatturiera americana è a corto di manodopera per guidare quella rivoluzione. Semplicemente non ci sono abbastanza lavoratori qualificati per fare il lavoro, né abbastanza lavoratori non qualificati disposti a imparare.

Tuttavia, la necessità è davvero la madre dell'invenzione. La carenza di manodopera nel settore manifatturiero ha spianato la strada a un'ampia diffusione di alcune interessanti innovazioni nell'Intelligenza Artificiale per il settore manifatturiero. Questi sviluppi sono così potenti che McKinskey prevede che ne creeranno alcuni $ 3.7 trilione di valore by 2025.

Ma prima di entrare nel merito, diamo una rapida occhiata alla crisi del lavoro che sta fomentando la rivoluzione.

Ecco quanto è grave il problema del lavoro nella produzione americana

Anche se tutti i lavoratori qualificati in America fossero impiegati, ci sarebbero comunque 35% in più di posti di lavoro vacanti nel settore manifatturiero dei beni durevoli rispetto a lavoratori qualificati in grado di riempirli. Deloitte prevede una carenza di oltre due milioni di lavoratori manifatturieri americani entro il 2030, che rappresenta un costo opportunità di $ 1 trilione di dollari all'anno.

Se non viene controllato, le cose probabilmente peggioreranno, non miglioreranno. Ce ne sono ancora alcuni 40 milioni di Baby Boomers nella forza lavoro—circa il 25% della forza lavoro totale, molti dei quali in ruoli manifatturieri "old school". Mentre i boomer vanno in pensione, i lavoratori più giovani evitano i lavori nel settore manifatturiero a favore della tecnologia, dell'assistenza sanitaria e di altre opportunità in cui le condizioni di lavoro e le retribuzioni sono più allettanti.

Gli Stati Uniti potrebbero aumentare rapidamente l'immigrazione da paesi in cui i lavoratori sono ansiosi di ottenere un impiego americano, ma ciò comporta una serie di sfide e richiederebbe più stregoneria politica di quanto io possa immaginare possibile. Inoltre, i datori di lavoro potrebbero diffidare della formazione di nuova manodopera qualificata solo per vedere le loro operazioni chiuse ancora una volta durante il prossimo blocco.

Per mantenere le macchine in funzione, i produttori americani devono trovare alternative al lavoro umano.

L'IA può essere una parte importante della soluzione per la carenza di manodopera

Parte della soluzione a questo problema, ovviamente, è l'intelligenza artificiale. Come per altri settori, è inevitabile che molti lavori precedentemente umani vengano sostituiti con l'intelligenza artificiale. Ma invece di preoccuparsi posti di lavoro a rischio di IA, in questo caso dovresti pensare a come l'IA può aiutare a mantenere le tue operazioni in esecuzione e il tuo personale umano impiegato.

Ecco solo alcuni dei modi in cui l'IA nella produzione aiuterà a mitigare la carenza di manodopera e a rivoluzionare il modo in cui i prodotti vengono realizzati sul suolo statunitense:

Automazione robotica

I robot sono stati utilizzati per decenni in settori come la produzione automobilistica e le acciaierie, dove hanno eseguito operazioni di produzione ripetitive come il sollevamento di carichi pesanti e la saldatura dei giunti. Tuttavia, questi robot convenzionali sono stati progettati solo per eseguire compiti definiti in modo molto ristretto in circostanze estremamente prevedibili.

Oggi, le applicazioni di intelligenza artificiale come quelle di Siemens Unità di elaborazione neurale simatica stanno consentendo alle braccia del robot di afferrare e manipolare oggetti indipendentemente dal loro orientamento, velocità o posizionamento. Ciò significa che robot e "co-bot" (assistenti robotici progettati per lavorare al fianco degli esseri umani) possono essere addestrati per eseguire un'ampia varietà di lavori in catena di montaggio, proprio come fanno gli umani. Nel frattempo, i veicoli a guida autonoma (AGV), dotati di funzioni di intelligenza artificiale come la mappatura, il rilevamento di anomalie di superficie e la tecnologia per evitare oggetti, possono trasportare parti e prodotti finiti attraverso magazzini e stabilimenti al posto delle squadre di carico e degli operatori di carrelli elevatori.

Insieme, queste innovazioni robotiche basate sull'intelligenza artificiale possono almeno salvare 75% del costo del lavoro di utilizzare solo le persone, consentire una produzione continua 24 ore su XNUMX e aiutare a evitare lesioni dovute ai pericoli della catena di montaggio, alla movimentazione di materiali pesanti e ai movimenti ripetitivi. Non sorprende che la robotica moderna stia già guidando a ribaltamento delle fortune manifatturiere in posti come Singapore e la Corea del Sud. Perché non fare lo stesso negli Stati Uniti?

Additivo di produzione

Un'altra area in cui l'IA sta aiutando ad alleviare la carenza di manodopera nel settore manifatturiero è nella stampa 3D. Secondo l'approccio convenzionale, progettisti e ingegneri altamente qualificati devono sfruttare anni di esperienza e un approccio "migliore ipotesi" per arrivare alla migliore soluzione di progettazione. Ma l'intelligenza artificiale ora consente un approccio rapido e generativo allo sviluppo di soluzioni di progettazione complesse e altamente ottimizzate che possono essere prodotte rapidamente attraverso la stampa 3D.

L'apprendimento automatico nei sistemi software come Netfabb di Autodesk, ad esempio, consente ai produttori di farlo inserire i parametri di progettazione e richiedere le opzioni più efficienti, efficaci e realizzabili. Una volta selezionato un progetto, utilizza l'IA di aziende come NNAISENCE reti neurali e gemelli digitali per prevedere, monitorare ed eliminare i difetti nel processo di produzione additiva, aiutando a evitare costosi ritardi ed errori. È persino possibile utilizzare software di intelligenza artificiale come Alchemite di Intellegens immagina materiali nuovi ed esotici adatto a specifiche esigenze di produzione e utilizzo del prodotto.

Se tutte queste funzioni incredibilmente complesse dovessero essere eseguite solo dagli esseri umani, richiederebbero team molto più grandi di ingegneri e designer altamente qualificati e spesso porterebbero a risultati inferiori.

Visione artificiale

Quando immagini una catena di montaggio di produzione, probabilmente immagini prima un nastro trasportatore di prodotti trasportati da una stazione all'altra, dopodiché i lavoratori umani ispezionano i prodotti mentre si fanno strada. Nella maggior parte degli ambienti di produzione, questo non è molto lontano dalla verità. È un lavoro ripetitivo, laborioso e soggetto a errori, ma è vitale per il processo di garanzia della qualità.

entrare Visione artificiale autonoma (AMV), guidato da società di intelligenza artificiale come Inspekto e Matroid. Utilizzando telecamere e intelligenza artificiale che riconoscono la forma, l'orientamento e le condizioni dei prodotti della catena di montaggio in varie condizioni di illuminazione, i sistemi AMV possono contare e tracciare gli articoli, individuare i difetti e ordinare i prodotti di conseguenza, mentre corrono. Ciò elimina gran parte della necessità di occhi e mani umani nel processo di controllo qualità.

La visione artificiale può essere utilizzata anche per supportare l'imballaggio, la pallettizzazione e il carico di merci, risparmiando manodopera, tempo e denaro. Soluzioni di aziende come RobitIQ e Spiroflow possono determinare il metodo di pallettizzazione ottimale, ad esempio, dopo di che un braccio robotico afferra e posiziona automaticamente i cartoni sui pallet.

Ottimizzazione della produzione

Quando le macchine di produzione si interrompono, spesso sono necessari analisi e agenti di riparazione specializzati, spesso inviati dal produttore, che costano tempo e denaro. Non solo l'IA di fornitori come Vanti e 3DS può essere utilizzata per monitorare l'usura di macchine e stampi in modo che la manutenzione preventiva possa essere programmata per un tempo ottimale, ma può anche monitorare temperatura, umidità e variazioni di funzionamento per diversi prodotti e materiali, in modo che le macchine di produzione possono essere ottimizzate in base alle condizioni attuali.

Quando qualcosa va storto, l'IA può analizzare tutte le possibili ragioni e proporre la migliore linea d'azione probabile. Questo è qualcosa che solo un ingegnere di manutenzione umano di grande esperienza può fare nella maggior parte delle fabbriche.

Ma non si tratta solo di manutenzione e controllo dei danni. I sistemi cloud ed edge basati sull'intelligenza artificiale come Brilliant Manufacturing Suite di GE e Mindsphere di Siemens stanno lavorando per collegare e gestire l'intero processo di produzione end-to-end, dalla progettazione alla pianificazione della domanda e all'inventario dei materiali, dal consumo di energia alla logistica di fine gioco.

La necessità di IA nella produzione è ancora maggiore di quanto pensi

Immagina robot antropomorfi con una gamma così ampia di funzioni fisiche e adattabilità basata sull'intelligenza artificiale che saranno in grado di svolgere quasi tutti i lavori manuali che gli esseri umani possono attualmente svolgere. Quando ciò accadrà, che differenza farà il costo del lavoro nei paesi in via di sviluppo come vantaggio competitivo? I produttori basati sull'intelligenza artificiale non dovranno reclutare e formare quasi tanti lavoratori. Si preoccuperanno meno della prossima pandemia e del blocco. Eviteranno molte delle sfide da un'unica fonte che sono venute insieme alla nostra attuale crisi di gestione della catena di approvvigionamento. E altro ancora.

Man mano che i sistemi di intelligenza artificiale sono esposti a un numero sempre maggiore di dati, miglioreranno continuamente, creando un effetto volano che lo farà ti ha messo fuori gioco se perdi il treno Tuttavia, questa rivoluzione ha anche il potere unico di ringiovanire completamente la manifattura americana, rendendola forse ancora una volta tra le più competitive al mondo.

La rivoluzione manifatturiera dell'IA sta avvenendo proprio ora, non in un punto inimmaginabile all'orizzonte. Questa crisi del lavoro non è un fastidio passeggero. Fa parte del nuovo panorama imprenditoriale che dovremmo aspettarci negli anni a venire. Produttori che posizionano AI come il fattore chiave del loro successo raccoglierà i frutti nel nostro decennio in corso.

Se sei interessato a come l'IA sta determinando i vincitori e i perdenti negli affari e come puoi sfruttare l'IA a vantaggio della tua organizzazione, ti incoraggio a rimanere sintonizzato. Scrivo (quasi) esclusivamente su come dirigenti senior, membri del consiglio di amministrazione e altri leader aziendali possono utilizzare l'IA in modo efficace. Puoi leggere gli articoli passati ed essere avvisato di quelli nuovi facendo clic su pulsante "segui" qui.