E se le migliori tecnologie nel settore manifatturiero lavorassero insieme?

Una pletora di tecnologie plasma la produzione e continua a farlo. Pensa alla lavorazione CNC, alla robotica, alla stampa 3D, alla robotica, al software, all'Internet delle cose (IoT), ai gemelli digitali, all'IA/AR e alla fotonica, solo per citarne alcuni importanti. Quello che ognuno può fare è sorprendente. Ma queste tecnologie hanno origini, forma fisica e portata diverse, in termini di hardware, biologia, materiali o software.

Pensala non solo come una differenza materiale, ma come una sfida del linguaggio. Ognuno appartiene a categorie separate, ma non tutti le parlano tutte. Anche le macchine biologiche o software non sempre comunicano tra loro. Per le macchine in officina, questo può diventare un problema.

Diverse tecnologie di produzione sono uscite dai laboratori universitari, come MIT, Stanford, University of Cambridge o Carnegie Mellon, tutti luoghi che affermano di conoscere la comunicazione. Mentre altri sono stati sviluppati dalla ricerca e sviluppo del settore come in Bell Labs, comprensibilmente più applicati a uno scopo specifico. La tecnologia con una portata sorprendentemente ampia per l'energia applicata è emersa da laboratori militari come Los Alamos, o laboratori senza scopo di lucro come il CERN, persino accademie come l'Accademia cinese delle scienze. Alcuni sono emersi come sforzi di collaborazione tra settori, come la società tedesca Fraunhofer. Al giorno d'oggi la maggior parte delle tecnologie sono un mix di quanto sopra, basandosi su un insieme cyber-fisico di materiali per funzionare. Le tecnologie sviluppate secoli fa si trovano ancora nelle officine. Tuttavia, contrariamente ai discorsi vuoti dell'evoluzione graduale da 1.0 a 4.0 generazioni, possono coesistere. È un problema se alcuni di essi sono stati progettati per funzionare con altri e alcuni sono stati progettati per funzionare da soli?

I tecnologi complicano le cose. Non stiamo cercando di metterci in mostra, ma parliamo il nostro linguaggio specialistico. Parli di tecnologia? Potresti parlare un po', abbastanza per cavartela, forse, ma ci sono molti linguaggi tecnologici. L'ovvio del lavoro d'ufficio è la programmazione. C++, Python o Fortran, ognuno impiega eoni per imparare e, se ne emergeranno di migliori, potrebbero estinguersi. Nella produzione, parlare di tecnologia potrebbe significare essere un mago nel funzionamento di macchine industriali o nella padronanza dei sistemi di controllo industriale. Forse sei un irriducibile operatore di lavorazione CNC o ami utilizzare i robot? Va tutto bene. Perché allora sei molto richiesto. Ma sarebbe positivo per la società se tutti imparassero a utilizzare robot, stampanti 3D, computer o gemelli digitali. Come possiamo farlo senza codificare?

Immaginare un futuro modulare

Facciamo un esperimento mentale. Immagina che la produzione sia iniziata come LEGO. Intendo mattoni di plastica intercambiabili, o addirittura qualsiasi parte modulare con cui puoi costruire cose. Costruisci torri, città o taxi. I LEGO possono sembrare semplici ma costruire con loro richiede capacità motorie, consapevolezza spaziale, ragionamento, capacità di impegnarsi in giochi fantasiosi e varie altre abilità. LEGO fa parte da anni dei corsi del MIT Media Lab. C'è un Corso di robotica LEGO su MIT open Courseware sviluppato nel lontano 2007. Mindstorms, un sistema di invenzione robotica che ha rivoluzionato i kit di costruzione LEGO, è nato dalla collaborazione ventennale di LEGO con il Media Lab. Appartengo all'orgogliosa categoria di AFOLS, "fan adulti di LEGO" (vedi Esclusiva LEGO: gli AFOL ci hanno insegnato a prendere sul serio gli adulti). Quando i miei figli smettono di giocare con i LEGO, sono io quello che deve essere portato giù per cena. È importante sottolineare che una volta che hai costruito qualcosa, il divertimento non è finito. Puoi continuare a giocare con ciò che hai costruito, adattarlo o addirittura demolirlo e ricominciare da capo. Ricominciare da capo è fondamentale. Non c'è niente che gli appassionati di LEGO odino di più dei pezzi incollati insieme.

Ora immagina di aver costruito una fabbrica semplicemente con i pezzi LEGO. Cosa significa? Per uno, significa che puoi riconfigurare la tua fabbrica pezzo per pezzo. Significa anche che, anche se una fabbrica complessa richiede specifiche e progetti, tutti possono prendere parte alla sua costruzione. Non ti piace il modo in cui funzionano le macchine a controllo numerico? Costruiscine uno diverso, più piccolo, più grande. Mettilo da qualche altra parte se non ti piace dove lo metti.

Per chiarezza, non sto suggerendo di costruire effettivamente una fabbrica in LEGO. È il principio alla base, la spinta creativa, che rispetto. Lo dico nello stesso modo in cui ritengo che i servizi governativi sarebbero diversi se fossero gestiti dalla Disney. Immagina un braccialetto "magico" che ti dia pieno accesso a tutto ciò che il governo ha da offrire ma con facce sorridenti ovunque. Ora, la metafora non è letterale e non voglio davvero che la Disney guidi il governo.

La produzione non è come LEGO o Disney. Non siamo più all'asilo (non ci sono mai andato – che alcuni dicono spiega molto della mia giocosità) ma la realtà è che le tecnologie non sono intercambiabili o interoperabili – diremmo in termini tecnici. In questi giorni, è popolare pensare in termini di "primi principi;". Dobbiamo ringraziare Elon Musk per questo (vedi Perché innovatori come Elon Musk e Jeff Bezos adottano questa antica tecnica di risoluzione dei problemi). Un primo principio è quello che non può essere dedotto da nessun altro presupposto. I filosofi amano il primo pensiero basato sui principi. Descartes, ad esempio, disse che il suo punto di partenza era che la sua stessa mente esiste ("cogito ergo sum"). Ora, nei tempi moderni, gli scienziati sono famosi per pensare in base ai primi principi. Tranne, lo fanno davvero?

Dalle analogie ai principi primi

Basta con le mie analogie. Ci siamo abituati a pensare per analogia invece che per primi principi. È una scorciatoia. Tuttavia, quando si costruiscono macchine, l'analogia è un vicolo cieco perché porta alla mediocrità. Invece di ricostruire le fabbriche da zero, i produttori ricorrono spesso al retrofit dei cosiddetti "campi marroni" invece di costruire "campi verdi" che sono più costosi. La tecnologia industriale è una grande rete di macchinari e software nuovi e vecchi che a malapena si collegano insieme. I grandi produttori, o i loro fornitori di tecnologia, preferiscono integrare le tecnologie di avvio tramite fusioni e acquisizioni invece di inventare qualcosa da soli (basato su componenti aperti) o collaborare con le startup. La strategia "stare sulle spalle dei giganti" o "scegliere vincitori" funziona abbastanza bene per ottenere risultati rapidi. Tuttavia, ci mettiamo in un angolo se contraiamo debiti tecnologici.

Conrad Leiva, direttore di Ecosystem and Workforce Development al CESMII, scrive l'istituto di produzione intelligente statunitense 7 primi principi che si sommano alla produzione intelligente. Leiva cita sicurezza, approfondimenti in tempo reale, dashboard proattivi, apertura, resilienza, scalabilità e sostenibilità. Il problema è che questi sono concetti con cui tutti possono essere d'accordo, ma a meno che non standardizziamo la terminologia, impegniamo i produttori ad agire e regoliamo le interazioni, lo "stare insieme" non avverrà magicamente.

Invece, dovremmo iniziare da zero; Gli approcci basati su "app" partono da una nuova premessa. Come spiega un primo principio: “chiunque stia cercando di risolvere un problema dovrebbe avere i mezzi per farlo”. Per farlo, invece dei mattoncini LEGO, abbiamo le app. Che cos'è un'app se non un semplice algoritmo che trasforma i flussi di lavoro industriali in un processo in grado di raggiungere un obiettivo aziendale. Le app sono implementate nel codice del computer, ma per funzionare come i mattoncini LEGO, questo codice non è un requisito necessario per la comprensione da parte dell'utente. Le app possono essere preconfigurate, ma dovrebbero essere facilmente configurabili. Sono una versione potente di un foglio di calcolo con un'interfaccia drag-and-drop. Se puoi utilizzare un cellulare, puoi utilizzare un'app e, se puoi giocare ai giochi per computer, puoi diventare uno sviluppatore di app. Le buone app di produzione si connettono alle macchine per svolgere lavori reali in officina o nella catena di approvvigionamento: ordinare cose, istruire il lavoro, monitorare la qualità e spedire i prodotti. Le app lo fanno aumentando i lavoratori, non sostituendoli.

Cosa potremmo ottenere se le migliori tecnologie nel settore manifatturiero lavorassero insieme? Con la cosiddetta produzione basata su software costruita su una piattaforma intercambiabile ("interoperabile"), potremmo costruire microfabbriche in pochi minuti, che potrebbero realizzare prodotti avanzati a casa tua, nel tuo spazio di produzione a scuola o nella comunità o sul posto di lavoro. Attesa? Questo esiste già. L'analogico è il fablab rete, filando fuori dal Professor Neil Gersenfeld's lavoro al MIT. Tranne che i FabLab sono solo per le migliaia di appassionati di volontariato.

Sto parlando di cambiare l'intera logica della produzione, passando a una piattaforma modulare gestita dal drag-and-drop. Mentre la tecnologia web penetra lentamente nella produzione, stiamo per scoprire cosa potrebbe essere. Tuttavia, potrebbe volerci del tempo perché non è nell'interesse di tutti. E se imponessimo che qualsiasi tecnologia in officina deve comunicare con gli altri. Allo stesso modo sarebbe inaccettabile tacere se si fa parte di un gruppo di umani che stanno cercando di imparare insieme. Per lo meno, qualsiasi tecnologia sponsorizzata dal governo dovrebbe avere un'interfaccia interoperabile. Se spendi denaro pubblico, fai una produzione che tutti i lavoratori possano usare. Non incollare insieme LEGO.