Иновативното производство изисква работници и машини в тандем, казват професори от MIT на симпозиума

Може да сме свидетели на зората на нова индустриална ера през това десетилетие. Удивително е, че може да е въпреки, а не заради успешното внедряване на интелигентни производствени технологии (които ние, вероятно, не сме имали). Съдейки от миналата седмица Производство @ Симпозиум на MIT: 2022 г. и след това, проведена в зашеметяващо красивата сграда на Мемориала на Уокър в Масачузетския технологичен институт, построена през 1916 г., се увеличават доказателствата, че производството, управлявано от хора в синергия с машини, е много по-основно за иновациите, отколкото политиците са осъзнавали преди. С това осъзнаване и за да разпространи посланието, MIT изглежда подновява своите производствени изследвания и усилия за иновации в ключов момент, с четирикратен фокус върху технологиите, развитието на работната сила, политическите усилия и иновациите.

Избрана публика от индустриалци и правителствени лица, вземащи решения (с впечатляващо присъствие на Министерството на отбраната на САЩ) трябваше да изпита безпрецедентен набор от стипендии, свързани с производството на MIT, от възобновяеми енергийни източници, до производство на чипове, до производство на метални добавки. Професор Джон Харт, организаторът на събитието, каза: „Производството е двигателят на нашата икономика и ние сме на кръстопът между обещанието за нови производствени технологии и тежките нужди на нашата работна сила, индустриална база и иновационна екосистема. Експертът и интересът към производството обхващат института и сега е моментът да обединим общността на MIT, за да разберем как можем да окажем най-голямо въздействие в този критичен момент. На симпозиума имахме експерти от MIT от почти всички дисциплини, желаещи да работят заедно, един с друг и с правителството, индустрията и други университети. Надяваме се, че това е само началото на много по-големи, координирани усилия."

Широчината и дълбочината на темите и експертният опит на събитието намекнаха, че усилията на MIT в производството могат да съответстват на мащаба на предишни инициативи като Енергийна инициатива на MIT. Може би симпозиумът предвещава подобен ход или интерес на неговия факултет да издигне производството в MIT до такова ниво. Това би било разумно. Производството играе много по-важна роля в икономиката, отколкото се приписва. С изменението на климата, геополитическия риск и технологичните опасности, дължащи се на сблъсък на модерни, но в много отношения неработоспособни решения за работната сила, изисквана безкрайно да се обучава, за да се вмести в безнадеждно безнадеждна технология на индустрията 4.0, рядко сме имали по-голяма нужда от нов двигател на растежа.

MIT не е единствената институция с толкова силни усилия в производството. Други включват Института за производство на университета в Кеймбридж (АкоМ) от 1998 г., The Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) от 1991 г. и Карнеги Мелън Институт за фючърси в производството отпусна безвъзмездна помощ от 150 милиона долара през 2021 г. от фондация Ричард Кинг Мелън, за да направи инициативата за 2016 г. постоянна. Но MIT може да е мястото, където най-изчерпателната перспектива има най-голяма вероятност да се формира в този ключов момент от историята. Това се дължи на широчината на дейността му и на огромната стойност, когато разпръснатите високи постижения на професорите в областта на науката, инженерството, управлението и социалните науки се събират, за да произведат последователна визия. Това е редовно явление в MIT, но не и безплатно, тъй като изисква огромно финансиране, за да се постигне.

Изхарчете почти цялата енергия, за да разберете какъв е проблемът

На събитието проф. Елза Оливети повтори съвета на Алберт Айнщайн да отделя 99 процента от времето за идентифициране на проблема и само 1 процента от времето за прилагане на решението. Тя говореше за предизвикателството за устойчивост, но нека го приложим към производството. Какъв е проблемът? Според много от 34-те лектори на това събитие на Масачузетския технологичен институт, с една дума, деиндустриализацията, която изтъни най-продуктивния сектор на икономиката въз основа на зле замислени преки пътища от икономисти по труда, обвързани с политическия истеблишмънт. Професор в Института на MIT Сузан Бергер напомни на публиката, че през 1990-те години на миналия век Харвард Лари Съмърс под въпрос дали изобщо е необходимо производство в САЩ!

Без особена демонстрация на разбирането си за ролята на технологиите в обществото, Съмърс сляпо прие истината за автоматизацията, че „технологията позволява производството на много повече продукция с много по-малко хора“, заблуда, която той многократно е представял през годините, напр. в Икономическото предизвикателство на бъдещето: работни места (2014). Ясно е, че на основно ниво технологията улеснява по-ефективното производство, това не е спорно. Въпреки това, присъщо на такова мислене е схващането, че производството е някак по-нисък начин за генериране на растеж, защото растежът се крие в услугите. Освен това, казано по този начин, това маскира факта, че въпреки че рутинната работа е автоматизирана, почти всички иновации в обществото, особено в производството, все още се извършват от хора, а не от машини. Мейнстрийм икономистите са на тази група вече тридесет години и това не става по-вярно, защото отказват да се ангажират с вътрешната логика на производството.

Постиндустриализъм имаше много бащи, особено Daniel Bell, и беше точно в периферията, но в крайна сметка беше погрешен. Неговият изобретен линеен модел, който предполага, че има естествен, зависим от пътя преход от селското стопанство към производството и в крайна сметка към услугите, е точно този вид лоши футуристични наклонности, базирани на повърхностни наблюдения, които трябва да изкореним през следващото десетилетие. Освен всичко друго, това е трагедия за селските райони (вж Деиндустриализация на селската Америка: Икономическо преструктуриране и селското гето). Това, което много (не всички) икономисти са склонни да пропускат, е, че производителността не е обвързана само с автоматизацията, а с човешките усилия за настройване на производствения процес, допълнен от машини (вж. Увеличен Lean). Това, което има значение, не е количеството на това, което се произвежда, а обществото продължава да произвежда качествени иновации, които продължават да променят естеството на това, което прави производственият сектор. Може би време да прекарвате по-малко време в електронни таблици и повече време във фабрики?

MIT през 2013 г Производството в изследването на иновационната икономика (PIE). опроверга безсмисленото увлечение от услугите като нов двигател на икономиката. Търсейки да анализира как иновациите се движат на пазара, PIE
PIE
вместо това проучване препоръчва иновация на производствените системи. Той показа как производството действа като места за иновации и като средство за разширяване до комерсиализация на потока от иновации от американските изследователски лаборатории, университети, обществени лаборатории и промишлени съоръжения за научноизследователска и развойна дейност. В него се твърди, че вместо да се откаже от производството, Америка трябва да се учи от успешните модели на Германия и Китай, независимо дали става дума за обучение на работната сила за цялото население или увеличаване на мащаба чрез субсидии за постигане на ефектите на платформата за масово производство. Въпреки това, колкото и PIE да донесе информираност на Конгреса за момент, той не успя да доведе до по-широка политическа промяна.

Да бъдем откровени: проблемът, пред който сме изправени, може да е безкръвните анализи на твърде определени социални икономисти повече от самата деиндустриализация, тъй като феноменът може би никога не би се случил в мащаба, в който се случи, без техните празни електронни таблици да улеснят упадъка.

Производственото наследство на Нова Англия

Професор Дейвид Миндъл говори за това как ранните индустриалци в Бостън виждат производството като благороден начин за увеличаване на богатството. Бостънската производствена компания, организиран през 1813 г. от Франсис Кабот Лоуел, богат бостънски търговец, в партньорство с група инвеститори, по-късно известни като Бостън Асошиейтес, управляваше една от първите фабрики в Америка. Замислена в Уолтъм, Масачузетс за производство на памучен текстил, фабриката използва водна енергия. Други места на мелницата са Лоуъл, Лорънс и Манчестър, Ню Йорк. В средата на всичко това през 1861 г. е основан MIT. Няколко години по-късно фабриката на United Shoe Machinery, основана през 1899 г. в Бевърли, Масачузетс, монополизира машини за обувки.

Докато янките си проправиха път към Детройт, а Хенри Лиланд съосновател на Cadillac през 1902 г., този първоначален тласък изгради американската система за производство. Много по-късно базираната в Мейнард, MA Digital Equipment Corporation (DEC), компютърен гигант, основан през 1957 г., се отличи в миникомпютрите през 1970-те години и въведе VAX и Alpha системи през 1980-те, но беше сгънат в Compaq през 1998 г. С това, както историята гласи, че Нова Англия беше деиндустриализирана почти толкова ефективно - и ние живеем с тези ефекти днес. И все пак производствената индустрия на Нова Англия продължава да просперира чрез разработването на нови ниши като електроника, фармацевтика, отбрана и космическо пространство. Днешните определящи регионални компании включват Boston Scientific, модерен, Hologic, Bose Corporation, Обща динамична електрическа лодка, Стенли Блек и Декър, Raytheon, Сикорски, и нововъзникващи иноватори като напр Ginkgo Bioworks намлява Desktop Metal. Процентът на работната сила, заета в производството, се оценява на около 8%, което, разбира се, е малко под средното за САЩ за страната (вж. Производственият отпечатък и значението на работните места в производството в САЩ, 2015). Миндъл посочи, че най-големите ни идеи се изразяват в това как правим нещата.

Работна сила, технологии и политика – в кой ред имат значение?

Бен Армстронг, временен изпълнителен директор и учен изследовател в Центъра за индустриално представяне на Масачузетския технологичен институт, посочи, че сред производствените фирми с по-малко от 500 служители към днешна дата има ужасно възприемане на технологиите. Той се замисли какво да прави по въпроса. Всъщност, на Проучване на MIT Work of the Future откри по-малко роботи в американската индустрия от очакваното. Професор Джули Шах, изтъкнатият учен по социална роботика, съавтор на скорошната книга Какво да очаквате, когато очаквате роботи: Бъдещето на сътрудничеството човек-робот, посочи, че хората, които разбират от работата, трябва да могат да управляват технологията. Това е валидно независимо дали говорим за фрези или роботи. Фабриката за изключване на осветлението не е идеална, защото машините не правят иновации, а хората. Подобно на пилотите в пилотската кабина, хората имат уникални силни страни при структурирането и да не забравяме при проблемите с преструктурирането. Професор Дейвид Хард говори за продължаващото лидерство на MIT в производственото образование чрез магистърски и микромагистърски степени в усъвършенствано производство и дизайн с отстъпки за смесена онлайн/на място пътека за диплома.

Специален помощник на президента по производство и икономическо развитие, Елизабет Б. Рейнолдс на живо от Синсинати, където президентът обяви Програма за пренасочване на адитивното производство (AM Forward)., ни напомни, че президентът Байдън е следвоенният президент с най-голям дял в възраждането на производството в САЩ и също влага долари зад него. Майкъл Брит-Крейн, който ръководи усилията за образование и развитие на работната сила в екипа за производствени технологии (ManTech) в Службата на заместник-министъра на отбраната за научни изследвания и инженерство, подчерта федералното лидерство в развитието на работната сила в производството в деветте спонсорирани от DoD института за производствени иновации. Както той посочи: „Нашите бойци не могат да го използват, ако нашите американски производители не могат да го направят. Предишни инвестиции, като 4.5 милиарда долара, предоставени на финансирани от Министерството на обороните институти с кръстосани съвпадения на стойност над 2 милиарда долара от индустрията, са отправни точки за по-нататъшно ускоряване на регионалните инвестиции в работната сила.

Директор на специални проекти в MIT, Бил Бонвилиан посочи, че производството не винаги се разглежда като неразделна част от иновационната система и че нивата на трудово участие са на исторически ниски нива. Бонвилиан обясни, че с оттеглянето на правителството на САЩ от иновациите и към научно-обосновани изследвания и разработки след научен администратор Ваневар Бушнастояването на науката като „безкрайна граница“. В ерата на Sputnik бюджетната спирала на НАСА се подхранва от идеята за изследване на космоса и натрупването на DAR
AR
PA програма, която насърчи интернет. Въпреки това, 1980-те завършиха отстъплението и въпреки че енергийното предизвикателство от 1990-те в крайна сметка се завъртя ARPA-E през 2009 г. вероятно все още не е довело до толкова фундаментален напредък като проекта ARPANET на DARPA. Като се има предвид това, ARPA-E осигури около 3 милиарда долара финансиране за научноизследователска и развойна дейност за повече от 1,294 потенциално трансформиращи енергийни технологични проекта и с 129 сформирани нови компании.

Днешната напреднала производствена ера с 16 производствени института (Производство в САЩ) позволи множество тестови стендове, но не и по-широк подход. Геополитическите движещи сили като автократичните правителства и кризата във веригата за доставки, направиха производството достойна кауза за сплотяване, казва Бонвилиан, който си представя нова „мислеща общност“. Но кой трябва да мисли? Академиците? Работниците? Инженерите? Създателите на политики? Отговорът изглежда е: всичко по-горе.

Машините на бъдещето са само нечовешката част от това бъдеще

На симпозиума присъстваха и експерти в ключови области на индустрията, които ще движат следващото поколение производство. Професор Дуейн Бонинг говори за машинно обучение в производството. Джарод Гьонцел, директор, MIT Humanitarian Supply Chain Lab, говори за устойчиви вериги за доставки. Професор Хесус дел Аламо говори за (слабата) надежда за подновено лидерство на САЩ в микроелектрониката. Професор Закари Кордеро спомена как още през 2015 г. виртуално излитане и кацане (VT
VT
OL) с многократна двустепенна ракета на SpaceX Falcon 9 започна да трансформира цената на полезния товар в орбита и е основата за зората на безпрецедентна епоха на космическо производство, където ще видим метал, който се произвежда при поискване в космоса от совалки в орбита.

Професор Yet-Ming Chiang посочи, че светът се нуждае от поне 100 тераватчаса на инсталирано хранилище при $20 за киловатчас до 2050 г., използвайки нови евтини химии, за да се постигне дълбока декарбонизация на изкопаемата базова енергия. Професор Елза Оливети отбеляза, че корпоративните ангажименти за климата набират скорост с инициативата за 100% възобновяема електроенергия RE100 сега в 350 компании, научно обоснованата инициатива е насочена (SBTi) сега в 2800 компании, ClimateAction100+ с 615 инвеститори с 60 трилиона долара – и Алианс на мениджърите на активи Net Zero сега на 128 членове с $43 трилиона активи под управление.

И накрая, панел за мащабиране на стартиращи производствени предприятия (пълно разкриване: модериран от мен) изследва бъдещето на областта. Предприемачите Elise Strobach, съосновател и главен изпълнителен директор на AeroShield материали, Натан Линдер (главен изпълнителен директор и съосновател на Tulip, председател и съосновател на formlabs) и Мартин Фелдман (главен изпълнителен директор и съосновател на Вулкан форми) илюстрира мърморенето и суматохата от мащабиране. AeroShield (2019) използва аерогели за изолация на прозорци със суперизолационни вложки (и за повишаване на ефективността на слънчевите термални клетки). Tulip е основната операционна платформа за дигитално производство и извън него. Formlabs е лидер в настолния 3D печат. Vulcan Forms има за цел да бъде еталонът в масовото производство на метални добавки. Професор по управление на MIT Чарлз Файн скицира това, което вижда като десетте инструмента за предприемаческо мащабиране: (1) Процесиране, (2) Професионализация, (3) Културизация, (4) Автоматизация, (5) Сегментация, (6) Платформизация, (7) Сътрудничество, (8) Капитализация, (9) Репликация и (10) Оценка (заковаване, мащабиране и плаване), като се отбелязва, че стартиращите фирми за управление на производството и операциите започват да правят разлика в тази област.

Metaverse, моля, отстъпете доброволно. Производството е може би най-интересната иновационна област, върху която да се съсредоточим в момента. Предизвикателствата на постигането на икономично производство не са намалели с увеличаването на технологичните възможности, може би защото технологиите са склонни да имат твърде слабо развити потребителски интерфейси, за да паснат на работната сила. Оттам произлиза предизвикателството за обучение, което задушава производствените организации. Поправете това и сме три стъпки напред. Имаше осезаемо вълнение в Мемориала на Уокър в Масачузетския технологичен институт на 6 май. Не мисля, че беше просто вълнението да се съберем отново лично. Производството трябва и отново ще влезе в заглавията. Харт потвърди, че симпозиумът е част от по-голямо усилие за обединяване на производствената общност в MIT и за изследване на концепцията за нов център, който обединява преподаватели и студенти с индустрията и правителството и прокарва смел нов дневен ред.

Но ако това десетилетие настъпи нова индустриална ера, това може да бъде чрез синергия на технологиите и хората и чрез политики и организации, които привеждат в съответствие стимулите между бизнес целите, развитието на работната сила и иновациите като адитивно производство и автоматизация.

Фабричните иновации се случват, когато хората се адаптират и създават нови производствени процеси, използвайки каквито и средства да използват, усъвършенствани или прости. Технологията често е част от него, но рядко е спусъкът.