Az innovatív gyártáshoz párhuzamosan dolgozókra és gépekre van szükség – mondják az MIT professzorai a szimpóziumon

Ebben az évtizedben egy új ipari korszak hajnalának lehetünk tanúi. Megdöbbentő módon lehet, hogy ennek ellenére, nem pedig az intelligens gyártási technológiák sikeres bevezetése miatt (amit mi vitathatatlanul nem tettünk meg). A múlt hetiből ítélve Manufacturing @ MIT Symposium: 2022 and BeyondAz MIT lenyűgözően gyönyörű, 1916-ban épült Walker Memorial épületében tartottak, egyre több bizonyíték támasztja alá, hogy a gépekkel szinergiában dolgozó emberek által irányított gyártás sokkal alapvetőbb az innováció szempontjából, mint azt a döntéshozók korábban gondolták. Ezzel a felismeréssel és az üzenet terjesztése érdekében úgy tűnik, hogy az MIT kulcsfontosságú időszakban újítja meg gyártási kutatási és innovációs erőfeszítéseit, négyszeres hangsúlyt helyezve a technológiára, a munkaerő-fejlesztésre, a szakpolitikai erőfeszítésekre és az innovációra.

Az iparosok és a kormányzati döntéshozók válogatott közönsége (az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának lenyűgöző jelenlétével) az MIT gyártásához kapcsolódó ösztöndíjak példátlan sokaságát tapasztalhatta meg, a megújulóktól a forgácsgyártáson át a fémadalékos gyártásig. Egyetemi tanár John hart, az esemény szervezője elmondta: „A gyártás gazdaságunk motorja, és válaszút előtt állunk az új gyártási technológiák ígérete, valamint a munkaerő, az ipari bázis és az innovációs ökoszisztéma égető szükségletei között. A gyártás iránti szakértelem és érdeklődés az intézeten átível, és itt az ideje, hogy összehozzuk az MIT közösségét, hogy megértsük, hogyan érhetjük el a legnagyobb hatást ebben a kritikus időszakban. A szimpóziumon szinte minden tudományterületről jelen voltak az MIT-szakértők, akik szívesen dolgoztak együtt egymással, valamint a kormányzattal, az iparral és más egyetemekkel. Reméljük, hogy ez csak a kezdete egy sokkal nagyobb, összehangolt erőfeszítésnek.”

Az esemény témáinak szélessége és mélysége, valamint a szakértelem azt sugallta, hogy az MIT gyártási erőfeszítései megegyezhetnek a korábbi kezdeményezések, például a MIT Energy Initiative. Talán a szimpózium előrevetíti egy ilyen lépést, vagy oktatói érdeklődését az MIT gyártásának ilyen szintre emelésében. Ez bölcs dolog lenne. A feldolgozóipar sokkal fontosabb szerepet játszik a gazdaságban, mint amiért hitelt kap. Az éghajlatváltozás, a geopolitikai kockázatok és a fejlett, de sok tekintetben megvalósíthatatlan megoldások ütközése miatti technológiai veszélyek miatt egy olyan munkaerő számára, akit a végtelenségig edzeni, hogy beilleszkedjen a reménytelenül brick-a-brac ipari 4.0 technológiába, ritkán volt nagyobb szükségünk a növekedés új motorja.

Az MIT nem az egyetlen intézmény, amely ilyen nagy erőfeszítéseket tesz a gyártás területén. Mások közé tartozik a Cambridge-i Egyetem Gyártóintézete (IfM) 1998 óta a Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) 1991 óta és Carnegie Mellon Manufacturing Futures Institute 150-ben 2021 millió dolláros támogatást ítélt oda a Richard King Mellon Alapítványtól, hogy a 2016-os kezdeményezést állandósítsa. De az MIT lehet az a hely, ahol a legnagyobb valószínűséggel a történelem e sarkalatos pillanatában a legátfogóbb perspektíva jön létre. Ennek oka tevékenysége kiterjedtsége, valamint az a túlméretezett érték, amikor a professzorok szétszórt kiválósága a tudomány, a mérnöki tudományok, a menedzsment és a társadalomtudományok területén összeáll, hogy koherens jövőképet hozzon létre. Ez rendszeres jelenség az MIT-nél, de nem ingyenes, mivel hatalmas finanszírozást igényel.

Szinte minden energiát fordítson arra, hogy kitalálja, mi a probléma

A rendezvényen Prof. Elsa Olivetti megismételte Albert Einstein tanácsát, hogy az idő 99 százalékát töltse a probléma azonosításával, és csak az idő 1 százalékát a megoldás megvalósításával. A fenntarthatósági kihívásról beszélt, de alkalmazzuk a gyártásra. Mi a probléma? A MIT rendezvényén a 34 felszólaló közül sokan elmondták, egyszóval dezindusztrializáció, amely a gazdaság legtermékenyebb szektorát ritkította a politikai berendezkedéshez kötődő munkaügyi közgazdászok rosszul kitalált rövidítései alapján. MIT Institute professzor Suzanne Berger emlékeztette a hallgatóságot, hogy az 1990-es években a Harvard Larry Summers megkérdőjelezték, hogy szükség van-e egyáltalán amerikai gyártásra!

Mivel nem mutatta különösebben a technológia társadalomban betöltött szerepének megértését, Summers vakon elfogadta azt az automatizálási tényt, miszerint „a technológia sokkal több teljesítmény előállítását teszi lehetővé sokkal kevesebb emberrel”, amely tévedést például az évek során többször is képviselt. ban ben A jövő gazdasági kihívása: munkahelyek (2014). Nyilvánvaló, hogy alapszinten a technológia hatékonyabb termelést tesz lehetővé, ez nem vitás. Az ilyen gondolkodásban azonban benne rejlik az a felfogás, hogy a termelés valamiképpen alacsonyabb szintű növekedési mód, mivel a növekedés a szolgáltatásokban rejlik. Ezen túlmenően, ha így fogalmazunk, ez elfedi azt a tényt, hogy bár a rutinmunka automatizált, a társadalomban, különösen a gyártásban, szinte minden innovációt mégis emberek, nem pedig gépek hajtanak végre. A mainstream közgazdászok már harminc éve ezen a sávon vannak, és ez nem válik igazabbá, mert nem hajlandók belekötni a gyártás belső logikájába.

Posztindusztrializmus sok apja volt, nevezetesen Daniel Bell, és közvetlenül a margón volt, de végül tévedett. Feltalált lineáris modellje, amely azt sugallja, hogy van egy természetes, útfüggő átmenet a mezőgazdaságból a gyártásba, és végső soron a szolgáltatásokba, pontosan az a fajta szegényes futurista vonzalma felületes megfigyelések alapján, amelyet az elkövetkező évtizedben ki kell számolnunk. Többek között a vidéki régiók tragédiája (lásd Amerika vidéki dezindusztrializációja: Gazdasági szerkezetváltás és a vidéki gettó). Sok (nem minden) közgazdász figyelmen kívül hagyja, hogy a termelékenység nem csak az automatizáláshoz kötődik, hanem a termelési folyamatot gépekkel kiegészített emberi erőfeszítéshez (lásd Kiterjesztett Lean). Nem a megtermelt mennyiség a fontos, hanem az, hogy a társadalom folyamatosan minőségi innovációkat hozzon létre, amelyek folyamatosan megváltoztatják a feldolgozóipar tevékenységének természetét. Talán ideje kevesebb időt tölteni a táblázatokkal és több időt a gyárakban?

Az MIT 2013 Termelés az Innovációs Gazdaságban (PIE) tanulmány cáfolta a szolgáltatások, mint a gazdaság új mozgatórugója iránti esztelen rajongást. Arra törekszik, hogy elemezze, hogyan jut el az innováció a piacra, a PIE
PITE
tanulmány ehelyett a termelési rendszerek megújítását javasolta. Bemutatta, hogy a gyártás miként működik az innováció helyszíneként, és lehetővé teszi az amerikai kutatólaboratóriumokból, egyetemekről, állami laboratóriumokból és ipari K+F létesítményekből származó innovációk áramlásának növelését és kereskedelmi forgalomba hozatalát. Azzal érveltek, hogy a gyártás feladása helyett Amerikának tanulnia kellene Németország és Kína sikeres modelljeiből, legyen szó akár az egész népességre kiterjedő munkaerő-képzésről, akár a támogatások növeléséről a tömegtermelés platformhatásainak elérése érdekében. Azonban bármennyire is felhívta a PIE a Kongresszus figyelmét egy pillanatra, nem tudott szélesebb körű politikai változást előidézni.

Őszintén szólva: a probléma, amivel szembe kell néznünk, a túlságosan biztos társadalomgazdálkodók vértelen elemzése lehet, sokkal inkább, mint maga a dezindusztrializáció, mivel a jelenség talán soha nem következett volna be olyan mértékben, mint az üres táblázataik nélkül, amelyek elősegítenék a hanyatlást.

A New England Manufacturing Heritage

Egyetemi tanár David Mindell arról beszélt, hogy a korai bostoni iparosok a gyártást a gazdagság gyarapításának előkelő módjának tekintették. A Boston Manufacturing Company1813-ban szervezte meg Francis Cabot Lowell, egy gazdag bostoni kereskedő, együttműködve egy későbbi befektetői csoporttal. A Boston Associates, Amerika egyik első gyárát üzemeltette. A massachusettsi Walthamben pamuttextil gyártására tervezett gyár vízenergiát vetett be. A malom további helyszínei a Lowell, Lawrence és a Manchester, NH. Mindezek közepette 1861-ben megalapították az MIT-t. Néhány évvel később a massachusettsi Beverlyben 1899-ben alapított United Shoe Machinery gyár monopolizálta a cipőgépeket.

Miközben a Yankees Detroit felé tartott, Henry Leland pedig a Cadillac társalapítója volt 1902-ben, ez a kezdeti lendület építette fel az amerikai gyártási rendszert. Jóval később a Maynard, az MA-alapú Digital Equipment Corporation (DEC), egy 1957-ben alapított számítógép-óriás, az 1970-es években jeleskedett a miniszámítógépek terén, a 1980-as években pedig bevezette a VAX és Alpha rendszereket, de 1998-ban a Compaqba került. A történet úgy szól, hogy New Englandet majdnem ugyanolyan hatékonyan dezindusztrializálták – és ezekkel a hatásokkal élünk ma is. Ennek ellenére a New England-i feldolgozóipar továbbra is virágzott azáltal, hogy olyan új réseket fejlesztett ki, mint az elektronika, a gyógyszeripar, a védelem és a repülőgépipar. Napjaink meghatározó regionális vállalatai közé tartozik Boston Scientific, modern, Hologic, Bose Corporation, Általános dinamika elektromos hajó, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorsky, és a feltörekvő újítók, mint pl Ginkgo Bioworks és a Asztali fém. A feldolgozóiparban foglalkoztatott munkaerő százalékos arányát körülbelül 8%-ra becsülik, ami igaz, valamivel az USA országos átlaga alatt van (lásd A gyártási lábnyom és az amerikai gyártási munkák jelentősége, 2015). Mindell rámutatott, hogy a legnagyobb ötleteink abban nyilvánulnak meg, ahogyan dolgokat készítünk.

Munkaerő, technológia és politika – ezek milyen sorrendben számítanak?

Ben Armstrong, az MIT Industrial Performance Centerének ideiglenes ügyvezető igazgatója és kutatója rámutatott, hogy az 500 főnél kevesebb alkalmazottat foglalkoztató gyártócégek körében a mai napig végzetes technológiai átvétel tapasztalható. Elgondolkodott, mit tegyen ezzel kapcsolatban. Valójában a MIT Work of the Future tanulmány a vártnál kevesebb robotot talált az amerikai iparban. Egyetemi tanár Julie Shah, a kiváló szociális robotika tudós, a nemrég megjelent könyv társszerzője Mire számíthat, ha robotokat vár: Az ember-robot együttműködés jövője, rámutatott, hogy azoknak, akik értik a munkát, tudniuk kell kezelni a technológiát. Ez érvényes, ha marógépekről vagy robotokról beszélünk. A kivilágított gyár nem ideális, mert nem a gépek újítanak, hanem az emberek. A pilótafülke pilótáihoz hasonlóan az embereknek is egyedi erősségei vannak a strukturálásban, és nem szabad elfelejteni az átszervezési problémákat sem. Egyetemi tanár David Hardt beszélt arról, hogy az MIT továbbra is vezető szerepet tölt be a gyártási oktatásban a mester- és mikromesterképzések révén fejlett gyártás és tervezés a vegyes online/helyszíni végzettséghez szükséges juttatásokkal.

az elnök gyártásért és gazdaságfejlesztésért felelős különleges asszisztense, Elisabeth B. Reynolds élő közvetítésben Cincinnatiből, ahol az elnök bejelentette Additive Manufacturing Forward (AM Forward) program, emlékeztetett minket arra, hogy Biden elnök a háború utáni elnök, akinek a legnagyobb részesedése van az Egyesült Államok gyártási folyamatának újjáéledésében, és dollárt is tesz mögé. Michael Britt-Crane, aki a Kutatási és Mérnöki Minisztérium Védelmi Minisztériumának gyártástechnológiai (ManTech) csapatában oktatási és munkaerő-fejlesztési erőfeszítéseket vezet, hangsúlyozta a szövetségi vezető szerepet a gyártási munkaerő fejlesztésében a kilenc, DoD által szponzorált gyártási innovációs intézetben. Mint rámutatott: "Hadiharcosaink nem használhatják, ha amerikai gyártóink nem tudják elkészíteni." A korábbi beruházások, mint például a DoD által finanszírozott intézeteknek odaítélt 4.5 milliárd dollár 2 milliárd dollár feletti keresztegyeztetéssel az ipartól, kiindulópontot jelentenek a regionális munkaerő-beruházások további felgyorsításához.

Az MIT speciális projektek igazgatója, Bill Bonvillian rámutatott, hogy a gyártást nem mindig tekintik az innovációs rendszer szerves részének, és a munkaerő-piaci részvételi arány történelmi mélyponton van. Bonvillian kifejtette, hogy az Egyesült Államok kormánya visszavonult az innovációtól, és a tudományos adminisztrátort követően a tudományos alapú K+F felé vonult vissza. Vannevard Bushragaszkodik a tudományhoz, mint a „végtelen határhoz”. A Szputnyik korszakában a NASA költségvetési spirálját az űrkutatás ötlete és a DAR felépítése táplálta.
AR
PA program, amely elősegítette az internetet. Az 1980-as évek azonban befejezték a visszavonulást, és annak ellenére, hogy az 1990-es évek energia kihívása végül felpörög ARPA-E 2009-ben vitathatatlanul még nem vezetett olyan alapvető előrelépésekhez, mint a DARPA ARPANET projektje. Ennek ellenére az ARPA-E hozzávetőlegesen 3 milliárd dollárnyi kutatás-fejlesztési támogatást nyújtott több mint 1,294 potenciálisan átalakuló energiatechnológiai projekthez, valamint 129 új vállalat létrehozásához.

A mai fejlett gyártási korszak 16 gyártóintézettel (Gyártás USA). Az olyan geopolitikai mozgatórugók, mint az autokratikus kormányok és az ellátási lánc válsága, méltó okká tették a gyártást a gyülekezésre, mondja Bonvillian, aki egy új „gondolkodó közösséget” képzel el. De kinek kellene gondolkodnia? Az akadémikusok? A munkások? A mérnökök? A politikai döntéshozók? A válasz úgy tűnik: a fentiek mindegyike.

A jövő gépei ennek a jövőnek csak a nem emberi részei

A szimpóziumon a termelés következő generációját meghatározó kulcsfontosságú iparági területek szakértői is felléptek. Egyetemi tanár Duane csontozás gépi tanulásról beszélt a gyártásban. Jarrod Goenzel, az MIT Humanitarian Supply Chain Lab igazgatója, a rugalmas ellátási láncokról beszélt. Egyetemi tanár Jesús del Alamo beszélt a (halvány) reményről, hogy az Egyesült Államok megújított vezető szerepet tölt be a mikroelektronikában. Egyetemi tanár Zachary Cordero megemlítette, hogy már 2015-ben virtuális fel- és leszállás (VT
VT
OL) a SpaceX újrafelhasználható, kétlépcsős rakétájával Falcon 9 megkezdte a rakományok költségeinek pályára állítását, és ez az alapja egy példátlan űrgyártási korszak hajnalának, amikor azt fogjuk látni, hogy igény szerint fémet állítanak elő az űrben keringő űrsiklókkal.

Yet-Ming Chiang professzor rámutatott, hogy a világnak legalább 100 terawattórára van szüksége 20-re kilowattóránként 2050 dolláros beépített tárolót, új, alacsony költségű vegyszerekkel a fosszilis alapterhelési energia mély szén-dioxid-mentesítése érdekében. Egyetemi tanár Elsa Olivetti megjegyezte, hogy a 100%-ban megújuló villamosenergia-kezdeményezés révén a vállalati környezettel kapcsolatos kötelezettségvállalások lendületet kapnak RE100 immár 350 vállalatnál a tudományos alapú célokat célzó kezdeményezés (SBTi) jelenleg 2800 vállalatnál a ClimateAction100+ 615 befektetővel 60 billió dollárral – és a Net Zero Asset Managers Alliance jelenleg 128 taggal, 43 billió dolláros vagyonnal kezelik.

Végül egy panel a gyártási vállalkozások méretezésével foglalkozott (teljes nyilvánosságra hozatal: én moderáltam) a terület jövőjét vizsgálta. Vállalkozók Elise Strobach, a társaság társalapítója és vezérigazgatója AeroShield anyagok, Natan Linder (vezérigazgatója és társalapítója Tulipán, elnöke és társalapítója formlabs), és Martin Feldmann (vezérigazgatója és társalapítója). Vulkáni formák) szemléltette a skálázás morgós munkáját és nyüzsgését. Az AeroShield (2019) aerogélt használ az ablakok túlszigetelő betétekkel történő szigetelésére (és a napelemek hatékonyságának növelésére). A Tulip a digitális gyártás élvonalbeli műveleti platformja és azon túl. A Formlabs vezető szerepet tölt be az asztali 3D-nyomtatásban. A Vulcan Forms célja, hogy a fémadalékanyagok tömeggyártásának mércéje legyen. MIT menedzsment professzor Charles Fine felvázolta, mit lát a vállalkozói skálázás tíz eszközének: (1) feldolgozás, (2) professzionalizáció, (3) kulturálás, (4) automatizálás, (5) szegmentálás, (6) platformosítás, (7) együttműködés, (8) Nagybetűk, (9) Replikáció és (10) Értékelés (szögelés, méretezés és vitorlázás), megjegyezve, hogy a termelési és üzemeltetési menedzsment induló vállalkozások kezdenek változást elérni ezen a területen.

Metaverse, kérem önként lépjen félre. A gyártás jelenleg talán a legérdekesebb innovációs terület, amelyre összpontosítani kell. A karcsú termelés megvalósításának kihívásai nem csökkentek a technológiai képességek növekedésével, talán azért, mert a technológiák túlságosan fejletlen felhasználói felülettel rendelkeznek ahhoz, hogy megfeleljenek a munkaerőnek. Innen ered a képzési kihívás, amely elfojtja a gyártó szervezeteket. Javítsd ki, és három lépéssel előrébb vagyunk. Érezhető volt az izgalom a Walker Memorialban az MIT-n május 6-án. Nem hiszem, hogy ez csak az ismételt személyes találkozás izgalma volt. A gyártásnak újra a címlapokra kell kerülnie, és az is lesz. Hart megerősítette, hogy a szimpózium annak a nagyobb erőfeszítésnek a része, amelynek célja az MIT gyártóközösségének összehozása, valamint egy új központ koncepciójának feltárása, amely egyesíti az oktatókat és a hallgatókat az iparral és a kormányzattal, és egy merész új menetrendet sürget.

De ha egy új ipari korszak hajnalodik ebben az évtizedben, az lehet a technológia és az emberek szinergiája, valamint olyan politikák és szervezetek, amelyek összehangolják az ösztönzőket az üzleti célok, a munkaerő-fejlesztés és az olyan innovációk között, mint az additív gyártás és az automatizálás.

A gyári innováció akkor következik be, amikor az emberek alkalmazkodnak és új gyártási folyamatokat hoznak létre, bármilyen eszközzel, akár fejlett, akár egyszerű eszközökkel. A technológia gyakran része ennek, de ritkán a kiváltó ok.