ماذا لو عملت أفضل التقنيات في التصنيع معًا؟

تشكل مجموعة كبيرة من التقنيات التصنيع وتستمر في القيام بذلك. فكر في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، والروبوتات ، والطباعة ثلاثية الأبعاد ، والروبوتات ، والبرمجيات ، وإنترنت الأشياء (IoT) ، والتوائم الرقمية ، والذكاء الاصطناعي / الواقع المعزز ، والضوئيات ، على سبيل المثال لا الحصر. كل ما يمكن أن يفعله هو مدهش. ولكن ، هذه التقنيات لها أصول مختلفة ، وشكل مادي ، ونطاق - من حيث الأجهزة ، أو علم الأحياء ، أو المواد ، أو البرامج.

فكر في الأمر ليس فقط على أنه اختلاف مادي ولكن كتحدٍ للغة. تنتمي كل واحدة إلى فئات منفصلة ، ولكن لا يتحدث الجميع عنها جميعًا. حتى الآلات البيولوجية أو الآلات البرمجية لا تتواصل دائمًا فيما بينها. بالنسبة للآلات الموجودة في أرض المتجر ، يمكن أن تصبح هذه مشكلة.

خرجت العديد من تقنيات التصنيع من المعامل الجامعية ، مثل MIT أو Stanford أو University of Cambridge أو Carnegie Mellon ، وكلها أماكن تدعي أنها تعرف التواصل. بينما تم تطوير البعض الآخر من خلال البحث والتطوير في الصناعة كما هو الحال في Bell Labs ، فمن المفهوم أنه يتم تطبيقه بشكل أكبر على غرض معين. ظهرت التكنولوجيا ذات النطاق الواسع بشكل مدهش للطاقة التطبيقية من المعامل العسكرية مثل لوس ألاموس، أو المعامل غير الهادفة للربح مثل CERN ، وحتى الأكاديميات مثل الأكاديمية الصينية للعلوم. ظهر بعضها كجهود تعاونية عبر القطاعات ، مثل جمعية فراونهوفر الألمانية. في الوقت الحاضر ، تعد معظم التقنيات مزيجًا مما سبق ، وتعتمد على مجموعة من المواد الإلكترونية والفيزيائية للعمل. لا تزال التقنيات التي تم تطويرها منذ زمن طويل موجودة في أرضيات المتاجر. ومع ذلك ، على عكس الحديث الفارغ عن التطور المرحلي من 1.0 إلى 4.0 أجيال ، يمكن أن يتعايشوا. هل هناك مشكلة إذا تم تصميم بعضها للعمل مع الآخرين والبعض الآخر مصمم للعمل بمفردهم؟

يعقد التقنيون الأمور. نحن لا نحاول التباهي ولكننا نتحدث لغتنا المتخصصة. هل تتحدثين التكنولوجيا قد تتحدث قليلاً ، بما يكفي لتتمكن من تدبر الأمر ، ولكن هناك العديد من اللغات التقنية. الشيء الواضح من العمل المكتبي هو البرمجة. يستغرق تعلم لغة ++ C أو Python أو Fortran دهورًا ، وإذا ظهر أفضل منها ، فقد ينقرض. في التصنيع ، قد يعني التحدث بالتكنولوجيا أن تكون ساحرًا في تشغيل الآلات الصناعية ، أو إتقان أنظمة التحكم الصناعية. ربما تكون عامل تشغيل CNC متشددًا ، أو تحب تشغيل الروبوتات؟ كل هذا جيد. لأنك بعد ذلك في ارتفاع الطلب. ولكن سيكون من الجيد للمجتمع أن يتعلم الجميع تشغيل الروبوتات أو الطابعات ثلاثية الأبعاد أو أجهزة الكمبيوتر أو التوائم الرقمية. كيف نفعل ذلك بدون تشفير؟

تخيل مستقبل معياري

لنقم بتجربة فكرية. تخيل أن التصنيع بدأ باسم LEGO. أعني الطوب البلاستيكي القابل للتبديل ، أو في الواقع أي أجزاء معيارية يمكنك بناء الأشياء بها. بناء الأبراج أو البلدات أو سيارات الأجرة. قد يبدو LEGO بسيطًا ولكن البناء معهم يتطلب مهارات حركية ، ووعيًا مكانيًا ، واستدلالًا ، والقدرة على الانخراط في اللعب التخيلي ، ومهارات أخرى متنوعة. لقد كان LEGO جزءًا من الدورات التدريبية في MIT Media Lab لسنوات. هناك دورة LEGO Robotics في MIT Open Courseware تم تطويره بالكامل في عام 2007. Mindstorms ، وهو نظام اختراع آلي أحدث ثورة في مجموعات بناء LEGO ، نشأ عن تعاون LEGO لمدة 20 عامًا مع Media Lab. أنا أنتمي إلى فئة أفولز ، "عشاق LEGO البالغين" (انظر حصريًا على LEGO: علمتنا AFOLs أن نأخذ البالغين على محمل الجد). عندما يتوقف أطفالي عن اللعب بـ LEGO ، فأنا من يجب أن أُنزل لتناول العشاء. الأهم من ذلك ، بمجرد قيامك ببناء شيء ما ، لن تنتهي المتعة. يمكنك الاستمرار في اللعب بما قمت ببنائه أو تكييفه أو حتى هدمه والبدء من جديد. البدء من جديد أمر بالغ الأهمية. لا يوجد شيء يكرهه محبو LEGO أكثر من القطع الملتصقة ببعضها البعض.

تخيل الآن أنك قمت ببناء مصنع ببساطة باستخدام قطع LEGO. ماذا يعني ذلك؟ أولاً ، هذا يعني أنه يمكنك إعادة تكوين مصنعك قطعة قطعة. وهذا يعني أيضًا أنه على الرغم من أن المصنع المعقد يتطلب مواصفات وخططًا ، يمكن للجميع المشاركة في بنائه. لا تعجبك طريقة عمل ماكينات CNC؟ بناء واحدة مختلفة ، أصغر ، أكبر. ضعه في مكان آخر إذا كنت لا تحب المكان الذي تضعه فيه.

من أجل الوضوح ، لا أقترح بالفعل بناء مصنع في LEGO. إنه المبدأ الكامن وراءها ، الدافع الإبداعي ، الذي أحترمه. أنا أقول هذا بنفس الطريقة التي أشعر بها أن الخدمات الحكومية ستكون مختلفة إذا كانت تدار من قبل ديزني. تخيل سوار معصم "سحري" يمنحك وصولاً كاملاً إلى كل ما تقدمه الحكومة ولكن بوجوه مبتسمة في كل مكان. الآن ، الاستعارة ليست حرفية ولا أريد حقًا أن تدير ديزني الحكومة.

التصنيع ليس مثل LEGO أو Disney. لم نعد في روضة الأطفال (لم أذهب أبدًا - وهو ما يقول البعض يفسر الكثير من مرحتي) ولكن الحقيقة هي أن التقنيات ليست قابلة للتبديل أو قابلة للتشغيل البيني - يمكننا القول في الحديث التكنولوجي. في هذه الأيام ، من الشائع التفكير في "المبادئ الأولى". لدينا إيلون ماسك لنشكره على ذلك (انظر لماذا يتبنى مبتكرون مثل إيلون موسك وجيف بيزوس هذه التقنية القديمة لحل المشكلات). المبدأ الأول هو المبدأ الذي لا يمكن استنتاجه من أي افتراض آخر. يحب الفلاسفة التفكير المبدئي أولاً. قال ديكارت ، على سبيل المثال ، إن نقطة البداية كانت أن عقله موجود ("cogito ergo sum"). الآن في العصر الحديث ، يشتهر العلماء بالتفكير في المبادئ الأولى. ما عدا ، هل هم في الواقع؟

من المقارنات إلى المبادئ الأولى

يكفي مع تشبيهاتي. لقد اعتدنا التفكير عن طريق القياس بدلاً من التفكير بالمبادئ الأولى. إنه اختصار. ومع ذلك ، عند بناء الآلات ، يكون القياس طريقًا مسدودًا لأنه يؤدي إلى المستوى المتوسط. بدلاً من إعادة بناء المصانع من الصفر ، غالبًا ما يلجأ المصنعون إلى التعديل التحديثي لما يسمى "الحقول البنية" بدلاً من بناء "الحقول الخضراء" الأكثر تكلفة. التكنولوجيا الصناعية هي شبكة كبيرة من الآلات والبرامج الجديدة والقديمة التي بالكاد تلتصق ببعضها البعض. يفضل كبار المصنعين أو موردي التكنولوجيا دمج تقنيات بدء التشغيل من خلال عمليات الاندماج والاستحواذ بدلاً من اختراع شيء ما بأنفسهم (بناءً على المكونات المفتوحة) أو الشراكة مع الشركات الناشئة. تعمل إستراتيجية "الوقوف على أكتاف العمالقة" أو "اختيار الفائزين" بشكل جيد لتحقيق الأشياء بسرعة. ومع ذلك ، فإننا نضع أنفسنا في مأزق إذا تكبدنا ديونًا تكنولوجية.

كتب كونراد ليفا ، مدير النظام البيئي وتطوير القوى العاملة في CESMII ، معهد التصنيع الذكي الأمريكي 7 مبادئ أولية تضاف إلى التصنيع الذكي. تستشهد Leiva بالأمان والرؤى في الوقت الفعلي ولوحات المعلومات الاستباقية والانفتاح والمرونة وقابلية التوسع والاستدامة. تكمن المشكلة في أن هذه مفاهيم يمكن أن يتفق معها الجميع ، ولكن ما لم نقم بتوحيد المصطلحات ، ونلزم المصنّعين بالإجراءات ، وننظم التفاعلات ، فلن يحدث "العمل الجماعي" بطريقة سحرية.

بدلا من ذلك ، يجب أن نبدأ من الصفر. تبدأ المناهج المستندة إلى "التطبيق" من فرضية جديدة. كما يوضح المبدأ الأول: "كل من يحاول حل مشكلة ما يجب أن يمتلك الوسائل للقيام بذلك." لتحقيق ذلك ، بدلاً من قوالب LEGO ، لدينا تطبيقات. ما هو تطبيق ولكنه خوارزمية بسيطة تحول تدفقات العمل الصناعية إلى عملية يمكن أن تحقق هدفًا تجاريًا. يتم تنفيذ التطبيقات في رمز الكمبيوتر ، ولكن للعمل مثل مكعبات LEGO ، فإن هذا الرمز ليس شرطًا ضروريًا لفهمه المستخدم. يمكن أن تأتي التطبيقات مهيأة مسبقًا ، ولكن يجب أن تكون قابلة للتهيئة بسهولة. إنها نسخة قوية من جدول البيانات بواجهة سحب وإفلات. إذا كان بإمكانك تشغيل هاتف محمول ، فيمكنك استخدام أحد التطبيقات ، وإذا كان بإمكانك ممارسة ألعاب الكمبيوتر ، فيمكنك أن تصبح مطور تطبيقات. تتصل تطبيقات التصنيع الجيدة بالآلات لإنجاز وظائف حقيقية في أرض المتجر أو في سلسلة التوريد: طلب الأشياء ، وتوجيه العمل ، ومراقبة الجودة ، وشحن المنتجات. تقوم التطبيقات بذلك عن طريق زيادة عدد العاملين ، وليس عن طريق استبدالهم.

ما الذي يمكننا تحقيقه إذا عملت أفضل التقنيات في التصنيع معًا؟ من خلال ما يسمى بالتصنيع المدفوع بالبرمجيات المبني على منصة قابلة للتبديل ("قابلة للتشغيل البيني") ، يمكننا بناء مصانع دقيقة في دقائق ، والتي يمكن أن تصنع منتجات متقدمة في منزلك ، في مساحة الصانع في المدرسة ، أو في المجتمع أو مكان العمل. انتظر؟ هذا موجود بالفعل. التناظرية هو فاب لاب شبكة غزل من الأستاذ نيل جيرشنفيلدعمل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. باستثناء FabLabs فهي مخصصة لآلاف المتحمسين المتطوعين فقط.

أنا أتحدث عن تغيير منطق التصنيع بالكامل ، والتحول إلى منصة معيارية يتم تشغيلها عن طريق السحب والإفلات. نظرًا لأن تقنية الويب تخترق التصنيع ببطء ، فنحن على وشك اكتشاف ما يمكن أن يكون. رغم ذلك ، قد يستغرق الأمر بعض الوقت لأنه ليس في مصلحة الجميع. فماذا لو فرضنا أن أي تقنية موجودة في المتجر يجب أن تتواصل مع الآخرين. بنفس الطريقة ، سيكون من غير المقبول التزام الصمت إذا شاركت في مجموعة من البشر الذين يحاولون التعلم معًا. على الأقل ، يجب أن يكون لأي تقنية ترعاها الحكومة واجهة قابلة للتشغيل البيني. إذا كنت تنفق المال العام ، اجعل تصنيعًا يمكن لجميع العمال استخدامه. لا تلصق LEGO معًا.