¿Qué pasaría si las principales tecnologías en la fabricación trabajaran juntas?

Una gran cantidad de tecnologías dan forma a la fabricación y continúan haciéndolo. Piense en el mecanizado CNC, la robótica, la impresión 3D, la robótica, el software, el Internet de las cosas (IoT), los gemelos digitales, la IA/AR y la fotónica, solo por nombrar algunos importantes. Lo que cada uno puede hacer es increíble. Sin embargo, estas tecnologías tienen diferentes orígenes, formas físicas y alcances, en términos de hardware, biología, materiales o software.

Piense en ello no solo como una diferencia material, sino como un desafío del lenguaje. Cada uno pertenece a categorías separadas, pero no todos los hablan todos. Incluso las máquinas biológicas o de software no siempre se comunican entre sí. Para las máquinas en un taller, esto puede convertirse en un problema.

Varias tecnologías de fabricación surgieron de laboratorios universitarios, como el MIT, Stanford, la Universidad de Cambridge o Carnegie Mellon, todos lugares que afirman conocer la comunicación. Mientras que otros fueron desarrollados por I+D de la industria, como en Bell Labs, es comprensible que se aplicaran más a un propósito específico. La tecnología con un alcance sorprendentemente amplio para la energía aplicada surgió de laboratorios militares como Los Alamos, o laboratorios sin fines de lucro como el CERN, incluso academias como la Academia China de Ciencias. Algunos surgieron como esfuerzos de colaboración entre sectores, como la sociedad alemana Fraunhofer. Hoy en día, la mayoría de las tecnologías son una combinación de las anteriores y se basan en un conjunto ciberfísico de materiales para funcionar. Las tecnologías desarrolladas hace mucho tiempo todavía se encuentran en los talleres. Sin embargo, contrariamente a la charla vacía de la evolución por etapas de 1.0 a 4.0 generaciones, pueden coexistir. ¿Es un problema si algunos de ellos fueron diseñados para trabajar con otros y algunos fueron diseñados para trabajar solos?

Los tecnólogos complican las cosas. No estamos tratando de presumir, pero hablamos nuestro propio lenguaje especializado. ¿Hablas tecnología? Es posible que hable un poco, tal vez lo suficiente para sobrevivir, pero hay muchos lenguajes tecnológicos. El más obvio del trabajo de oficina es la programación. C ++, Python o Fortran, cada uno toma eones para aprender, y si surgen mejores, pueden extinguirse. En la fabricación, hablar tecnología puede significar ser un mago en la operación de máquinas industriales o dominar los sistemas de control industrial. ¿Quizás usted es un operador de mecanizado CNC acérrimo, o le encanta operar robots? Eso es todo bueno. Porque entonces estás en alta demanda. Pero sería bueno para la sociedad que todos aprendieran a operar robots, impresoras 3D, computadoras o gemelos digitales. ¿Cómo hacemos eso sin codificar?

Imaginando un futuro modular

Hagamos un experimento mental. Imagine que la fabricación comenzó como LEGO. Me refiero a ladrillos de plástico intercambiables o, de hecho, a cualquier pieza modular con la que puedas construir cosas. Construye torres, pueblos o taxis. LEGO puede parecer simple, pero construir con ellos requiere habilidades motoras, conciencia espacial, razonamiento, la capacidad de participar en juegos imaginativos y varias otras habilidades. LEGO ha sido parte de los cursos en el MIT Media Lab durante años. Hay una curso de robótica lego en MIT open Courseware desarrollado en 2007. Mindstorms, un sistema de invención robótica que revolucionó los kits de construcción LEGO, surgió de la colaboración de 20 años de LEGO con Media Lab. Pertenezco a la orgullosa categoría de AFOLS, “fans adultos de LEGO” (ver Exclusivo de LEGO: los AFOL nos enseñaron a tomar en serio a los adultos). Cuando mis hijos dejan de jugar con LEGO, soy yo quien tiene que bajar a cenar. Es importante destacar que una vez que haya construido algo, la diversión no termina. Puedes seguir jugando con lo que construiste, adaptarlo o incluso derribarlo y empezar de nuevo. Empezar de nuevo es fundamental. No hay nada que los aficionados a LEGO odien más que las piezas pegadas.

Ahora imagina que construyes una fábrica simplemente con piezas de LEGO. ¿Que significa eso? Por un lado, significa que puede reconfigurar su fábrica pieza por pieza. También significa que aunque una fábrica compleja requiera especificaciones y planos, todos pueden participar en su construcción. ¿No le gusta la forma en que funcionan las máquinas CNC? Construye uno diferente, más pequeño, más grande. Póngalo en otro lugar si no le gusta dónde lo puso.

Para mayor claridad, no estoy sugiriendo construir una fábrica en LEGO. Es el principio detrás de esto, el impulso creativo, lo que respeto. Lo digo de la misma manera que siento que los servicios gubernamentales serían diferentes si estuvieran a cargo de Disney. Imagine una pulsera "mágica" que le dé acceso total a todo lo que el gobierno tiene para ofrecer, pero con caras sonrientes en todas partes. Ahora, la metáfora no es literal y realmente no quiero que Disney dirija el gobierno.

La fabricación no es como LEGO o Disney. Ya no estamos en el jardín de infantes (nunca fui, lo que algunos dicen que explica mucho de mi alegría), pero la realidad es que las tecnologías no son intercambiables ni interoperables, diríamos en jerga tecnológica. En estos días, es popular pensar en términos de “primeros principios;”. Tenemos que agradecer a Elon Musk por eso (ver Por qué innovadores como Elon Musk y Jeff Bezos adoptan esta antigua técnica de resolución de problemas). Un primer principio es aquel que no puede deducirse de ningún otro supuesto. Los filósofos aman el pensamiento basado en los primeros principios. Descartes, por ejemplo, dijo que su punto de partida era que su propia mente existe ("cogito ergo sum"). Ahora, en los tiempos modernos, los científicos son famosos por pensar en los primeros principios. Excepto, ¿realmente lo hacen?

De las analogías a los primeros principios

Basta de analogías. Nos hemos acostumbrado a pensar por analogía en lugar de primeros principios. Es una abreviatura. Sin embargo, cuando se construyen máquinas, la analogía es un callejón sin salida porque conduce a la mediocridad. En lugar de reconstruir fábricas desde cero, los fabricantes a menudo recurren a la modernización de los llamados "campos baldíos" en lugar de construir "campos nuevos", que son más caros. La tecnología industrial es una gran malla de maquinaria y software nuevos y antiguos que apenas se unen. Los grandes fabricantes, o sus proveedores de tecnología, prefieren integrar tecnologías de inicio mediante fusiones y adquisiciones en lugar de inventar algo ellos mismos (basado en componentes abiertos) o asociarse con nuevas empresas. La estrategia de “estar sobre los hombros de gigantes” o “elegir ganadores” funciona bastante bien para lograr cosas rápidamente. Sin embargo, nos arrinconamos si contraemos deuda tecnológica.

Conrad Leiva, director de Desarrollo de Ecosistemas y Fuerza Laboral en CESMII, el instituto de fabricación inteligente de EE. UU. escribe 7 primeros principios que se suman a la fabricación inteligente. Leiva cita seguridad, información en tiempo real, paneles proactivos, apertura, resiliencia, escalabilidad y sostenibilidad. El problema es que estos son conceptos con los que todos pueden estar de acuerdo, pero a menos que estandaricemos la terminología, comprometamos a los fabricantes a tomar acciones y regulemos las interacciones, la "unión" no sucederá mágicamente.

En cambio, deberíamos empezar desde cero; Los enfoques basados ​​en “aplicaciones” parten de una nueva premisa. Como explica un primer principio: “quien esté tratando de resolver un problema debe tener los medios para hacerlo”. Para lograr eso, en lugar de ladrillos LEGO, tenemos aplicaciones. ¿Qué es una aplicación sino un algoritmo simple que convierte los flujos de trabajo industriales en un proceso que puede lograr un objetivo comercial? Las aplicaciones se implementan en código de computadora, pero para que funcionen como ladrillos LEGO, este código no es un requisito necesario para que el usuario lo entienda. Las aplicaciones pueden venir preconfiguradas, pero deben ser fácilmente configurables. Son una versión poderosa de una hoja de cálculo con una interfaz de arrastrar y soltar. Si puede operar un teléfono celular, puede usar una aplicación, y si puede jugar juegos de computadora, puede convertirse en un desarrollador de aplicaciones. Las buenas aplicaciones de fabricación se conectan a las máquinas para realizar trabajos del mundo real en el taller o en la cadena de suministro: ordenar cosas, instruir el trabajo, monitorear la calidad y enviar productos. Las aplicaciones hacen esto aumentando a los trabajadores, no reemplazándolos.

¿Qué podríamos lograr si las mejores tecnologías de fabricación trabajaran juntas? Con la llamada fabricación impulsada por software construida sobre una plataforma intercambiable ("interoperable"), podríamos construir microfábricas en minutos, que podrían fabricar productos avanzados en su hogar, en su espacio de fabricación en la escuela, en la comunidad o en el lugar de trabajo. ¿Esperar? Esto ya existe. El análogo es el FabLab red, saliendo de Profesor neil gershenfeldEl trabajo de MIT. Excepto que los FabLabs son solo para los miles de entusiastas voluntarios.

Me refiero a cambiar toda la lógica de fabricación, cambiar a una plataforma modular ejecutada mediante arrastrar y soltar. A medida que la tecnología web penetra lentamente en la fabricación, estamos a punto de descubrir qué podría ser. Sin embargo, puede llevar un tiempo porque no es del interés de todos. Entonces, ¿qué pasa si ordenamos que cualquier tecnología en el piso de producción debe comunicarse con otros? De la misma manera, sería inaceptable permanecer en silencio si se forma parte de un grupo de humanos que intentan aprender juntos. Como mínimo, cualquier tecnología patrocinada por el gobierno debe tener una interfaz interoperable. Si gastas dinero público, haz manufacturas que todos los trabajadores puedan usar. No pegues LEGO.