Pembuatan Inovatif Memerlukan Pekerja Dan Mesin Bersamaan, Profesor MIT Kata Di Simposium

Kita mungkin menyaksikan permulaan era perindustrian baharu dalam dekad ini. Apa yang menarik, ini mungkin berlaku walaupun dan bukannya kerana berjaya melancarkan teknologi pembuatan pintar (yang boleh dikatakan, kami tidak melakukannya). Berdasarkan minggu lepas Simposium Pembuatan @ MIT: 2022 dan Seterusnya, yang diadakan di bangunan Memorial Walker yang sangat cantik di MIT yang dibina pada tahun 1916, semakin banyak bukti bahawa pembuatan yang dikendalikan oleh orang yang bersinergi dengan mesin adalah jauh lebih asas kepada inovasi daripada yang diketahui oleh pembuat dasar sebelum ini. Dengan kesedaran itu, dan untuk menyebarkan mesej, MIT nampaknya memperbaharui usaha penyelidikan dan inovasi pembuatannya pada masa yang penting, dengan tumpuan empat kali ganda pada teknologi, pembangunan tenaga kerja, usaha dasar dan inovasi.

Penonton terpilih dari kalangan industrialis dan pembuat keputusan kerajaan (dengan kehadiran Jabatan Pertahanan AS yang mengagumkan) telah mengalami pelbagai biasiswa berkaitan pembuatan MIT yang belum pernah berlaku sebelum ini, daripada boleh diperbaharui, kepada pengeluaran cip, kepada pembuatan bahan tambahan logam. Profesor John Hart, penganjur acara itu, berkata: “Pembuatan ialah enjin ekonomi kami, dan kami berada di persimpangan antara janji teknologi pembuatan baharu, dan keperluan teruk tenaga kerja, pangkalan industri dan ekosistem inovasi kami. Kepakaran dan minat dalam pembuatan merangkumi institut, dan kini adalah masa untuk membawa komuniti MIT bersama-sama untuk memahami cara kami boleh membuat impak yang paling besar pada masa kritikal ini. Pada simposium itu, kami mempunyai pakar MIT dari hampir setiap disiplin yang bersemangat untuk bekerjasama, antara satu sama lain dan dengan kerajaan, industri dan universiti lain. Kami berharap ini hanyalah permulaan kepada usaha yang lebih besar dan terkoordinasi.”

Keluasan dan kedalaman topik serta kepakaran pada acara itu membayangkan bahawa usaha MIT dalam pembuatan boleh menyamai skala inisiatif sebelumnya seperti Inisiatif Tenaga MIT. Mungkin simposium itu membayangkan langkah sedemikian, atau minat fakultinya dalam meningkatkan pembuatan di MIT ke tahap sedemikian. Itu akan menjadi bijak. Pembuatan memainkan peranan yang jauh lebih penting dalam ekonomi daripada mendapat kredit. Dengan perubahan iklim, risiko geopolitik dan bahaya teknologi akibat perlanggaran penyelesaian yang canggih tetapi dalam banyak cara yang tidak dapat dilaksanakan untuk tenaga kerja yang diminta untuk berlatih tanpa henti untuk menyesuaikan diri dengan teknologi industri 4.0 yang tidak berdaya, jarang sekali kita mempunyai keperluan yang lebih besar untuk enjin pertumbuhan baharu.

MIT bukanlah satu-satunya institusi yang mempunyai usaha yang kuat dalam pembuatan. Yang lain termasuk Institut Pembuatan Universiti Cambridge (JikaM) sejak 1998, The Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) sejak 1991, dan Carnegie Mellon Institut Niaga Hadapan Pembuatan menganugerahkan geran $150 juta pada 2021 daripada Yayasan Richard King Mellon untuk menjadikan inisiatif 2016 kekal. Tetapi MIT mungkin menjadi tempat di mana perspektif paling komprehensif mempunyai kemungkinan paling tinggi untuk dibentuk pada saat penting dalam sejarah ini. Ini adalah kerana keluasan aktivitinya, dan nilai luar biasa apabila kecemerlangan profesor yang tersebar merentasi sains, kejuruteraan, pengurusan dan sains sosial, bersatu untuk menghasilkan visi yang koheren. Itu adalah kejadian biasa di MIT, tetapi bukan yang datang secara percuma, kerana ia memerlukan pembiayaan yang besar untuk dilakukan.

Luangkan Hampir Semua Tenaga Untuk Mengetahui Apa Masalahnya

Pada majlis tersebut, Prof. Elsa Olivetti mengulangi nasihat Albert Einstein untuk menghabiskan 99 peratus masa mengenal pasti masalah dan hanya 1 peratus masa melaksanakan penyelesaian. Dia bercakap tentang cabaran kemampanan, tetapi mari kita gunakannya pada pembuatan. Apa masalahnya? Menurut kebanyakan daripada 34 penceramah pada acara MIT ini, secara ringkasnya, penyahindustrian, yang telah menipiskan sektor ekonomi yang paling produktif berdasarkan jalan pintas yang kurang difikirkan oleh ahli ekonomi buruh yang terikat dengan pertubuhan politik. Profesor Institut MIT Suzanne Berger mengingatkan penonton bahawa, pada tahun 1990-an, Harvard Larry Summers mempersoalkan sama ada pembuatan AS diperlukan sama sekali!

Tanpa paparan khusus tentang pemahamannya tentang peranan teknologi dalam masyarakat, Summers secara membuta tuli menerima kebenaran automasi bahawa "teknologi membenarkan pengeluaran lebih banyak output dengan lebih sedikit orang", kesilapan yang telah berulang kali diwakilinya sepanjang tahun, contohnya. dalam Cabaran Ekonomi Masa Depan: Pekerjaan (2014). Jelasnya, pada peringkat asas teknologi memudahkan pengeluaran yang lebih cekap, itu tidak dipertikaikan. Walau bagaimanapun, wujud dalam pemikiran sedemikian adalah tanggapan bahawa pengeluaran adalah cara yang lebih rendah untuk menghasilkan pertumbuhan kerana pertumbuhan terletak pada perkhidmatan. Selain itu, apabila dinyatakan begini, ia menutupi hakikat bahawa walaupun kerja rutin adalah automatik, hampir semua inovasi dalam masyarakat, terutamanya dalam pembuatan, masih dilakukan oleh manusia, bukan oleh mesin. Ahli ekonomi arus perdana telah menggunakan kereta muzik ini selama tiga puluh tahun sekarang dan ia tidak menjadi lebih benar kerana mereka enggan terlibat dengan logik dalaman pembuatan.

Pasca-industrialisme mempunyai ramai bapa, terutamanya Daniel Bell, dan berada tepat di tepi, tetapi akhirnya salah kepala. Model linear ciptaannya menunjukkan bahawa terdapat peralihan semula jadi, bergantung kepada laluan daripada pertanian kepada pembuatan, dan akhirnya, kepada perkhidmatan, adalah jenis kegemaran futuris yang lemah berdasarkan pemerhatian cetek yang perlu kita hapuskan dalam dekad yang akan datang. Antara lain, ia adalah tragedi bagi kawasan luar bandar (lihat Penyahindustrian Amerika luar bandar: Penstrukturan semula ekonomi dan ghetto luar bandar). Apa yang ramai (bukan semua) ahli ekonomi cenderung terlepas ialah produktiviti tidak terikat kepada automasi semata-mata, tetapi kepada usaha manusia yang mengubahsuai proses pengeluaran yang ditambah oleh mesin (lihat Bertambah Lean). Apa yang penting bukanlah kuantiti apa yang dihasilkan tetapi masyarakat terus menghasilkan inovasi berkualiti yang terus mengubah sifat apa yang dilakukan oleh sektor pembuatan. Mungkin masa untuk menghabiskan lebih sedikit masa dalam hamparan dan lebih banyak masa di kilang?

MIT 2013 Pengeluaran dalam kajian Ekonomi Inovasi (PIE). menafikan ketertarikan yang tidak berakal dengan perkhidmatan sebagai pemacu ekonomi baharu. Berusaha untuk menganalisis bagaimana inovasi bergerak ke pasaran, PIE
PIE
kajian sebaliknya mengesyorkan menginovasikan sistem pengeluaran. Ia menunjukkan cara pembuatan bertindak sebagai tapak inovasi dan sebagai pemboleh peningkatan kepada pengkomersilan aliran inovasi daripada makmal penyelidikan, universiti, makmal awam dan kemudahan R&D perindustrian Amerika. Ia berhujah bahawa, daripada berputus asa dalam pembuatan, Amerika harus belajar daripada model Jerman dan China yang berjaya, sama ada membakar dalam latihan tenaga kerja seluruh populasi kerja atau meningkatkan melalui subsidi untuk mencapai kesan platform pengeluaran besar-besaran. Walau bagaimanapun, sebanyak PIE membawa kesedaran kepada Kongres untuk seketika, ia gagal menghasilkan perubahan politik yang lebih luas.

Secara terang-terangan: masalah yang kita hadapi mungkin adalah analisis tanpa pertumpahan darah ahli ekonomi sosial yang terlalu tertentu lebih daripada penyahindustrian itu sendiri, kerana fenomena itu mungkin tidak pernah berlaku pada skala yang berlaku tanpa hamparan kosong mereka yang memudahkan penurunan.

Warisan Pembuatan New England

Profesor David Mindell bercakap tentang bagaimana industrialis Boston awal melihat pembuatan sebagai cara yang sopan untuk mengembangkan kekayaan. Syarikat Pembuatan Boston, dianjurkan pada tahun 1813 oleh Francis Cabot Lowell, seorang saudagar Boston yang kaya, dengan kerjasama sekumpulan pelabur yang kemudiannya dikenali sebagai The Boston Associates, mengendalikan salah satu kilang pertama di Amerika. Dicipta di Waltham, Massachusetts untuk pembuatan tekstil kapas, kilang itu menggunakan kuasa air. Lokasi kilang lain ialah Lowell, Lawrence, dan Manchester, NH. Di tengah-tengah semua ini, MIT telah diasaskan pada tahun 1861. Beberapa tahun kemudian, kilang Jentera Kasut United, yang diasaskan pada tahun 1899 di Beverly, Massachusetts, memonopoli jentera kasut.

Semasa Yankees menuju ke Detroit, dan Henry Leland mengasaskan Cadillac pada tahun 1902, teras awal ini membina sistem pembuatan Amerika. Tidak lama kemudian, Maynard, Perbadanan Peralatan Digital (DEC) berasaskan MA, sebuah gergasi komputer yang diasaskan pada tahun 1957, cemerlang dalam komputer mini pada tahun 1970-an dan memperkenalkan sistem VAX dan Alpha pada tahun 1980-an, tetapi telah dilipat menjadi Compaq pada tahun 1998. Dengan itu, sebagai ceritanya, New England telah dinyahindustrikan hampir sama berkesan-dan kita hidup dengan kesan tersebut hari ini. Namun industri pembuatan New England terus berkembang maju melalui pembangunan niche baharu seperti elektronik, farmaseutikal, pertahanan, dan aeroangkasa. Syarikat serantau yang menentukan hari ini termasuk Saintifik Boston, Moden, Hologik, Bose Corporation, Perahu Elektrik Dinamik Umum, Stanley Black & Decker, Raytheon, Sikorsky, dan inovator baru muncul seperti Ginkgo Bioworks and Desktop Metal. Peratusan tenaga kerja yang diambil bekerja dalam pembuatan dianggarkan sekitar 8% iaitu, diakui, sedikit di bawah purata kebangsaan AS (lihat Jejak Pembuatan dan Kepentingan Pekerjaan Pengilangan AS, 2015). Mindell menegaskan bahawa idea terhebat kita dinyatakan dalam cara kita membuat sesuatu.

Tenaga kerja, Teknologi dan Dasar–Dalam Susunan Manakah Mereka Penting?

Ben Armstrong, Pengarah Eksekutif Interim dan Saintis Penyelidikan di Pusat Prestasi Perindustrian MIT, menegaskan bahawa di kalangan firma pembuatan yang mempunyai kurang daripada 500 pekerja, sehingga kini terdapat penggunaan teknologi yang teruk. Dia memikirkan apa yang perlu dilakukan mengenainya. Malah, yang Kajian Kerja Masa Depan MIT menemui lebih sedikit robot dalam industri AS daripada yang dijangkakan. Profesor Julie Shah, sarjana robotik sosial terkemuka, pengarang bersama buku terbaharu itu Apa Yang Dijangkakan Apabila Anda Menjangkakan Robot: Masa Depan Kerjasama Manusia-Robot, menegaskan bahawa orang yang memahami kerja itu perlu dapat mengurus teknologi. Ini sah sama ada kita bercakap tentang mesin pengilangan atau robot. Kilang yang ditutup lampu tidak sesuai kerana mesin tidak membuat inovasi, orang ramai melakukannya. Sama seperti juruterbang di kokpit, manusia mempunyai kekuatan unik dalam penstrukturan dan tidak lupa dalam masalah penstrukturan semula. Profesor David Hardt bercakap tentang kepimpinan berterusan MIT dalam pendidikan pembuatan melalui ijazah Sarjana dan sarjana mikro dalam pembuatan dan reka bentuk termaju dengan elaun untuk laluan ijazah gabungan dalam talian/di tapak.

Pembantu Khas Presiden bagi Pembuatan dan Pembangunan Ekonomi, Elisabeth B. Reynolds pada strim langsung dari Cincinnati di mana Presiden mengumumkan Program Additive Manufacturing Forward (AM Forward)., mengingatkan kita bahawa Presiden Biden ialah presiden selepas perang dengan kepentingan terbesar dalam kebangkitan pembuatan AS dan meletakkan dolar di belakangnya juga. Michael Britt-Crane, yang mengetuai usaha pembangunan pendidikan dan tenaga kerja dalam pasukan Teknologi Pembuatan (ManTech) di Pejabat Setiausaha Rendah Pertahanan untuk Penyelidikan dan Kejuruteraan, menekankan kepimpinan persekutuan dalam pembangunan tenaga kerja pembuatan merentas sembilan institut inovasi pembuatan tajaan DoD. Seperti yang ditunjukkannya: "Pejuang perang kami tidak boleh menggunakannya jika pengeluar AS kami tidak dapat melakukannya." Pelaburan terdahulu, seperti $4.5 bilion yang diberikan kepada institut yang dibiayai oleh DoD dengan padanan silang melebihi $2b daripada industri, adalah titik permulaan untuk mempercepatkan lagi pelaburan tenaga kerja serantau.

Pengarah Projek Khas di MIT, Bill Bonvillian menegaskan bahawa pembuatan tidak selalu dilihat sebagai sebahagian daripada sistem inovasi dan kadar penyertaan buruh berada pada paras terendah dalam sejarah. Bonvillian menjelaskan bahawa dengan pengunduran kerajaan AS daripada inovasi dan ke dalam R&D berasaskan sains berikutan pentadbir sains Vannevar Bushdesakan terhadap sains sebagai "sempadan yang tidak berkesudahan". Era Sputnik menyaksikan lingkaran bajet NASA didorong oleh idea penerokaan angkasa lepas dan pembentukan DAR
AR
Program PA, yang memupuk internet. Walau bagaimanapun, tahun 1980-an menyelesaikan pengunduran, dan walaupun cabaran tenaga pada tahun 1990-an akhirnya berputar ARPA-E pada tahun 2009, boleh dikatakan, ia belum lagi membawa kepada kemajuan asas yang sama seperti projek ARPANET DARPA. Setelah berkata demikian, ARPA-E telah menyediakan kira-kira $3 bilion dalam pembiayaan R&D untuk lebih daripada 1,294 projek teknologi tenaga transformasi yang berpotensi dan dengan 129 syarikat baharu ditubuhkan.

Era pembuatan termaju hari ini dengan 16 institut pembuatan (Pembuatan USA) telah membenarkan banyak tempat ujian tetapi tiada pendekatan yang lebih luas. Pemacu geopolitik seperti kerajaan autokratik, dan krisis rantaian bekalan, telah menjadikan pembuatan sebagai tujuan yang wajar untuk dibangkitkan, kata Bonvillian, yang membayangkan "komuniti berfikir" baharu. Tetapi siapa yang patut berfikir? Ahli akademik? Pekerja-pekerja? Jurutera? Pembuat dasar? Jawapannya nampaknya: semua di atas.

Mesin Masa Depan Hanya Bahagian Bukan Manusia Masa Depan Itu

Simposium itu turut menampilkan pakar dalam bidang industri utama yang akan memacu generasi pengeluaran seterusnya. Profesor Duane Boning bercakap tentang pembelajaran mesin dalam pembuatan. Jarrod Goenzel, Pengarah, Makmal Rantaian Bekalan Kemanusiaan MIT, bercakap tentang rantaian bekalan yang berdaya tahan. Profesor Jesús del Alamo bercakap tentang harapan (pengsan) untuk kepimpinan AS yang diperbaharui dalam mikroelektronik. Profesor Zachary Cordero telah menyebut bagaimana pada tahun 2015 lepas landas dan pendaratan maya (VT
VT
OL) dengan roket dua peringkat SpaceX yang boleh diguna semula Falcon 9 mula mengubah kos muatan ke orbit, dan merupakan asas kepada permulaan zaman pembuatan angkasa lepas yang belum pernah terjadi sebelumnya di mana kita akan melihat logam dihasilkan atas permintaan di angkasa dengan pengangkutan ulang-alik di orbit.

Profesor Yet-Ming Chiang menunjukkan bahawa dunia memerlukan sekurang-kurangnya 100 terawatt-jam storan terpasang pada $20 setiap kilowatt jam menjelang 2050 menggunakan kimia kos rendah baharu untuk mencapai penyahkarbonan tenaga asas fosil yang mendalam. Profesor Elsa Olivetti menyatakan bahawa komitmen iklim korporat sedang mengumpul momentum, dengan inisiatif tenaga elektrik boleh diperbaharui 100% RE100 kini di 350 syarikat, inisiatif sasaran berasaskan sains (SBTi) kini di 2800 syarikat, yang ClimateAction100+ dengan 615 pelabur dengan $60 trilion–dan Perikatan Pengurus Aset Sifar Bersih kini pada 128 ahli dengan $43 trilion aset di bawah pengurusan.

Terakhir, panel mengenai skala pemula pembuatan (pendedahan penuh: disederhanakan oleh saya sendiri) meneroka masa depan bidang tersebut. Usahawan Elise Strobach, Pengasas Bersama dan Ketua Pegawai Eksekutif Bahan AeroShield, Natan Linder (CEO dan pengasas bersama Tulip, Pengerusi dan pengasas bersama Formlab), dan Martin Feldmann (CEO dan pengasas bersama Borang Vulcan) menggambarkan kerja rungutan dan hiruk pikuk skala. AeroShield (2019) menggunakan aerogel untuk menebat tingkap dengan sisipan superinsulating (dan meningkatkan kecekapan sel haba suria). Tulip ialah platform operasi barisan hadapan untuk pembuatan digital dan seterusnya. Formlabs ialah peneraju dalam pencetakan 3D desktop. Vulcan Forms bertujuan untuk menjadi penanda aras dalam pengeluaran besar-besaran aditif logam. Profesor pengurusan MIT Charles Fine melakarkan apa yang dilihatnya sebagai sepuluh alat untuk penskalaan keusahawanan: (1) Pemprosesan, (2) Profesionalisasi, (3) Pembudayaan, (4) Automasi, (5) Segmentasi, (6) Platformisasi, (7) Kerjasama, (8) Permodalan, (9) Replikasi, dan (10) Penilaian (pemakuan, penskalaan, dan pelayaran), dengan menyatakan bahawa syarikat permulaan pengurusan pengeluaran dan operasi mula membuat perubahan dalam bidang tersebut.

Metaverse, sila ketepi secara sukarela. Pembuatan mungkin merupakan bidang inovasi yang paling menarik untuk diberi tumpuan sekarang. Cabaran untuk mencapai pengeluaran kurus tidak berkurangan dengan peningkatan dalam keupayaan teknologi, mungkin kerana teknologi cenderung mempunyai antara muka pengguna yang terlalu kurang dibangunkan untuk memenuhi tenaga kerja. Di situlah bermulanya cabaran latihan yang menyekat organisasi pembuatan. Betulkan itu dan kita berada tiga langkah di hadapan. Terdapat keterujaan yang ketara dalam Memorial Walker di MIT pada 6 Mei. Saya tidak fikir ia hanya kegembiraan untuk sekali lagi berkumpul secara peribadi. Pembuatan mesti, dan akan menjadi tajuk berita semula. Hart mengesahkan bahawa simposium itu adalah sebahagian daripada usaha yang lebih besar untuk menyatukan komuniti pembuatan di MIT, dan untuk meneroka konsep pusat baharu yang menyatukan fakulti dan pelajar dengan industri dan kerajaan, serta mendorong agenda baharu yang berani.

Tetapi jika era perindustrian baharu bermula dekad ini, ia mungkin melalui sinergi teknologi dan manusia, dan oleh dasar dan organisasi yang menyelaraskan insentif antara objektif perniagaan, pembangunan tenaga kerja dan inovasi seperti pembuatan dan automasi aditif.

Inovasi kilang berlaku apabila manusia menyesuaikan diri dan mencipta proses pengeluaran baharu, menggunakan apa sahaja cara yang mereka gunakan, maju atau mudah. Teknologi sering menjadi sebahagian daripadanya tetapi jarang menjadi pencetus.