ייצור חדשני דורש עובדים ומכונות במקביל, אומרים פרופסורים ב-MIT בסימפוזיון

אנו עשויים להיות עדים לשחר של עידן תעשייתי חדש בעשור הזה. למרבה הפלא, זה עשוי להיות למרות ולא בגלל השקה מוצלחת של טכנולוגיות ייצור חכמות (שאנחנו, ללא ספק, לא עשינו). אם לשפוט מהשבוע שעבר ייצור @ סימפוזיון MIT: 2022 ומעבר, שנערך בבניין Walker Memorial המדהים ביופיו של MIT שנבנה ב-1916, הולכות ומתגברות ההוכחות לכך שייצור המנוהל על ידי אנשים בסינרגיה עם מכונות הוא הרבה יותר מהותי לחדשנות ממה שקובעי מדיניות הבינו בעבר. עם ההבנה הזו, וכדי להפיץ את המסר, נראה כי MIT מחדשת את מאמצי המחקר והחדשנות בייצור בזמן מרכזי, עם התמקדות פי ארבע בטכנולוגיה, פיתוח כוח אדם, מאמצי מדיניות וחדשנות.

קהל נבחר של תעשיינים ומקבלי החלטות ממשלתיים (עם נוכחות מרשימה של משרד ההגנה האמריקני) זכה לחוות מגוון חסר תקדים של מלגות הקשורות לייצור MIT, ממקורות מתחדשים, לייצור שבבים ועד לייצור תוספים מתכת. פּרוֹפֶסוֹר ג'ון הארט, מארגן האירוע, אמר: "ייצור הוא המנוע של הכלכלה שלנו, ואנו עומדים בצומת דרכים בין ההבטחה לטכנולוגיות ייצור חדשות, לבין הצרכים הנוראים של כוח העבודה, הבסיס התעשייתי והאקולוגי של החדשנות שלנו. מומחיות ועניין בייצור משתרעים על פני המכון, ועכשיו זה הזמן לקרב את קהילת MIT כדי להבין כיצד אנו יכולים להשפיע בצורה הטובה ביותר בזמן קריטי זה. בסימפוזיון היו לנו מומחי MIT כמעט מכל דיסציפלינה שהשתוקקו לעבוד יחד, זה עם זה ועם ממשלה, תעשייה ואוניברסיטאות אחרות. אנו מקווים שזו רק ההתחלה של מאמץ מתואם הרבה יותר גדול".

הרוחב והעומק של הנושאים והמומחיות באירוע רמזו שהמאמצים של MIT בייצור יכולים להתאים להיקף של יוזמות קודמות כגון יוזמת אנרגיה של MIT. אולי הסימפוזיון מבשר על מהלך כזה, או אינטרס של הסגל שלו להעלות את הייצור ב-MIT לרמה כזו. זה יהיה חכם. הייצור משחק תפקיד הרבה יותר חשוב בכלכלה ממה שהוא מקבל קרדיט עבורו. עם שינויי אקלים, סיכונים גיאופוליטיים וסכנות טכנולוגיות כתוצאה מהתנגשות של פתרונות מתקדמים אך מבחינות רבות בלתי ניתנות לביצוע עבור כוח עבודה שמתבקש להתאמן בלי סוף כדי להשתלב בטכנולוגיית תעשיית 4.0 חסרת תקנה, לעיתים רחוקות היה לנו צורך גדול יותר מנוע צמיחה חדש.

MIT אינו המוסד היחיד עם מאמצים כה חזקים בייצור. אחרים כוללים את המכון לייצור של אוניברסיטת קיימברידג' (IfM) מאז 1998, The Georgia Tech Manufacturing Institute (GTMI) מאז 1991, וקרנגי מלון מכון עתידי ייצור העניק מענק של 150 מיליון דולר בשנת 2021 מקרן ריצ'רד קינג מלון כדי להפוך את היוזמה לשנת 2016 קבועה. אבל MIT עשוי להיות המקום שבו לפרספקטיבה המקיפה ביותר יש את הסבירות הגבוהה ביותר להיווצר ברגע מרכזי זה בהיסטוריה. הסיבה לכך היא רוחב הפעילות שלה, והערך המופרז כאשר המצוינות המפוזרת של פרופסורים על פני מדע, הנדסה, ניהול ומדעי החברה, מתאחדת כדי לייצר חזון קוהרנטי. זה אירוע קבוע ב-MIT, אבל לא כזה שמגיע בחינם, מכיוון שזה דורש מימון מסיבי כדי להצליח.

השקיעו כמעט את כל האנרגיה כדי להבין מה הבעיה

באירוע, פרופ. אלזה אוליבטי חזר על עצתו של אלברט איינשטיין להשקיע 99 אחוז מהזמן בזיהוי הבעיה ורק 1 אחוז מהזמן ביישום הפתרון. היא דיברה על אתגר הקיימות, אבל בואו ניישם אותו בייצור. מה הבעיה? לדברי רבים מ-34 הדוברים באירוע זה של MIT, במילה אחת, דה-תיעוש, שדילל את המגזר היצרני ביותר של הכלכלה בהתבסס על קיצורי דרך שהושגו בצורה גרועה על ידי כלכלני עבודה הקשורים לממסד הפוליטי. פרופסור במכון MIT סוזן ברגר הזכיר לקהל שבשנות ה-1990 של הרווארד לארי סאמרס נשאל אם בכלל יש צורך בייצור בארה"ב!

ללא הצגה מיוחדת של הבנתו את תפקידה של הטכנולוגיה בחברה, סאמרס קיבל באופן עיוור את המציאות האוטומציה ש"טכנולוגיה מאפשרת ייצור של הרבה יותר תפוקה עם הרבה פחות אנשים", כשל שהוא ייצג שוב ושוב לאורך השנים, למשל. ב האתגר הכלכלי של העתיד: מקומות עבודה (2014). ברור שברמה הבסיסית הטכנולוגיה מאפשרת ייצור יעיל יותר, זה לא שנוי במחלוקת. עם זאת, טבועה בחשיבה כזו התפיסה שייצור הוא איכשהו דרך נחותה לייצר צמיחה מכיוון שהצמיחה טמונה בשירותים. כמו כן, כשמנסחים את זה כך, זה מסווה את העובדה שלמרות שהעבודה השגרתית היא אוטומטית, כמעט כל החדשנות בחברה, במיוחד בייצור, עדיין מתבצעת על ידי אנשים, לא על ידי מכונות. כלכלנים מהמיינסטרים נמצאים על העגלה הזו כבר שלושים שנה וזה לא הופך נכון יותר כי הם מסרבים לעסוק בהיגיון הפנימי של הייצור.

פוסט תעשייתי היו אבות רבים, במיוחד דניאל בל, והיה ממש בשוליים, אבל בסופו של דבר טעה. המודל הליניארי המומצא שלו המצביע על כך שיש מעבר טבעי ותלוי נתיב מחקלאות לייצור, ובסופו של דבר, לשירותים, הוא בדיוק סוג הנטייה העתידנית העלובה המבוססת על תצפיות שטחיות שעלינו לעקור בעשור הקרוב. בין היתר, מדובר בטרגדיה לאזורים כפריים (ראה דה-תיעוש של אמריקה הכפרית: ארגון מחדש כלכלי והגטו הכפרי). מה שרבים (לא כולם) כלכלנים נוטים לפספס הוא שהפרודוקטיביות אינה קשורה לאוטומציה בלבד, אלא למאמץ האנושי לצבוט את תהליך הייצור המוגבר על ידי מכונות (ראה רזה מוגברת). מה שחשוב הוא לא הכמות של מה שמיוצר אלא שהחברה ממשיכה לייצר חידושים איכותיים שממשיכים לשנות את אופי מה שעושה מגזר הייצור. אולי זמן לבלות פחות זמן בגיליונות אלקטרוניים ויותר זמן במפעלים?

MIT של 2013 מחקר ייצור בכלכלת החדשנות (PIE). הפריך את הקסם חסר הדעת משירותים כמניע חדש של הכלכלה. מבקש לנתח כיצד חדשנות עוברת לשוק, ה-PIE
PIE
המחקר המליץ ​​במקום זאת לחדש את מערכות הייצור. הוא הראה כיצד הייצור פועל כאתרים של חדשנות וכמאפשר להרחיב עד למסחור את זרימת החידושים ממעבדות המחקר של אמריקה, אוניברסיטאות, מעבדות ציבוריות ומתקני מו"פ תעשייתיים. הוא טען שבמקום לוותר על הייצור, על אמריקה ללמוד מהמודלים המוצלחים של גרמניה וסין, בין אם מדובר בהכשרת כוח אדם באוכלוסיית העבודה או הגדלה באמצעות סובסידיות כדי להשיג השפעות הפלטפורמה של ייצור בקנה מידה המוני. עם זאת, ככל ש-PIE הביאה את המודעות לקונגרס לרגע, היא לא הצליחה לייצר שינוי פוליטי רחב יותר.

אם להיות בוטה: הבעיה העומדת בפנינו עשויה להיות ניתוח חסר דם של כלכלנים חברתיים מסוימים מדי, יותר מאשר הדה-תיעוש עצמה, שכן ייתכן שהתופעה מעולם לא הייתה מתרחשת בקנה מידה שהיא קרה ללא הגיליונות האלקטרוניים הריקים שלהם שיקלו על הירידה.

מורשת הייצור של ניו אינגלנד

פרופסור דייוויד מינדל דיבר על איך תעשיינים מבוסטון הראשונים ראו בייצור דרך עדינה להגדלת העושר. חברת הייצור של בוסטון, אורגנה ב-1813 על ידי פרנסיס קאבוט לואל, סוחר עשיר מבוסטון, בשותפות עם קבוצת משקיעים שנודעה מאוחר יותר בשם The Boston Associates, הפעיל את אחד המפעלים הראשונים באמריקה. המפעל הוקם בוולתם, מסצ'וסטס לייצור טקסטיל כותנה, והפעיל כוח מים. מיקומי מפעלים אחרים היו לואל, לורנס ומנצ'סטר, ניו יורק. באמצע כל זה, MIT נוסדה בשנת 1861. כמה שנים לאחר מכן, מפעל United Shoe Machinery, שנוסד בשנת 1899 בבוורלי, מסצ'וסטס, עשה מונופול על מכונות נעליים.

כשהיאנקיז עשו את דרכם לדטרויט, והנרי לילנד ייסד את קאדילק ב-1902, הדחף הראשוני הזה בנה את המערכת האמריקאית לייצור. הרבה יותר מאוחר, Maynard, Digital Equipment Corporation (DEC), ענקית מחשבים שנוסדה ב-1957, הצטיינה במיני מחשבים בשנות ה-1970 והציגה מערכות VAX ואלפא בשנות ה-1980, אך הוקפלה לתוך קומפאק ב-1998. לפי הסיפור, ניו אינגלנד בוטלה כמעט באותה יעילות - ואנחנו חיים עם ההשפעות האלה היום. עם זאת, תעשיית הייצור של ניו אינגלנד המשיכה לשגשג באמצעות פיתוח של נישות חדשות כגון אלקטרוניקה, תרופות, הגנה ותעופה וחלל. החברות האזוריות המגדירות היום כוללות בוסטון סיינטיפיק, מודרני, הולוגי, תאגיד בוס, סירה חשמלית כללי דינמיקה, סטנלי בלק אנד דקר, ריית, סיקורסקי, ומחדשים מתעוררים כגון גינקו ביוורקס ו מתכת שולחני. אחוז כוח העבודה המועסק בתעשייה מוערך בכ-8%, שזה, יש להודות, מעט מתחת לממוצע הארצי בארה"ב (ראה טביעת הרגל של הייצור והחשיבות של משרות ייצור בארה"ב, 2015). מינדל ציין שהרעיונות הגדולים ביותר שלנו מתבטאים באופן שבו אנו יוצרים דברים.

כוח עבודה, טכנולוגיה ומדיניות - באיזה סדר הם חשובים?

בן ארמסטרונג, מנהל זמני ומדען מחקר במרכז הביצועים התעשייתיים של MIT, ציין כי בקרב חברות ייצור עם פחות מ-500 עובדים, עד היום היה אימוץ טכנולוגי תהומי. הוא חשב מה לעשות בנידון. למעשה, ה מחקר MIT Work of the Future מצאו פחות רובוטים בתעשייה האמריקאית מהצפוי. פּרוֹפֶסוֹר ג'ולי שאה, חוקר הרובוטיקה החברתית הבולט, מחבר שותף של הספר האחרון למה לצפות כשאתה מצפה לרובוטים: העתיד של שיתוף פעולה בין אדם ורובוט, ציין כי האנשים שמבינים את העבודה צריכים להיות מסוגלים לנהל את הטכנולוגיה. זה תקף בין אם אנחנו מדברים על מכונות כרסום או רובוטים. מפעל כיבוי אורות אינו אידיאלי כי מכונות לא מחדשות, אנשים כן. בדומה לטייסים בתא הטייס, לבני אדם יש חוזקות ייחודיות במבנה ולא לשכוח בבעיות מבנה מחדש. פּרוֹפֶסוֹר דיוויד הארדט דיבר על המשך המנהיגות של MIT בחינוך לייצור באמצעות תואר שני ומיקרו מאסטר ב ייצור ועיצוב מתקדמים עם קצבאות עבור מסלול מעורב לתואר מקוון/באתר.

עוזר מיוחד לנשיא לייצור ופיתוח כלכלי, אליזבת ב' ריינולדס בשידור חי מסינסינטי, שם הכריז הנשיא על תוכנית ייצור תוסף (AM Forward)., הזכיר לנו שהנשיא ביידן הוא הנשיא שלאחר המלחמה עם הנתח הגדול ביותר בתחיית הייצור בארה"ב והוא שם גם דולרים מאחוריו. מייקל בריט-קריין, שמוביל מאמצי חינוך ופיתוח כוח אדם בצוות טכנולוגיית ייצור (ManTech) במשרד תת-שר ההגנה למחקר והנדסה, הדגיש את ההנהגה הפדרלית בפיתוח כוח אדם בייצור בתשעה מכוני חדשנות ייצור בחסות DoD. כפי שהוא ציין: "הלוחמים שלנו לא יכולים להשתמש בזה אם היצרנים האמריקאים שלנו לא יכולים לעשות את זה." השקעות קודמות, כמו 4.5 מיליארד דולר שהוענקו למכונים במימון DoD עם התאמות צולבות של מעל 2 מיליארד דולר מהתעשייה, מהוות נקודות התחלה להאצה נוספת של השקעות כוח אדם אזוריות.

מנהל פרויקטים מיוחדים ב-MIT, ביל בונוויליאן ציין כי הייצור לא תמיד נתפס כחלק בלתי נפרד ממערכת החדשנות וכי שיעורי ההשתתפות בעבודה נמצאים בשפל היסטורי. בונוויליאן הסביר שעם הנסיגה של ממשלת ארה"ב מחדשנות למו"פ מבוסס מדע בעקבות מנהל מדע ונבר בושההתעקשות של המדע כ"גבול האינסופי". עידן הספוטניק ראה את ספירלת התקציב של נאס"א מונעת מהרעיון של חקר החלל והבניית ה-DAR
AR
תוכנית הרשות הפלסטינית, אשר טיפחה את האינטרנט. עם זאת, שנות ה-1980 השלימו את הנסיגה, ולמרות שאתגר האנרגיה של שנות ה-1990 התגלגל בסופו של דבר ARPA-E ב-2009, זה, אפשר לטעון, עדיין לא הוביל להתקדמות מהותית באותה מידה כמו פרויקט ARPANET של DARPA. עם זאת, ARPA-E סיפקה מימון מו"פ של כ-3 מיליארד דולר עבור יותר מ-1,294 פרויקטים של טכנולוגיית אנרגיה בעלת פוטנציאל טרנספורמציה ועם 129 חברות חדשות שנוצרו.

עידן הייצור המתקדם של היום עם 16 מכוני ייצור (ייצור ארה"ב) אפשרה מספר רב של ערכות בדיקה אך ללא גישה רחבה יותר. מניעים גיאופוליטיים כמו ממשלות אוטוקרטיות ומשבר בשרשרת האספקה, הפכו את הייצור למטרה ראויה להתגייס, אומר בונוויליאן, שמדמיין "קהילת חושבים" חדשה. אבל מי אמור לעשות את החשיבה? האקדמאים? העובדים? המהנדסים? את קובעי המדיניות? נראה שהתשובה היא: כל האמור לעיל.

המכונות של העתיד הן רק החלק הלא אנושי של אותו עתיד

בסימפוזיון הוצגו גם מומחים בתחומי מפתח בתעשייה שיניעו את הדור הבא של הייצור. פּרוֹפֶסוֹר דואן בונינג דיבר על למידת מכונה בייצור. ג'רוד גונצל, מנהל, MIT Humanitarian Supply Chain Lab, דיבר על שרשראות אספקה ​​עמידות. פּרוֹפֶסוֹר ז'סוס דל אלאמו דיבר על התקווה (הקלושה) לחידוש מנהיגות ארה"ב במיקרו-אלקטרוניקה. פּרוֹפֶסוֹר זכרי קורדרו הזכיר איך כבר ב-2015 המראה ונחיתה וירטואלי (VT
VT
OL) עם הרקטה הדו-שלבית הניתנת לשימוש חוזר של SpaceX פלקון 9 החל להפוך את עלות המטענים למסלול, והוא הבסיס לשחר עידן ייצור חלל חסר תקדים שבו נראה מתכת מיוצרת לפי דרישה בחלל על ידי מעבורות במסלול.

פרופסור אט-מינג צ'יאנג ציין שהעולם צריך לפחות 100 טרה-וואט-שעה של אחסון מותקן במחיר של 20 דולר לקילווואט שעה עד שנת 2050 תוך שימוש בכימיקלים חדשים בעלות נמוכה על מנת להשיג שחרור פחמן עמוק של אנרגיית עומס בסיס מאובנים. פּרוֹפֶסוֹר אלזה אוליבטי ציין כי מחויבויות האקלים הארגוניות צוברות תאוצה, עם יוזמת 100% חשמל מתחדש RE100 כעת ב-350 חברות, יוזמת יעדים מבוססי מדע (SBTi) כעת ב-2800 חברות, ה ClimateAction100+ עם 615 משקיעים עם 60 טריליון דולר - וה- ברית מנהלי נכסים נטו אפס כעת 128 חברים עם נכסים של 43 טריליון דולר בניהול.

לבסוף, פאנל בנושא קנה מידה של סטארט-אפים בייצור (חשיפה מלאה: בהנחיית עצמי) חקר את עתיד התחום. היזמים אליז סטרובך, מייסדת שותפה ומנכ"לית חומרי AeroShield, נתן לינדר (מנכ"ל ומייסד שותף של צִבעוֹנִי, יו"ר ומייסד שותף של פורמולות), ומרטין פלדמן (מנכ"ל ומייסד שותף של צורות וולקן) המחיש את עבודת הרטינה וההמולה של קנה המידה. AeroShield (2019) משתמשת בארוג'לים כדי לבודד חלונות עם תוספות מבודדות-על (ולהגביר את היעילות של תאים תרמיים סולאריים). Tulip היא פלטפורמת התפעול הקדמית לייצור דיגיטלי ומעבר לכך. Formlabs היא המובילה בהדפסת תלת מימד שולחנית. וולקן טפסים שואפת להיות המדד בייצור המוני של תוספים למתכת. פרופסור לניהול MIT צ'ארלס פיין שרטט את מה שהוא רואה כעשרת הכלים לקנה מידה יזמי: (1) עיבוד, (2) התמקצעות, (3) תרבות, (4) אוטומציה, (5) פילוח, (6) פלטפורמה, (7) שיתוף פעולה, (8) שימוש באותיות רישיות, (9) שכפול ו-(10) הערכה (מסמר, קנה מידה והפלגה), תוך ציון שסטארט-אפים של ייצור וניהול תפעול מתחילים לעשות שינוי בתחום.

Metaverse, בבקשה זז הצידה מרצון. ייצור הוא אולי תחום החדשנות המעניין ביותר להתמקד בו כרגע. האתגרים בהשגת ייצור רזה לא פחתו עם הגידול ביכולות הטכנולוגיות, אולי בגלל שלטכנולוגיות יש ממשקי משתמש לא מפותחים מדי כדי להתאים לכוח העבודה. מכאן נובע אתגר ההכשרה החונק את ארגוני הייצור. תקן את זה ואנחנו שלושה צעדים קדימה. הייתה התרגשות מוחשית ב-Wolker Memorial ב-MIT ב-6 במאי. אני לא חושב שזו הייתה רק ההתרגשות של שוב להתכנס באופן אישי. הייצור חייב, ויעלה שוב לכותרות. הארט אישר שהסימפוזיון הוא חלק ממאמץ גדול יותר להפגיש את קהילת היצרנים ב-MIT, ולחקור את הרעיון של מרכז חדש המאחד סגל וסטודנטים עם תעשייה וממשל, ודוחף אג'נדה חדשה ונועזת.

אבל אם עידן תעשייתי חדש יפתח בעשור הזה, זה עשוי להיות באמצעות סינרגיה של טכנולוגיה ובני אדם, ועל ידי מדיניות וארגונים שמיישרים תמריצים בין יעדים עסקיים, פיתוח כוח אדם וחידושים כגון ייצור תוסף ואוטומציה.

חדשנות במפעל מתרחשת כאשר בני אדם מסתגלים ויוצרים תהליכי ייצור חדשים, תוך שימוש בכל אמצעי שהם משתמשים בהם, מתקדמים או פשוטים. הטכנולוגיה היא לעתים קרובות חלק ממנה, אך לעתים רחוקות היא הטריגר.