¿Qué pasaría si se integraran muchas de las principales tecnologías de la industria manufacturera?
Por Trond Arne Undheim
Una gran cantidad de tecnologías han dado forma a la fabricación y seguirán haciéndolo en el futuro. Piense en el mecanizado CNC, la robótica, la impresión 3D, el software, el Internet de las cosas (IoT), los gemelos digitales, la inteligencia artificial/realidad aumentada (AI/AR) y la fotónica, solo por nombrar algunas de las tecnologías más importantes. puede hacer. Sin embargo, en términos de hardware, biología, materiales o software, estas tecnologías tienen diferentes orígenes, propiedades físicas y ámbitos de aplicación.
Esto no es sólo una diferencia física, sino también un desafío lingüístico. Cada categoría tecnológica tiene su propio conjunto de idiomas, pero no todos los hablan, y mucho menos todos. Incluso las máquinas biológicas o las máquinas de software no siempre se comunican entre sí. Esto puede ser un problema para las máquinas del taller.
Algunas tecnologías de fabricación surgen de laboratorios universitarios, como el MIT, Stanford, Cambridge o Carnegie Mellon, y todos ellos afirman saber comunicarse. Otros son desarrollados por divisiones de I+D de la industria como Bell Labs, a menudo comprensiblemente para propósitos específicos. Además, existen muchas tecnologías con una amplia gama de aplicaciones que aparecen en laboratorios militares como Los Álamos en Estados Unidos, o en laboratorios sin fines de lucro como el CERN, o incluso en institutos de investigación como el hospital de la Academia China de Ciencias. Algunas tecnologías son el resultado de la cooperación entre departamentos, como la sociedad Fraunhofer en Alemania. Hoy en día, la mayoría de las tecnologías son híbridos de las anteriores y dependen de colecciones ciberfísicas de materiales para funcionar. La tecnología desarrollada hace muchos años todavía se puede encontrar en los talleres actuales. Sin embargo, contrariamente a la charla vacía de "evolución por etapas de la generación 1.0 a la generación 4.0", muchas de estas tecnologías realmente pueden sobrevivir. ¿Es un problema si algunos de ellos están diseñados para funcionar con otras tecnologías y otros están diseñados para funcionar de forma independiente?
Los técnicos pueden complicar las cosas. No pretendemos presumir, pero tenemos nuestro propio lenguaje profesional. ¿Hablas lenguaje técnico? Puede que hables un poco, tal vez lo suficiente para arreglártelas, pero hay muchos lenguajes técnicos. El lenguaje técnico más evidente para el trabajo de oficina es la programación. C, Python o Fortran, cada lenguaje tarda años en aprenderse y puede ser reemplazado si aparece un lenguaje mejor. En la fabricación, hablar un lenguaje técnico puede significar que podrá operar máquinas industriales o dominar los sistemas de control industrial. ¿Quizás sea un operador de mecanizado CNC experimentado o tal vez le guste operar robots? Estas son cosas buenas porque significan que eres comercializable. Pero sería beneficioso para la sociedad en su conjunto si todos aprendieran a operar un robot, una impresora 3D, una computadora o un gemelo digital. Entonces, ¿cómo hacemos esto sin programación?
Imaginando un futuro modular
Hagamos un experimento mental. Puedes empezar pensando en la fabricación como si fueran ladrillos Lego. Me refiero a ladrillos de plástico intercambiables o cualquier pieza modular que puedas usar para construir cosas, puedes usarlos para construir edificios altos, ciudades o taxis. Los ladrillos LEGO parecen simples, pero construir cosas con ellos requiere habilidades motoras, conciencia espacial, razonamiento, la capacidad de participar en juegos imaginativos y una variedad de otras habilidades. De hecho, los ladrillos Lego han sido parte del plan de estudios del MIT Media Lab durante años. El MIT tiene un curso dedicado a la robótica Lego, que se desarrolló ya en 2007. Mindstorms, un sistema de invención robótica que revolucionó los kits de construcción LEGO, surgió de 20 años de colaboración entre LEGO y el laboratorio de medios. Yo mismo soy un orgulloso “fanático adulto de LEGO”.
Cuando mis hijos dejan de jugar con Legos, soy yo a quien tienen que bajar a comer. El punto aquí es que una vez que creas algo, la diversión no termina. Puedes seguir jugando con lo que has creado, modificarlo o incluso derribarlo y empezar de nuevo. Empezar de nuevo es crucial. No hay nada que los fans de LEGO odien más que unos cuantos ladrillos pegados entre sí.
Ahora imagina que acabas de construir una fábrica con ladrillos Lego. ¿Qué quiere decir esto? Primero, significa que puedes reconstruir tu fábrica pieza por pieza. También significa que incluso si una planta compleja requiere especificaciones y planos, todos pueden intervenir en ella. ¿No te gusta la forma en que funciona tu máquina CNC? Luego construye uno diferente, ya sea más grande o más pequeño. Si no le gusta la ubicación donde se instaló, puede configurarlo en otro lugar.
Quizás quiera dejar claro aquí que no estoy sugiriendo que en realidad se construyan fábricas con LEGO. Lo que respeto es el principio que hay detrás, que es el impulso creativo. Lo digo de la misma manera que creo que los servicios gubernamentales serían diferentes si estuvieran a cargo de Disney. Imagine una pulsera “mágica” que le brinde acceso completo a todo lo que el gobierno tiene para ofrecer, con caras sonrientes por todas partes. Por supuesto, no tomes esta metáfora demasiado literalmente, realmente no quiero que Disney dirija el gobierno.
Ya no estamos en el jardín de infancia y la fabricación no es como Lego o Disney. Pero la realidad es que, en lenguaje técnico, las tecnologías no son intercambiables ni interoperables. Hoy en día, es popular pensar en términos de “primeros principios”. También tenemos que agradecer esto a Elon Musk (¿por qué innovadores como Elon Musk y Jeff Bezos utilizan técnicas de resolución de problemas tan antiguas?). El llamado "primer principio" es un principio que no puede derivarse de ningún otro supuesto. A todos los filósofos les gusta pensar en los "primeros principios". Por ejemplo, Descartes dijo que su punto de partida es su propia existencia espiritual ("Pienso, luego existo"). Muchos científicos modernos también son conocidos por pensar desde los primeros principios. Pero, ¿realmente están haciendo esto?
De la analogía a los primeros principios
He hecho demasiadas analogías. Nos hemos acostumbrado a pensar en términos de analogías más que de primeros principios, y estamos tomando atajos. Sin embargo, cuando se trata de construir máquinas, las analogías no funcionan porque conducen a la mediocridad. Los fabricantes a menudo optan por renovar los llamados "brownfields" (terrenos en ciudades donde se han construido edificios o fábricas pero ahora están inactivos) en lugar de construir en "greenfields" más caros (es decir, áreas prístinas y no desarrolladas). tierra). La tecnología industrial es una mezcolanza de máquinas y software viejos y nuevos. Los grandes fabricantes o sus proveedores de tecnología prefieren integrar las tecnologías de las nuevas empresas mediante fusiones y adquisiciones en lugar de inventar la tecnología ellos mismos (basada en componentes abiertos) o asociarse con nuevas empresas. La estrategia de “subirse a los hombros de gigantes” o de “elegir a los ganadores” es muy eficaz para alcanzar sus objetivos rápidamente. Sin embargo, si tenemos deuda técnica, nos estamos arrinconando.
Conrad Leiva, director del Departamento de Desarrollo de Ecosistemas y Fuerza Laboral de CESMII, el Instituto Americano de Fabricación Inteligente, enumeró 7 "primeros principios", que en conjunto son la esencia básica de la fabricación inteligente. Los siete principios enumerados por Leiva son: seguridad, insights en tiempo real, paneles de control proactivos, apertura, resiliencia, escalabilidad y sostenibilidad. La cuestión es que estos son conceptos en los que todos están de acuerdo, pero a menos que estandaricemos la terminología, consigamos que los fabricantes se comprometan a actuar y regulemos las interacciones, la “solidaridad” no sucederá mágicamente.
En lugar de ello, deberíamos empezar desde cero, con una nueva premisa para un enfoque basado en "aplicaciones". Como explica un “primer principio”: “Cualquiera que intente resolver un problema debe tener una manera de hacerlo. Para lograr este objetivo, no utilizamos ladrillos Lego, sino aplicaciones”. ¿Qué es una aplicación? Se trata de un algoritmo simple que convierte los flujos de trabajo industriales en procesos que logran los objetivos comerciales.
Las aplicaciones se implementan en código de computadora, pero los usuarios no necesitan entender el código para poder trabajar como construir bloques de Lego. Las aplicaciones se pueden preconfigurar pero deben ser fáciles de configurar. Son una versión poderosa de hojas de cálculo con una interfaz de arrastrar y soltar. Si puedes operar un teléfono móvil, puedes usar aplicaciones y si puedes jugar juegos de computadora, puedes convertirte en desarrollador de aplicaciones. Las buenas aplicaciones de fabricación se conectan con máquinas para realizar trabajos del mundo real en el taller o en la cadena de suministro: ordenar artículos, dirigir el trabajo, monitorear la calidad y enviar productos. Las aplicaciones logran esto empoderando a los trabajadores, no reemplazándolos.
¿Qué podríamos lograr si las mejores tecnologías en fabricación colaboraran entre sí? Con la llamada fabricación basada en software construida sobre plataformas intercambiables ("interoperables"), podemos construir microfábricas en minutos, ya sea en su hogar, en el espacio de creación de su escuela, o en la comunidad o en los lugares de trabajo que fabrican productos avanzados, pero espere, esto ya existe. Un ejemplo similar es la red FabLab, que se deriva del trabajo del profesor Neil Gershenfeld en el MIT, excepto que los FabLab sólo atienden a miles de entusiastas voluntarios.
Hablo de cambiar toda la lógica de fabricación y convertirla en una plataforma modular con operaciones de arrastrar y soltar. Estamos a punto de ver cómo será eso a medida que la tecnología de red se infiltre lentamente en la fabricación. Sin embargo, esto puede llevar un tiempo, ya que no es del interés de todos. Entonces, ¿qué pasaría si exigiéramos que cualquier tecnología en el taller tuviera que comunicarse con otras tecnologías? Del mismo modo, es inaceptable permanecer en silencio si eres parte de un grupo de humanos que intentan aprender unos de otros. Como mínimo, cualquier tecnología financiada por el gobierno debería tener una interfaz interoperable. Si gastas dinero del público, haz un producto que todos los trabajadores puedan utilizar. No uses pegamento para mantener los LEGO juntos.
El autor de este artículo es colaborador de Forbes y el contenido de este artículo representa únicamente sus propios puntos de vista.