यदि इसे कंप्यूटर पर डिज़ाइन किया जा सकता है, तो इसे रोबोट द्वारा भी बनाया जा सकता है

प्लांट का सॉफ्टवेयर इंस्टॉल करने वाली सैन फ्रांसिस्को स्थित कंपनी ब्राइट मशीन्स के बॉस लिओर सुसान भविष्यवाणी करते हैं, “अब से तीस साल बाद हम अपनी पीढ़ी के इंसानों पर हंसेंगे, जो उत्पादों को हाथ से जोड़ते हैं।” इलेक्ट्रिक ड्रिल या उन्हें बनाने में शामिल विभिन्न चरण बदल गए हैं। बल्कि, यह वह तरीका है जिससे काम करने वाली स्वचालित मशीनें उन निर्देशों द्वारा संचालित हो रही हैं जिन्हें चीनी कारखाने के श्रमिकों के दिमाग से कॉपी किए गए सॉफ़्टवेयर में एन्कोड किया गया है, जो अधिकतर कार्य हाथ से ही करते थे।

चीजों को इस तरह से बनाना सेमीकंडक्टर उद्योग द्वारा उपयोग किए जाने वाले मॉडल जैसा दिखता है, जहां चिप्स को सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके डिज़ाइन किया जाता है जो सीधे स्वचालित हार्डवेयर से लिंक होता है जो उन्हें बनाता है। फ़ोर्ट मिल प्लांट और ऐसी सॉफ़्टवेयर-परिभाषित विनिर्माण प्रणालियों को नियोजित करने वाली अन्य कंपनियों के लिए, यह अधिक परिष्कृत उत्पादों को डिज़ाइन करने और अधिक तेज़ी से उत्पादन में लगाने की अनुमति देकर भविष्य के कारखाने को बदलने का वादा करता है। ये सभी बड़ी लागत बचत का वादा करते हैं।

कृपया इसे बनायें

इसका कारण समझने के लिए, एक नया बिजली उपकरण कैसे बनाया जाता है, इसके सरलीकृत संस्करण पर विचार करें। डिज़ाइनरों की एक टीम एक नई सुविधा लेकर आई है, जैसे लंबे समय तक चलने वाली बैटरी। वे बैटरी कंपार्टमेंट से लेकर सर्किटरी तक, नए उत्पाद के हर तत्व का नक्शा तैयार करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बदलाव की आवश्यकता होती है। यह जटिल कार्य है, केवल इसलिए नहीं कि एक घटक में एक छोटा सा परिवर्तन दूसरे पर बड़ा प्रभाव डाल सकता है, इत्यादि।

इसके बाद डिज़ाइन को इसे बनाने के लिए जिम्मेदार लोगों के सामने “दीवार पर फेंक दिया जाता है”। कभी-कभी यह एक तीसरे पक्ष का कारखाना होता है, अक्सर चीन में। इंजीनियर, डिजाइनर और उत्पादन कर्मचारी जानकारी का आदान-प्रदान करते हैं और मिलते हैं, प्रतिक्रिया के रूप में लगातार डिजाइन में बदलाव करते हैं प्रोटोटाइप की एक श्रृंखला बनाने में शामिल विभिन्न सफलताएँ या असफलताएँ। छोटी चीजें, जैसे कि पेंच, जिसे सही ढंग से नहीं कसा जा सकता है क्योंकि इलेक्ट्रिक स्क्रूड्राइवर के साथ उस तक पहुंचना मुश्किल है, जिसके परिणामस्वरूप ड्राइंग बोर्ड पर वापसी हो सकती है – जो आजकल ज्यादातर है एक कंप्यूटर-एडेड-डिज़ाइन (CAD) प्रोग्राम।

अंततः, सभी कमियाँ दूर हो जाएंगी (उम्मीद है) और नया उत्पाद उत्पादन के लिए तैयार है। हालाँकि, यह सब कैसे हासिल किया गया, इसकी बारीक जानकारी प्रोटोटाइप को इकट्ठा करने वाले श्रमिकों के दिमाग में कैद रहने की संभावना है। आख़िरकार, मनुष्य अविश्वसनीय रूप से लचीले होते हैं और अक्सर समाधान ढूंढ लेते हैं।

यह प्रक्रिया दशकों से अपनाई जा रही है, फिर भी स्वाभाविक रूप से अनिश्चित और गड़बड़ है। डिज़ाइनर निश्चित रूप से यह अनुमान नहीं लगा सकते कि फ़ैक्टरी किन चीज़ों को आसानी से समायोजित कर सकती है या नहीं। परिणामस्वरूप, डिज़ाइन टीम जानबूझकर कुछ विशेषताओं को थोड़ा अस्पष्ट छोड़ सकती है, और यह कहे जाने के डर से कि इसे बनाया नहीं जा सकता है या असंभव रूप से महंगा है, नवीन विचारों से दूर रखा जा सकता है।

जब हार्डवेयर को इंसानों के बजाय सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित किया जाता है, तो यह सब बदल जाता है। डिजाइनर कहीं अधिक निश्चितता के साथ नए उत्पादों का सपना देख सकते हैं कि वे विनिर्माण योग्य हैं। इसका कारण यह है कि उत्पादन लाइन की बाधाएं – यहां तक ​​कि स्क्रू की स्थिति जैसे अस्पष्ट विवरण भी – उनके सीएडी कार्यक्रमों में एन्कोड किए गए हैं। बदले में, वे प्रोग्राम सीधे उस सॉफ़्टवेयर से जुड़े होते हैं जो फ़ैक्टरी में मशीनों को नियंत्रित करता है। इसलिए, यदि कोई डिज़ाइन डिजिटल सिमुलेशन में काम करता है, तो इसकी अच्छी संभावना है कि वह उत्पादन लाइन पर भी “चलेगा”।

विनिर्माण हार्डवेयर और सीएडी सॉफ्टवेयर का यह कड़ा एकीकरण सेमीकंडक्टर निर्माण में एक वरदान रहा है, जहां विशाल मशीनें केवल कुछ नैनोमीटर (एक मीटर का अरबवां हिस्सा) चौड़े सिलिकॉन में सर्किट बनाती हैं। ऐप्पल, एनवीडिया या क्वालकॉम जैसी कंपनियों के चिप डिजाइनर सर्किट को स्केच करने के लिए विशेष कार्यक्रमों का उपयोग करते हैं, जो बड़े पैमाने पर दो कंपनियों, कैडेंस और सिनोप्सिस द्वारा उत्पादित होते हैं। डिज़ाइन फ़ाइलों को उत्पादन के लिए सीधे ताइवान में टीएसएमसी जैसी सिलिकॉन फाउंड्री में भेजा जाता है।

हार्वर्ड बिजनेस स्कूल के विली शिह कहते हैं, “उन उपकरणों के आगमन तक, लोग हाथ से एकीकृत सर्किट बना रहे थे। उदाहरण के लिए, श्री शिह आज ऐसा करने का प्रयास करने की असंभवता की कल्पना करते हैं, उदाहरण के लिए, ऐप्पल की एम 1 चिप, जिसमें 114 बिलियन ट्रांजिस्टर हैं ऐसी जटिलता उत्पन्न करना केवल उस प्रणाली में संभव है जहां सॉफ़्टवेयर मनुष्यों को विवरण को अनदेखा करने और फ़ंक्शन पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देता है।

स्टेनली ब्लैक एंड डेकर ने अभी तक नए उत्पादों को डिजाइन करने के लिए ब्राइट मशीन्स सिस्टम पर अपने सीएडी टूल्स को ढीला नहीं किया है। लेकिन विचार यह है कि वे जल्द ही ऐसा करेंगे। ब्राइट मशीन्स के श्री सुसान कहते हैं, “कैडेंस और सिनोप्सिस ने सेमीकंडक्टर्स के साथ जो किया, वही हम उत्पाद डिजाइन के लिए करेंगे।”

परत दर परत

कुछ कंपनियों ने पहले ही इस तरह से उत्पाद डिजाइन करना शुरू कर दिया है। वल्कनफॉर्म्स एक फाउंड्री है, लेकिन वह चिप्स के बजाय धातु के घटक बनाती है। यह उत्तरी मैसाचुसेट्स में एक पूर्व विमान हैंगर से संचालित होता है, जहां इसकी विशाल कंप्यूटर-नियंत्रित मशीनें 100,000 वाट अदृश्य लेजर प्रकाश को पाउडर धातु के बिस्तर पर केंद्रित करती हैं। पाउडर पिघलता है और परत-दर-परत जटिल पैटर्न में विलीन हो जाता है, जब तक कि एक सेंटीमीटर के सौवें हिस्से के भीतर निर्दिष्ट आयाम वाला एक घटक उभर न जाए। यह एक सैन्य ड्रोन में इंजन का हिस्सा हो सकता है, या एक पूरी तरह से गठित हिप-रिप्लेसमेंट जोड़ हो सकता है। यह एक प्रकार का एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग है, जिसे आम तौर पर 3डी-प्रिंटिंग के नाम से जाना जाता है। वल्कनफॉर्म्स की मशीनें सीएडी सॉफ्टवेयर द्वारा संचालित होती हैं और लगभग आधे मीटर तक व्यास वाले किसी भी धातु घटक का उत्पादन कर सकती हैं।

अमेरिकी चिप निर्माता, एनालॉग डिवाइसेज के संस्थापक और फाउंड्री के बोर्ड के सदस्य रे स्टाटा कहते हैं, “जब मैं वल्कनफॉर्म्स क्या कर रहा था, उससे परिचित हो गया, तो मैं पूर्वानुमानित पैटर्न देख सका जो अर्धचालकों के साथ कुछ सीखने को प्रतिबिंबित करता था।” चिपमेकिंग में वे कहते हैं, डिज़ाइनर और निर्माता को जोड़ने वाले सॉफ़्टवेयर ने दक्षता और पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं में भारी लाभ अर्जित किया है।

VulcanForms nTopology द्वारा बनाए गए सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है। यह लेजर संचालित करने के लिए आवश्यक कौशल के बिना लोगों को फाउंड्री द्वारा उत्पादन के लिए वस्तुओं को डिजाइन करने की सुविधा देता है। वल्कनफॉर्म्स के मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी जॉन हार्ट का कहना है कि इसके परिणामस्वरूप पहले से बेजोड़ प्रदर्शन स्तर वाले घटक बन सकते हैं, क्योंकि उन्हें जटिल ज्यामितीय संरचनाओं के रूप में उत्पादित किया जा सकता है, जिनका किसी अन्य तरीके से निर्माण करना असंभव है। वस्तुओं को उच्च मात्रा में बनाया जा सकता है, जैसे कि एक ही पाउडर बेड से 1,000 स्पाइनल प्रत्यारोपण बनाना। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के साथ, उत्पादों को अलग-अलग हिस्सों से इकट्ठा करने के बजाय, एकल घटकों के रूप में एक बार में भी उत्पादित किया जा सकता है। इससे आवश्यक सामग्री की मात्रा कम हो जाती है क्योंकि हिस्से हल्के हो जाते हैं। इससे असेंबली लागत में भी कमी आती है।

सॉफ़्टवेयर-परिभाषित विनिर्माण का कंपनियों के सामने आने वाली कुछ बड़ी व्यापार और राजनीतिक चुनौतियों पर प्रभाव पड़ता है। उन कंपनियों के लिए जो चीनी निर्माताओं पर भरोसा करने में असहज महसूस कर रही हैं, यह उत्पादन को फिर से शुरू करने को अधिक व्यवहार्य विकल्प बना सकता है। श्री सुज़ैन इसे मार्शल शब्दों में कहते हैं: “विनिर्माण एक हथियार है। जब हम चीन को डिज़ाइन फ़ाइलें देते हैं, तो हम अपने दुश्मन को उस हथियार का स्रोत कोड देते हैं।”

विनिर्माण नौकरियों पर प्रभाव पड़ेगा। हालाँकि स्वचालन का मतलब आमतौर पर दुकान के फर्श पर चीजों को इकट्ठा करने वाले लोगों की संख्या में कमी है, यह कुछ नौकरियां भी पैदा करता है। तकनीशियनों को उत्पादन प्रणालियों को प्रोग्राम करने और बनाए रखने की आवश्यकता होती है, और कार्यालयों में सफल कंपनियों के डिजाइन, विपणन और बिक्री में काम करने वालों की संख्या बढ़ने की संभावना है। हालाँकि, इन नौकरियों के लिए अलग-अलग कौशल की आवश्यकता होती है इसलिए पुनः प्रशिक्षण आवश्यक होगा।

श्री शिह ने यह भी नोट किया कि कारखाने ही नहीं, बल्कि उनके भीतर मौजूद मशीन टूल्स और प्रक्रियाएं भी सॉफ्टवेयर की गिरफ्त में आ रही हैं। वह जर्मन औद्योगिक दिग्गज सीमेंस की सहायक कंपनी टेक्नोमैटिक्स का हवाला देते हैं, जिसका सॉफ्टवेयर डिजाइनरों को एक पूरी फैक्ट्री तैयार करने की सुविधा देता है ताकि नए उत्पादों का निर्माण एक आभासी वातावरण में किया जा सके, जिसे डिजिटल ट्विन के रूप में जाना जाता है, इससे पहले कि निर्माण भौतिक रूप से शुरू हो। समकक्ष।

यदि विनिर्माण का भविष्य अर्धचालकों का अनुसरण कर रहा है, तो अभी भी कुछ रास्ता तय करना बाकी है। यांत्रिक वस्तुओं का उत्पादन विस्तृत सर्किट बनाने के समान नहीं है जिसमें कोई गतिशील भाग नहीं होता है। शुरुआत के लिए, चीजें बहुत कम मानकीकृत हैं, जिनमें सभी प्रकार के अंतिम उपयोग वाले घटक होते हैं। श्री स्टाटा कहते हैं, “हम अभी यांत्रिक संरचनाओं के साथ शुरुआत में हैं। सामग्रियों को एक योगात्मक विधि में एक साथ रखने की पूरी प्रक्रिया अपने शुरुआती चरण में है। जो लचीलापन और संभावना खुलती है वह दिमाग चकरा देने वाली है।”

फिर भी कुछ निहितार्थ स्पष्ट हो रहे हैं। उत्पाद प्रदर्शन और परिशुद्धता के उस स्तर तक पहुंच सकते हैं जो तब प्राप्त करना असंभव है जब उनका उत्पादन मानव हाथों द्वारा सीमित हो। मानव श्रमिकों को समायोजित करने के लिए कारखाने के फर्श को दो आयामों में बिछाना अतीत की बात हो जाएगी। सॉफ़्टवेयर द्वारा डिज़ाइन की गई फ़ैक्टरियाँ सघन, अधिक जटिल त्रि-आयामी स्थान वाली, अत्यधिक उत्पादक, अत्यधिक स्वचालित मशीनरी के समूहों से भरी होंगी।

भविष्य की ये फ़ैक्टरियाँ लगभग निर्जन स्थान हो सकती हैं, जहाँ मुट्ठी भर तकनीशियन काम करते हैं। लेकिन सॉफ़्टवेयर द्वारा उत्पादन की जटिलताओं का भी ध्यान रखने से, नए उत्पादों को विकसित करने और डिज़ाइन करने वाले लोगों द्वारा उनका उपयोग करना आसान हो जाएगा। इससे उनकी कल्पनाशक्ति को नए स्तर तक उड़ने के लिए मुक्त होना चाहिए।

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