Teknologi til at forberede producenter, arbejdere til fremtidens fabrik

Nutidens producenter kæmper for at holde trit med hurtige ændringer i teknologien på grund af manglende evne til at tilpasse sig og de nye færdigheder, der kræves af deres arbejdsstyrke.

Purdue University-forskere i samarbejde med Massachusetts Institute of Technology og Indiana University vil udvikle nye teknologier sammen med en platform, der vil give producenterne mulighed for realistisk at simulere interaktioner mellem arbejdere, robotter og maskiner til at forberede fabrikkerne om blot fem til 10 år. Arbejdet er støttet af en bevilling på $2,5 millioner fra National Science Foundation's Future of Work at Human-Technology Frontier-programmet, en af ​​10 nye store ideer til fremtidige investeringer.

Simulering af fabriksindstillinger med nye teknologier, før de er tilgængelige, vil hjælpe producenter med at vurdere forretningssucces og risici, udligne omkostninger, skalere indsatsen for at træne medarbejdere og forblive konkurrencedygtig.

Værket stemmer overens med Purdue's Giant Leaps-fejring, anerkender universitetets globale fremskridt inden for kunstig intelligens, algoritmer og automatisering som en del af Purdues 150 -års jubilæum. Dette er et af de fire temaer for den årlange fejring's Idéfestival, designet til at fremvise Purdue som et intellektuelt center, der løser spørgsmål fra den virkelige verden.

"Hver gang du introducerer et teknologisk fremskridt eller et nyt udstyr, indlæringskurven er ret stejl, indtil du bliver fortrolig med teknologien, og hvordan den interagerer med mennesket, "sagde Doug Mansfield, præsidenten og driftschefen for produktionen hos Kirby Risk, en Indiana-baseret privat virksomhed, der specialiserer sig i elforsyning, ledningsnet og kontrolpanelsamling, præcisionsbearbejdning og motorreparation og kraftoverførsel.

Simuleringsplatformen ville involvere kunstig intelligens og "augmented reality, " hvilket betyder, at objekter i den virkelige verden er "augmented, "eller forbedret, ved, hvad en computer hjælper brugeren med at opfatte. Platformen vil også bruge "tingenes internet" til trådløst at forbinde maskiner med mennesker og robotter, giver dem mulighed for at kommunikere og samarbejde med hinanden.

"Augmented reality og Internet of Things ville give robotter mulighed for at udvide sindet og hænderne på en arbejder, så arbejdere kunne udføre meget mere udfordrende opgaver, som robotter ikke kan klare, som at reparere en kompressor, med minimal træning, " sagde Karthik Ramani, projektleder og Purdues Donald W. Feddersen professor i maskinteknik.

Simuleringer kunne være af en hel fabrik, lager eller af en specifik ny arbejdsgang, såsom at simulere, hvordan robotter, der arbejder med mennesker, ville samle pakker op og levere dem til et transportbånd.

Simuleringerne ville også tjene som en måde at forkvalificere arbejdere til at samarbejde med robotterne, der ikke kun ville overtage rutineopgaver, men også dele arbejde med andre robotter. Et hold ledet af Kylie Peppler, lektor i læringsvidenskab ved IU, vil bidrage med ekspertise i at hjælpe ingeniørstuderende med at blive interesseret og engageret i, hvad fremtidens fabrikker vil indebære, ved at udvikle de nødvendige færdigheder på samme tid.

Shimon Nof, Purdue professor i industriel teknik og direktør for PRISM Center for Production, Robotik- og integrationssoftware til fremstilling og ledelse, og hans team vil undersøge de forskellige måder, hvorpå mennesker kan samarbejde med robotter ved hjælp af denne nye platform. Andre Purdue-forskere involveret i dette projekt inkluderer Thomas Redick, lektor i kognitiv psykologi, og Alex Quinn, adjunkt i el- og computerteknik, som vil undersøge, hvordan færdigheder og arbejdskraft overføres med systemet.

At hjælpe nye typer arbejdere med at lære på jobbet og arbejde med robotter er afgørende:Undersøgelser har vist, at nye teknologier, der er blevet introduceret i løbet af de sidste 20 år, ikke har tilstrækkeligt øget efterspørgslen efter arbejdskraft.

"Denne fiasko skyldes delvist, at nye teknologier har automatiseret en række opgaver, der tidligere blev udført af arbejdskraft, fortrænge arbejdere fra deres job, og dels fordi de ikke har øget produktiviteten til at skabe tilstrækkelig efterspørgsel fra andre opgaver og sektorer, " sagde Daron Acemoglu, Elizabeth og James Killian professor i økonomi ved MIT.

Acemoglus hold, som en del af dette projekt, vil undersøge konsekvenserne af arbejdsmarkedet ved at forstørre mennesker med robotik.

"Håbet er, at en ny generation af teknologier, drevet af kunstig intelligens og augmented reality, kan både generere større produktivitetsvækst og supplere i stedet for at erstatte arbejdere, " han sagde.

Den NSF-finansierede indsats forudser også, at ved at lære eleverne design og prototyping med elektronik og kodning, de vil blive nye slags arbejdere, der øger mulighederne for en smart fabrik. De teknologier, der er udviklet med platformen, vil gradvist blive introduceret på arbejdspladsen såvel som i uddannelsesmiljøer for at færdiggøre unge mennesker i hele USA.

"Idéen er at skabe og betjene fremtidig produktion, i stedet for blot at prøve at løse problemer i nuet, " sagde Ramani.