Fabryka osobista

Podobnie jak żywe organizmy grupują się w społeczności, tak samo systemy BMS mogą, na wyższym poziomie, tworzyć zespoły partnersko konkurujących przedsiębiorstw. Pełna realizacja takiego modelu miałaby także wymiar ekologiczny - bioniczna fabryka byłaby wręcz częścią naturalnego, światowego ekosystemu. W końcu, z definicji, żywy organizm jest nieszkodliwy dla środowiska naturalnego - dotyczy to wszystkiego, co wytwarza w czasie swej aktywności (nawet jego samego już po zakończeniu życia).

Część większej całości

Nieprzypadkowo w nurcie bionicznym mieści się także idea fabryki fraktalnej (Fractal Manufacturing System). Fraktal jest regularnością w nieregularności i odzwierciedla jeden z podstawowych mechanizmów rządzących światem przyrody: zdeterminowany chaos. To, co artysta nazywa twórczym bałaganem, co pozwala mu tworzyć dzieła sztuki, zapewnia naturze możliwość konstruowania najbardziej złożonych struktur z niewielkiej liczby elementów podstawowych. Ten paradygmat jest także natchnieniem dla projektantów poszukujących metod zarządzania dla coraz bardziej złożonych systemów technicznych i prowadzi do powstawania prawdziwych dzieł sztuki inżynierskiej: systemów niezawodnych, które są budowane z elementów zawodnych.

Silne związki z bioniką wykazują także holonowe systemy produkcyjne HMS (Holonic Manufacturing System). Samo pojęcie holonu, wprowadzone w filozofii w latach 60., miało służyć tłumaczeniu funkcjonowania złożonych systemów, w tym społecznych i przyrodniczych. Termin jest greckim neologizmem oznaczającym, w dosłownym tłumaczeniu, "całoczęść". Część, będąca fragmentem całości, a jednocześnie sama stanowiąca całość dla innych części.

Autonomiczne i kooperujące ze sobą holony, tworzące holarchie (holarchy, holonic hierarchy), zaczęły znajdować swoje urzeczywistnienie w przemyśle (głównie japońskim) już 30 lat temu. Współcześnie w sferze oprogramowania odpowiadają im technologie multiagentowe.

Fabryki holonowa, bioniczna czy fraktalna nie są jedynymi formami inteligentnych systemów produkcyjnych. Znajdziemy wśród nich zarówno szerzej znane technologie, jak lean production czy just-in-time, oraz nowsze projekty typu NGMS (Next Generation Manufacturing Systems) czy PMPM (Post Mass Production Manufacturing). W ten sposób możemy wytwarzać niemal wszystko, co znajduje się na rynku, ale nadal dla przeciętnego człowieka zautomatyzowana hala produkcyjna jest tym, czym były centra obliczeniowe jeszcze przed kilkudziesięciu laty: przybytkiem dostępnym dla wtajemniczonych, gdzie w białych fartuchach, między lśniącymi nowoczesnością urządzeniami uwijają się specjaliści. Tak nie musi być jednak zawsze, a z pomocą może nam tu przyjść szybkie modelowanie RP - Rapid Prototyping.

Maszynowa samopowtarzalność

Urządzenia RP potrafią stworzyć fizyczny obiekt 3D technologiami warstwowymi (przyrostowymi). Jedną z nich jest stereolitografia (SL), polegająca na utwardzaniu ciekłej żywicy epoksydowej za pomocą lasera. Również przy użyciu lasera tworzone są kolejne warstwy obiektu w technice LC (Laser Cladding), tu jednak materiałem wyjściowym jest sproszkowany metal. Trójwymiarowy przedmiot może też powstać z papieru (LOM - Laminated Object Manufacturing). Oczywiście i tutaj dzieje się to w sposób przyrostowy - kolejne warstwy papieru są sklejane, reszty dokonuje sterowany numerycznie wycinak. Natomiast z "biurkową" informatyką najbardziej kojarzą się metody IJP (Ink Jet Printing) i 3DP (3D Printing). Pierwsza z nich polega na wystrzeliwaniu drobinek cieczy plastycznej za pomocą dysz piezoelektrycznych. W drugiej, głowica dozująca klej powoduje łączenie się warstw sproszkowanego materiału bazowego.

Nowe rodzaje surowców i wzrastająca precyzja tych technologii pozwala już dzisiaj na mówienie nawet o szybkim wytwarzaniu RM (Rapid Manufacturing). Zbliżamy się zatem do chwili, gdy przetwarzanie materii będzie podobnie proste jak przetwarzanie informacji. Produkcja nowych przedmiotów będzie równie łatwa jak sporządzenie kopii programu czy pliku z danymi. Podobnie jak kiedyś komputery, wielkie i drogie maszyny opuszczą hale produkcyjne i trafią do naszych domów jako fabryki osobiste PF (Personal Fabricator). Taki fabrykator mógłby wyprodukować niemal wszystko: od butów po meble. Fantastyczna wizja? Dziś już nie. Metodą PF produkuje się urządzenia słuchowe, idealnie dopasowane do uszu pacjenta, bo po ich uprzednim zeskanowaniu.

Przed trzema laty spektakularnym przykładem zastosowania nowej techniki była operacja rozdzielenia bliźniąt syjamskich w Los Angeles. Model zrośniętych czaszek dzieci wykonano przed operacją w wersji 3D na podstawie danych z tomografu komputerowego. Precyzja obiektu, łącznie z wewnętrznymi strukturami i naczyniami krwionośnymi pozwoliła na sukces 20-osobowemu zespołowi chirurgicznemu; w końcu najlepsze nawet zdjęcia dwuwymiarowe nie dorównują realizmowi przestrzennej bryły.

Drukarki 3D osiągają obecnie rozdzielczość porównywalną z konwencjonalnymi. To prawda, że są jeszcze drogie - za szafę wielkości lodówki trzeba dziś wyłożyć około 50 tys. euro, zaś litr płynnego surowca napylanego przez tysiące miniaturowych dysz kosztuje ok. 100 euro. To jednak dopiero początek, ceny szybko spadają, nie inaczej było kiedyś z "demokratyzacją" dużej informatyki. Tymczasem przed nami rysuje się kolejna faza rozwoju PF: samoreplikacja. Obecnie te urządzenia potrafią wyprodukować nawet do 70% części, z których są zbudowane. W bliskim czasie możliwa będzie ich 100-proc. samoreprodukcja.

Maszyny będą produkować maszyny, te z kolei wyprodukują wszystko, co dziś wytwarzają konwencjonalne fabryki. To wizja, której osiągnięcie będzie oczywiście nie do końca możliwe, ale nawet zbliżenie do jej realizacji zmieni świat.


TOP 200