Als de fabriek de fabriek kan herbouwen

Een 3D-printer aan de Meiji-universiteit print de onderdelen waarmee hij zichzelf tot fabriek ombouwt.

Het project heet Functgraph. Het begint als een doodgewone desktopprinter en fabriceert vervolgens zijn eigen grijpers, haken en gereedschap, klikt die op zijn printkop, en werkt zichzelf op tot een klein montagestation dat kan pakken, plaatsen en bouwen. De gekochte machine is niet meer dan een beginconditie. Wat hij wordt, hangt af van wat hij voor zichzelf print.

Op zichzelf is dat volgens de onderzoekers een aardige labdemo, en daar had ik niet over geschreven. Zet er een tweede ontwikkeling naast en het wordt een richting.

Aan de Tsinghua-universiteit print een methode met de naam DISH een afgewerkt voorwerp in 0,6 seconde, met alleen licht. Geen spuitmond die banen trekt, geen wachten laag voor laag: het voorwerp verschijnt vrijwel in één keer in het volume hars. Dertig jaar lang betekende 3D-printen urenlang toekijken hoe een onderdeel plak voor plak groeide. DISH perst dat samen tot minder tijd dan het lezen van deze zin kost.

De ene machine herconfigureert wát hij is. De andere laat instorten hoe lang maken duurt. Geen van beide is een product, allebei zijn ze op labschaal, en zo houd ik ze ook vast als bewijs. Waar ze goed voor zijn, is laten zien waar de curve buigt.

De lus die software allang draait

Het gereedschap dat aan het gereedschap werkt — dat is het bepalende kenmerk van de lus die software de afgelopen jaren heeft leren draaien. Modellen schrijven code, testen die, voeren de uitkomst terug, en ontwikkelcycli die teams weken kostten kosten agents inmiddels uren.

Precies dat kenmerk heeft de maakindustrie nooit gehad. Een fabriek wordt één keer ontworpen en één keer gebouwd, en produceert daarna één familie dingen tot er maanden en miljoenen in gaan om hem om te bouwen. Machine en product leven in gescheiden werelden. Mensen herontwerpen de machine; de machine maakt het product.

In die muur zit met Functgraph een scheurtje, want de uitvoer van de printer wórdt het vermogen van de printer. Een geprinte grijper levert het vermogen om te grijpen. Grijpen levert monteren op. En wie monteert is geen printer meer. Productlijn en productielijn zijn samengevallen in één voorwerp.

De losse stukken hiervan verzamel ik al een tijdje in mijn archief. Een robot die speciaal gebouwd is om printfarms te bedienen, afgewerkte onderdelen weg te halen en de volgende opdracht te starten zodat de printers nooit stilstaan. Zesassig niet-vlak printen dat platte lagen helemaal loslaat en de printkop door de ruimte laat bewegen als een hand in plaats van als een plotter. Een "microfabriek in een doos" van 5.000 dollar die dag en nacht draait met verwisselbaar gereedschap en zelfstandig elektronica in elkaar zet.

Elk daarvan knaagt aan een andere aanname: dat machines menselijke oppassers nodig hebben, dat printen betekent dat je platte plakken stapelt, dat een fabriek een gebouw nodig heeft.

Waarom snelheid en zelfverbouwing elkaar versterken

Nu het deel dat ertoe doet zodra je die twee op dezelfde curve zet.

Zelfverbouwing alleen is traag. Functgraph doet uren over elk gereedschap dat hij aan zichzelf toevoegt. Interessant, maar met de hand ombouwen gaat sneller.

Snelheid alleen is star. DISH maakt één voorwerp razendsnel, en de machine doet nog steeds alleen dat ene waarvoor hij gebouwd is.

Combineer ze en er ontstaat iets werkelijk nieuws: een machine die zijn volgende versie van zichzelf in seconden kan maken. De iteratiecyclus van fysieke productie gaat dan lijken op die van code. Een gereedschapsvorm proberen, testen, een betere printen, herhalen — binnen één middag in plaats van binnen één inkooptraject. Dat is de lus die software draait, en de fysieke wereld krijgt er nu een eigen versie van.

Er ligt een oud gedachte-experiment op de loer. Von Neumann schetste in 1948 zelfreplicerende machines als wiskundige curiositeit, en niemand in die lijn voorspelde de saaie praktische oprit: een desktopprinter in een Japans lab die zichzelf een grijper print om zijn eigen bouwplaat op te ruimen.

De vraag verandert

Een eeuw lang concurreerde de maakindustrie op doorvoer: hoeveel eenheden, hoe goedkoop, hoe consistent. Hele economieën richtten zich in rond de plek zijn die het snelst produceert.

Kunnen machines zichzelf herontwerpen en versnellen, dan verhuist het schaarse vermogen. Doorvoer wordt dan iets dat bijgeprint kan worden. Wat niet te printen valt is de kennis van waar de productielijn zich in moet veranderen: welk product, welk gereedschap, welke configuratie. Het voordeel verplaatst zich van de fabrieksvloer naar degene die bepaalt wat de fabriek deze week moet worden.

Dat is dezelfde verschuiving die we in softwarewerk zien, waar goedkope uitvoering het oordeel over wát je uitvoert juist duur maakt. De maakindustrie loopt op deze curve waarschijnlijk een decennium achter op software, en deze twee voorbeelden zijn labschaal en kwetsbaar, dus de timing is onbekend. De richting is waar ik op zou plannen.

Kan de fabriek de fabriek herbouwen, dan is de vraag niet langer hoe snel je kunt produceren. De vraag wordt hoe snel een productielijn in iets anders kan veranderen, en wie er in de organisatie in staat is te bepalen wat dat moet zijn.