Budoucnost vytváření věcí

Tags: 3D tisk | Big data | BIM | Navrhování | Vývoj technologií

Často (někdy až příliš často) slýcháme, že nové objevy a nové způsoby využití technologií přinášejí revoluci, kdy „už nic nebude jako dřív“. Ovšem technologie skutečně dokážou rozproudit ohromné změny, revoluce proto nemusí být nutně přehnaným pojmem.

Radikální reformy zaznamenáváme v posledních letech v mnoha oblastech. Soustředíme-li se na „inženýrský svět“, je jednou z nejviditelnějších změn změna v poptávce, v chování uživatelů produktů (nechť je tím produktem pro účely tohoto článku chytrý telefon, budova, automobil nebo silnice se svou infrastrukturou). Daleko více než v minulosti nás spotřebitele zajímají environmentální, ekonomické a sociální dopady výroby i používání produktů; jsme o těchto aspektech informovaní a také mnohem lépe známe existující možnosti a dostupné technologie. Přemýšlíme o tom, kde a za jakých podmínek a s jakými zdroji byl produkt vyroben nebo postaven. Mnohem častěji vyžadujeme přizpůsobení výrobků našim potřebám a estetickým představám, ať jde o jednoduchý příklad sportovní obuvi s námi definovaným designem, nebo složitější požadavek na přizpůsobení podmínek v kanceláři každému zaměstnanci včetně toho, aby se systémy budov „učily“ vzorcům pohybu a chování lidí v nich a předvídaly a adekvátně přizpůsobovaly podmínky každému jednotlivci. A nová generace? Žije kompletně on-line, na tabletech, chytrých telefonech, na cloudu, s nejnovějšími aplikacemi, které si stahuje podle potřeby. Mentalita se mění z „dlouhodobě vlastnit“ na „okamžitě použít“.

Změny v poptávce pochopitelně vyvolávají změny v produktech samotných. Snad poprvé v historii můžeme reálně požadovat, aby produkt místo morálního zastarávání v čase zvyšoval svou kvalitu. Koupíme-li si chytrý telefon, předpokládáme, že za pár měsíců s novou verzí operačního systému bude mít telefon nové funkce a bude toho prostě umět víc. Dojdou-li mechanici automobilky Tesla ke zjištění, že úprava parametrů vozidla bude mít pozitivní vliv na jeho spotřebu, bezpečnost nebo jízdní vlastnosti, mohou stisknutím tlačítka Enter modifikovat příslušné nastavení ve všech doposud vyrobených vozidlech bez zásahu nebo součinnosti majitele. A

Snad ještě markantnější změnou v produktech je jejich „propojení“, dokonce hovoříme o nové éře (Era of Connection). Propojení automobilu s jinými vozidly v okolí, s čidly a senzory, s dopravním značením a dalšími systémy přináší vyšší plynulost a bezpečnost provozu a nižší emise. Totéž platí pro budovy; budovy dnes vnímáme nikoli jako samostatné jednotky, ale jako součást celku na mikro- i makroúrovni.
Pomocí čidel a senzorů můžeme měřit výkon budovy a ekologické zatížení, umíme předvídat potřebu energií, sledovat vliv pohybu uživatelů budov na okolní dopravní systémy a ty optimalizovat.

Individualizované výrobky, ekologicky vyrobené v místě spotřeby, efektivní stavebnictví, to vše vyžaduje také změny ve výrobě. V tomto smyslu hovoříme jak o výrobě fyzické, tak o „výrobě duševního vlastnictví“. Nové technologie aditivní výroby, 3D tisk, prefabrikace, využití dronů a robotizovaných programovatelných mikrotováren razantním způsobem transformují fyzickou výrobu směrem k charakteru výše popsané současné a budoucí poptávky.

Základním předpokladem nasazení nových metod fyzické výroby je existence kvalitních digitálních podkladů, ze své podstaty nutně ve 3D a s mnoha doplněnými vlastnostmi, charakteristikami a souvislostmi – to jsou počítačové modely strojírenských výrobků a spotřebního zboží, BIM modely staveb (Building Information Modeling). Takovéto digitální podklady vyžadují nový přístup k tvorbě duševního vlastnictví – v navrhování, projektování a konstruování, a to s ohledem na nové způsoby fyzické výroby. Chceme dopředu odhadovat výkonnost budov a jejich napojení na širší okolí? Využijeme tzv. Big Data; z mnoha různých zdrojů, mnohdy zadarmo, „stahujeme“ modely a informace o okolním terénu, o budovách, infrastruktuře, informace o počasí, demografická data. Simulujeme a analyzujeme, jak obstojí náš produkt v reálném světě, optimalizujeme jej pro nejvyšší výkon. Získání a zpracování velkých dat je nezávislé na naší počítačové infrastruktuře, můžeme se totiž spolehnout na datová centra, cloudové služby. Ty přinášejí nejen nekonečnou kapacitu výpočetního výkonu a úložného prostoru, ale především poskytují platformu pro komunikaci a sdílení informací v rámci projektového týmu ve vlastní firmě a mimo ni, s externími partnery. Vždy aktuální a strukturované informace máme dostupné na jakémkoli zařízení, včetně mobilních, kdykoli a kdekoli. A také proto můžeme výrazně přehodnotit, jak budovat projektové týmy. Existující technologie dovolí do projektového týmu začlenit kvalitně a „bezešvě“ odborníka z jiného kontinentu, vzdálenosti v tvorbě projektu přestaly hrát roli.

Dosavadní využití informačních technologií v návrhu a projektování je téměř výhradně pasívní – projektant, designér nebo architekt má „v hlavě“ požadovaný produkt a tuto myšlenku převede do počítačové reprezentace, případně provede příslušné simulace, optimalizace a jiné úpravy a tento digitální model nebo jen výkres se použije pro další účely. Co kdybychom ale dokázali počítač využít jinak? Co kdyby měl jinou roli? Co kdyby byl počítač partnerem pro vznik úvodní myšlenky, studie nebo koncepce díla? Současná technologie takové přestavení rolí dovoluje. Projektant/designér/architekt se místo mechanického kreslení soustředí na to, co umí nejlépe: nápad, myšlenku. Počítači sdělí požadovaný výsledek, vstupy, výstupy, okrajové podmínky, návaznosti. Systém pak „odpoví“ všemi návrhovými možnostmi, které splňují požadovaná kritéria. Úkolem projektanta je vybrat 1–2 nejlepší a ty dál rozpracovat. A vše jde ještě o krok dál. Počítač se „učí“, které podmínky měly klíčový vliv na navrhovaný objekt, a když projektant začíná příště podobný projekt, počítač jej vybízí k zadání těchto podmínek. Fikce? Nikoli.

Jsou všechny tyto změny a možnosti skutečně tolik revoluční? A potřebujeme je? Lze zůstat u tradičních způsobů projektování, výroby, využití a výměny informací a přitom radikálně zvýšit kvalitu, efektivitu, produktivitu a vyhovět poptávce? Těžko. Děláme-li věci stále stejným způsobem, jak bychom mohli očekávat jiný výsledek?

Ať chceme nebo ne, je nutné se na novou situaci připravit. Uvedené transformace mají a budou mít nejen ohromný dopad, ale také přicházejí velmi rychle. Autodesk pojmenovává výše popsané jako „Future of Making Things“. Pravda ale je, že vše v tomto článku jsou dostupné a mnohými využívané technologie a procesy již dnes.