大量的技术塑造了制造业，并将在未来继续这一势头。想想数控加工、机器人、3D打印、软件、物联网（IoT）、数字孪生、人工智能/增强现实（AI/AR）和光子学吧，这还只是列举了一些最重要的技术，其中每项技术所能做到事情都是惊人的。但是，就硬件、生物、材料或软件而言，这些技术都有着不同的起源、物理性状和适用范围。
这不仅仅是一种物质上的差异，而且还是一种对语言的挑战。每一个技术类别都有自己的一套语言，但并不是每个人都会说它们，更不用提会说所有的语言。即使是生物机器或软件机器之间也不总是相互交流。对于车间里的机器来说，这可能会成为一个问题。
一些制造技术出自大学实验室，如麻省理工学院、斯坦福大学、剑桥大学或卡耐基梅隆大学，这些地方都声称自己懂得沟通。另一些技术则是由贝尔实验室（Bell Labs）这样的行业研发部门开发的，这些技术通常用于特定目的，这倒也可以理解。此外，还有众多具有广泛应用范围的技术出现在美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）这样的军事实验室，或者欧洲核子研究中心（CERN）这样的非营利实验室，甚至是中国科学院这样的研究院。有些技术是跨部门合作的成果，比如德国的弗劳恩霍夫协会（Fraunhofer society）。如今，大多数技术都是上述技术的混合体，依靠材料的网络-物理集合来工作。多年前开发的技术仍然可以在现在的车间里找到。然而，与“1.0代到4.0代的阶段性演变”的空谈相反，很多这些技术实际上可以共存。如果它们中的一些被设计成与其他技术一起工作，而另一些被设计成独立工作，这是个问题吗？
技术人员会使事情复杂化。我们并不是想炫耀，但我们有自己的专业语言。你会说技术语言吗？你可能会说一点，也许足够应付，但是技术语言有很多种。办公室工作中最明显的技术语言就是编程。C++、Python或Fortran，每一种语言都需要花费数年的时间来学习，如果有更好的语言出现，它们可能还会被取代。在制造业，会讲技术语言可能意味着你会成为操作工业机器或掌握工业控制系统的人才。或许你是一个经验老道的数控加工操作员，又或许你喜欢操作机器人？这些都是好事，因为这意味着你很有市场。但是，如果每个人都学会操作机器人、3D打印机、电脑或数字孪生的话，那将对整个社会都有好处。所以在不用编程的情况下，我们如何做到这一点？
想象一个模块化的未来
让我们做一个思想实验。你可以先把制造业想象成乐高积木。我指的是可互换的塑料砖，或者任何你可以用来建造东西的模块化部件，你可以用它们来建造高楼、城镇或出租车。乐高积木看起来很简单，但用它们来建造那些东西需要运动技能、空间意识、推理能力、参与想象游戏的能力，以及各种其他技能。事实上，多年来，乐高积木一直是麻省理工学院媒体实验室（MIT Media Lab）课程的一部分。麻省理工学院专门有一门乐高机器人课程，并且早在2007年就开发出来了。Mindstorms，一个彻底改变了乐高建筑套件的机器人发明系统，就是从乐高与这个媒体实验室20年的合作中发展起来的。我本人也是一名引以自豪的 “乐高成人粉丝”。当我的孩子不再玩乐高积木时，我就是那个必须被带下来吃饭的人。这其中的重点在于，一旦你创建了一些东西，乐趣就不会结束。你可以继续玩你所创建的东西，调整它，甚至可以将其推倒重新开始。重新开始至关重要。乐高迷们最讨厌的莫过于粘在一起的几块积木。
那么现在请想象一下，你只是用乐高积木搭建了一个工厂。这是什么意思？首先，这意味着你可以一块一块地重新搭建你的工厂。这也意味着，即使一个复杂的工厂需要规格和计划，但每个人都可以参与其中。不喜欢数控机床的工作方式？那就建一个不同的好了，无论它是更大还是更小。如果你不喜欢它之前搭建的位置，你还可以把它搭在别的地方。
在此我可能需要说明一下，我并不是建议真的用乐高来建造工厂。我所尊重的是它背后的原理，也就是创造性的推动力。我说这句话的意思就像我觉得政府服务如果由迪斯尼来管理会有所不同一样。想象一下，一个“神奇”的腕带可以让你完全使用政府提供的一切服务，而且到处都是笑脸。当然了，请不要从字面上理解这个比喻，我并不是真的想让迪士尼来运营政府。
我们不再是在幼儿园了，制造业也不像乐高或迪士尼。但现实是，用技术语言来说，技术是不可互换的，也不是可以互操作的。这些天来，人们流行用“第一原理 ”来思考问题。为此我们还要感谢埃隆·马斯克（话说为什么像埃隆·马斯克和杰夫·贝索斯这样的创新者会使用这么古老的解决问题的技术？）。所谓的“第一原理”是指不能从任何其他假设推导出来的原理。哲学家们都喜欢进行“第一原理”的思考，例如笛卡尔说，他的出发点是他自己的心灵存在（“我思故我在”）。许多现代科学家们也以思考第一原理而闻名。只是，他们真的是在这么做吗?
从类比到第一原理
我已经做了太多的类比了。我们已习惯于用类比而不是用第一原理来思考问题，这是在走捷径。然而，在制造机器时，类比是行不通的，因为它会导致平庸。制造商们通常会选择改造所谓的“棕地”，即城市里已建造过楼房或工厂但是而今闲置的土地，而不会选择在建造成本更高的“绿地”（即未开发过的原生态土地）上从零开始重建工厂。工业技术是一个新旧机器和软件拼凑在一起的大杂烩。大型制造商或他们的技术供应商更喜欢通过并购来整合初创企业的技术，而不是自己（基于开放组件）发明技术或与初创企业合作。“站在巨人的肩膀上”的策略，或者说“挑选优胜者”的策略，对于快速达成目标非常有效。然而，如果我们背负技术债务，我们就会把自己逼入绝境。
美国智能制造研究所CESMII生态系统与劳动力发展部主任Conrad Leiva列举了7条“第一原理”，它们合在一起就是智能制造的基本要义。Leiva列举的7条原则分别是：安全性、实时洞察力、主动仪表板、开放性、复原力、可扩展性和可持续性。可问题是，这些是每个人都同意的概念，但除非我们将术语标准化，让制造商承诺采取行动，并规范互动，否则“团结”不会神奇地发生。
相反，我们应该从零开始，基于“应用程序”的方法有一个新的前提。正如一条“第一原则”所解释的那样：“任何试图解决问题的人都应该有这样做的途径。”为了实现这个目标，我们用的不是乐高积木，而是应用程序。什么是应用程序？那就是一种简单的算法，它可以将工业工作流程变成可以实现商业目标的过程。应用程序是靠计算机代码实现的，但为了像搭乐高积木一样工作，用户并不需要理解这些代码。应用程序可以预先配置，但应该易于配置。它们是一个强大的电子表格版本，具有可拖放界面。如果你能操作手机，你就能使用应用程序，如果你能玩电脑游戏，你就能成为一名应用程序开发者。好的制造应用程序与机器连接，在车间或供应链上完成现实世界的工作：订购物品、指导工作、监控质量和运输产品。应用程序是通过增强工人的能力，而不是取代他们来实现这一目标。
如果制造业的顶尖技术互相合作，我们能取得什么成就？有了建立在可互换（"互操作"）平台上的所谓软件驱动的制造业，我们可以在几分钟内建造微型工厂，可以在你的家里、在你学校的创客空间，或在社区或工作场所制造先进的产品——但是等等，这已经存在了。类似的例子是FabLab网络，它是从麻省理工学院的Neil Gershenfeld教授的工作中衍生出来的，只是FabLabs只为成千上万的志愿者爱好者服务。
我说的是改变整个制造业的逻辑，将其转换到一个采用拖放操作的模块化平台。随着网络技术慢慢渗透到制造业，我们即将看到那会是什么情况。不过，这可能需要一段时间，因为这并不符合所有人的利益。所以，如果我们强制要求车间中的任何技术都必须与其他技术进行交流，那又会如何呢？同样的道理，如果参加一个试图共同学习的人类团体，保持沉默也是不可接受的。至少，任何政府资助的技术都应该有一个可互操作的界面。如果你花了公众的钱，就制造出所有工人都能使用的产品。不要用胶水把乐高粘在一起。
