Elämme nyt ns. neljännen teollisen vallankumouksen alkuhetkiä. Erilaisia vallankumouksia on ihmisyyden historiassa ollut lukuisia, kuten teollisia/teknologisia, kulttuurillisia, jne. Samalla on herännyt mielenkiintoinen kysymys. Noudattavatko ne jotakin kaavaa ja voiko niiden tulemista ennustaa? On sanottu, että historiaa tutkimalla voidaan ennustaa tulevaa. Tulevaisuuden ennustaminen on melko mahdotonta, mutta jos historiasta löytyy sopivaa dataa, niin tulevaisuutta voi yrittää mallintaa. Herää kysymys – milloin alkaa viides teollinen vallankumous ja mitä silloin tulee tapahtumaan?

Kirjoittaja: Reijo Heikkinen

Ensimmäinen teollinen vallankumous

Ensimmäiseksi vallankumoukseksi sanotaan 1700-luvulla alkanutta teollista tuotantoa, jossa ensimmäistä kertaa pienten käsityöläisyksiköiden rinnalle syntyi suurempia laitoksia. Näissä oli automaattisesti toimivia mekaanisia koneita, jotka tekivät tuotteita alusta loppuun. Erityisesti kutomoteollisuus alkoi kehittyä automaattiseksi mm. Kehruu-Jennyn keksimisen jälkeen. Erityisen upeita kuteita saatiin aikaiseksi Jacquardin keksittyä eräänlaisella ”reikäkorttinauhalla” toimivan kutomakoneensa (Intriguing History 2017). Myös erilaiset sahaus- ja höyläyslaitokset ja konepajat syntyivät silloin. James Watt kehitti höyrykoneen pyörittämään kyseisiä laitteita. Materiaaleina käytettiin pääasiassa puuta, valurautaa, putlaterästä ja luonnonkuituja.

Kuva 1. LAMK:n ja saksalaisen Reutlingenin yliopiston henkilöstöä ihailemassa jacquard-tyyppisen kutomakoneen tuotoksia 200 vuoden takaa.

Toinen teollinen vallankumous

Toisen teollisen vallankumouksen voidaan ajatella alkaneen 1900-luvun alussa. Väliä edelliseen oli n. 160 vuotta. Sarjatuotanto liukuhihnalla kehitettiin Fordin tehtailla v. 1910. Laatujärjestelmät ja tolerointi piti ottaa käyttöön, jotta tämän tyyppinen tuotanto oli yleensä mahdollista. Maailma alkoi täyttyä kaikenlaisista esineistä, jotka olivat keskenään täysin identtisiä. Muovit astuvat kuvaan uusina materiaaleina. Bakeliitti, selluloosamuovit ja galaliitti olivat tämän kauden alkuajan uusia materiaaleja. Polyolefiinit ja eräät tekniset muovit tulivat toisen maailmansodan myötä. Keksittiin transistori. Seostetut teräkset, ns. superseokset ja alumiini yleistyvät. Näiden materiaalien ansiosta avaruuden valloitus tuli mahdolliseksi.

Kolmas teollinen vallankumous

Kolmas teollinen vallankumous tapahtui 1970-luvulla, noin 60 vuotta edellisen jälkeen. Tietokoneet ja mikropiirit yleistyvät. Teollisuusautomaatio ja robotiikka tulee voimakkaasti tuotantolaitteisiin (The Economist 2017). Tuotantoprosessien ja parametrien simulointi yleistyy tietokoneiden kehittymisen mukana. FEM tuli yleiseen käyttöön simuloinnissa. Neuroverkot ja sumea logiikka ovat muotia. Kauden lopulla konenäköön liittyvät sovellukset alkavat olla tehtaissa yleistä. Ihmiset poistuvat pikkuhiljaa liukuhihnoilta ja automaattiset tuotantolaitteet alkavat tehdä töitä ja saavat aikaan suuren rakennemuutoksen ajanjaksolle sattuneiden useiden laskukausien kanssa. Materiaalitekniikan puolesta tätä ajanjaksoa voidaan nimittää muovikaudeksi.

Kuva 2. Insinöörit pitävät palaveria asennuskeikalla Sisiliassa 2007. Taustalla erittäin kehittynyt kolmanteen sukupolveen kuuluva tuotantosolu monimutkaisille muovikappaleille. Solussa on kaksi keskenään keskustelevaa robottia ja suuri määrä älykkäitä toimintoja. Tässä tuotantosolussa on jo paljon piirteitä, jotka liittyvät neljänteen teolliseen vallankumoukseen.

Neljäs teollinen vallankumous

Neljäs vallankumous on juuri nyt alkamassa. Industry 4.0 automaatiossa monimutkaiset ja oppivat ohjelmistot ja tiedonsiirto eri järjestelmien välillä yleistyy (Marr 2017). Konenäkö, hahmontunnistus ja virtuaalisuus ovat jokapäiväistä myös kotitalouksissa. Seurataan Big Dataa, joka ennustaa yksinkertaisia tapahtumia valtavan datamäärän perusteella. Kehitetään tekoälysovelluksia, jotka tosin eivät vielä läpäise Turingin testiä. Materiaalit kehittyvät yhä enemmän biopohjaisiksi ja biohajoaviksi. 3D-tulostus ja vertaistuotanto kehittyvät ja materiaalien äly yleistyy.

Viides teollinen vallankumous

Kun näitä neljää yleisesti tunnettua teollista vallankumousta tutkitaan tarkemmin, huomataan että niiden tuleminen noudattaa selvää kaavaa. Pienen matemaattisen analyysin jälkeen voidaan todeta, että:

𝑉𝑎𝑙𝑙𝑎𝑛𝑘𝑢𝑚𝑜𝑢𝑘𝑠𝑒𝑛 𝑎𝑙𝑘𝑎𝑚𝑖𝑛𝑒𝑛=183,88ln(𝑥)+1757,9

Jossa x on vallankumouksen järjestysnumero. Tällä kaavalla laskemalla saamme seuraavan teollisen vallankumouksen alkamishetkeksi vuoden 2050.

Kuvio 1. Teollisten vallankumousten esiintyminen historiassa ja ekstrapolaatio eteen- ja taaksepäin. Viides vallankumous tulee tämän ennusteen mukaan vuonna 2050.

Asian varmistamiseksi voidaan ottaa tutkittavaksi teollisten vallankumouksien välinen aika. Tässä mallissa:

𝑉𝑎𝑙𝑙𝑎𝑛𝑘𝑢𝑚𝑜𝑢𝑠𝑡𝑒𝑛 𝑣ä𝑙𝑖=894,87𝑥−2,235

Jolloin neljännen ja viidennen vallankumouksen väli on n. 30 vuotta. Tässäkin tapauksessa tulemme lähes samaan tulokseen, jossa viides teollinen vallankumous tulee ajoittumaan vuoteen 2050.

Kuvio 2. Vallankumousten tunnetut aikavälit historiassa. Neljännen ja viidennen vallankumouksen aikaväli on tässä ennusteessa 30 vuotta.

Mitä viides teollinen vallankumous pitää sisällään, on täysin arvailujen varassa. Olettamus voisi olla, perustuen nykyisiin ihmiskunnan kiinnostuksen kohteisiin ja todennäköisiin teknisiin edellytyksiin, että saisimme oikean tekoälyn. Myös fuusioenergia ja toriumfissio olisivat käytössä. Kvanttitietokone ja P = NP ongelman ratkaisu voisivat olla suuria läpimurtoja jossain vaiheessa. Tulevaisuudessa myös Star Trekistä ja Tähtien sodasta tuttu Alcubierren poimuajo edellä mainittujen lisäksi voisi olla myös totta, mutta vasta ehkä kuudennessa – kymmenennessä vallankumouksessa, kun energiaa olisi lähes rajattomasti tarjolla. Kaikki nämä ovat nykyteorioiden perusteella mahdollisia, mutta käytännössä vielä aivan mahdottomia toteuttaa.

Vanhempia vallankumouksia

Kun mallin mukaisia teollisia vallankumouksia ekstrapoloidaan taaksepäin, löytyy historiasta useita tärkeitä tapahtumia, jotka sattuvat juuri oikeisiin ajankohtiin. (The History of the World 2017). Näitä ovat viikinkien matkat maailmalla, rauta-, pronssi-, kivikausi, ym. Pääsemme mallin avulla aina kaksi miljoona vuotta ajassa taaksepäin, jolloin ihmisen (homo habilis) uskotaan eriytyneen omaksi lajikseen.

Elämme juuri nyt neljännen vallankumouksen alkua. Lapset, jotka nyt syntyvät, tulevat mukaan työelämään viidenteen vallankumoukseen. Kehittyminen tulee jatkumaan, ellei jotain odottamatonta tapahdu. Odottamaton tapahtuma voi olla ihmisestä riippumaton tai jopa ihmisen aikaansaama.

Kirjoittaja

Reijo Heikkinen on uudesta ja vanhasta teknologiasta kiinnostunut lehtori tekniikan alalta.

Lähteet

Intriguing History. [viitattu 28.9.2017]. Saatavissa: http://www.intriguing-history.com/spinning-jenny-industrial-revolution/

The Economist. The Third Industrial Revolution. [Verkkolehti]. [viitattu 28.9.2017]. Saatavissa: http://www.economist.com/node/21553017

Marr, B. Why Everyone Must Get Ready For The 4th Industrial Revolution. The Forbes Magazine. [Verkkolehti]. [viitattu 28.9.2017]. Saatavissa: https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2016/04/05/why-everyone-must-get-ready-for-4th-industrial-revolution/#7e1c5f413f90

The History of the World. BBC.com. [viitattu 28.9.2017]. Saatavissa:  http://www.bbc.co.uk/ahistoryoftheworld/exploreraltflash/?tag=&timeregion=1

Julkaistu 5.10.2017