6.0 - 制造网络

前面的例子，5.0 个人生产 考虑了为单个地点制作家庭和爱好用途产品的项目。在这个例子中，我们考虑一个不同地点的人员和设备网络，他们互相帮助制作东西，我们称之为制造网络。该网络可以以两种方式扩展。每个地点都可以像前面的例子一样自我扩展。此外，各个地点可以合作构建新地点的物品。与我们所有示例一样，整个地点和网络都将部分产出用于扩展，剩余部分用于最终产品的用户。

概念概述

我们将从项目目的和主要特征的概述开始。后面的部分和页面将更详细地介绍如何设计和构建这样的网络。

目的 - 制造网络的主要目的，就像我们所有种子工厂示例一样，是供应人们需要和想要的产品和服务。在这个例子中，我们不将社区限制在单个地理位置。构成网络的人员和设备互相帮助制作东西。在长距离移动人员和重型物品需要时间和能量，因此设计强调通过互联网共享信息和远程工作。当有意义时，各个地点之间仍然使用长距离运输。

该项目的最终目标是使设备在很大程度上自动化，但人们可以从他们拥有的任何技能和工具开始，甚至没有任何技能和工具。通过自学和互相教学，网络成员提高了他们的技能。他们还互相帮助获取和升级一套工具和设备。另一个目标是在社会采用机器人和自动化大规模使用之前实现自给自足。届时，传统工作可能会变得稀缺。因此，社区需要具备制造自己的产品，甚至制造自己的机器人来维持生计的技能和工具。在那之前，成员可以在业余时间、家庭装修和额外收入方面以不到全职的方式交易工作和商品。

特征 - 无论项目从哪里开始，发展都朝着一个主要由自动化生产系统组成的网络发展。因此，如果有人需要一张餐桌之类的产品，说明和设计文件就会通过网络发送到不同的地点。然后这些地点提供木材和五金，制造零件，将它们从一个地方运送到另一个地方，最后在目的地组装完成的餐桌。付款或信用在工作完成后反向流动，理想情况下所有步骤都将自动进行。在现实中，可能需要人们做一些工作，无论是在现场还是通过远程操作，但比传统生产和销售要少得多。

最终产品，如餐桌，不用于进一步生产。网络的一个设计特征是能够通过使用部分生产产出来自举。它通过使用与最终产品相同的过程制造额外的设备来扩展。存储的说明和设计文件通过网络发送，只是产品是添加到网络中的新机器或工具。网络规模越大，积累的设备越多，它就越能自我扩展。同时，最终产品的范围也会扩大，最终将包括人们需要的大多数基本商品和服务，如食物、住所、公用设施和一些想要的可选物品。

有些人可能不感兴趣自己操作生产设备，但想要他们生产的产出。在这种情况下，他们可以提供资金购买启动设备、土地、材料和其他投入。然后他们获得部分产出作为回报。足够多的此类投资组合可以消除对传统工作的需求。在网络之外工作始终是可能的，用于支付无法在内部制造的额外费用。如果网络满足基本需求，那么这类额外工作将是可选的，因此可以选择根据偏好而不是需要来进行。

项目描述

本节更详细地介绍了项目各个部分。

网络部分

制造网络由一组节点和连接它们的运输系统组成。节点是包含一组设计或生产能力的站点。它可能很简单，例如一台机器或独立的设计师，也可能很复杂，例如一个完全扩展的工厂。节点根据商定的协议，使用一个或多个运输系统，将实物、能量和数据相互传输。他们还通过现有传统方法与外部实体交互。传输的数据部分包括设计信息、生产订单和付款。我们预计大多数数据将通过互联网传输，因为它已经构建并且发展良好。节点的所有权可能是独立的，也可能是由共享实体（协会、公司等）拥有的。

集群是一组物理上足够靠近以有效地协同工作的节点。例如，它们可能位于工业园区或同一个大都市区内。有效的工作距离往往与它们之间传输的质量成反比，与传输的价值成正比。因此，设计节点可以在世界任何地方协同工作，因为设计数据价值很高，质量为零。另一方面，碎石质量高，价值低，因此在节点之间移动碎石只有在短距离内才有效。集群可能使用组、协会或合作等名称来表明它们在一起工作。集群成员可以选择设置对他们之间传输的偏好或优先级。网络是指所有共享相同传输协议的节点和集群，以及进行交付的内部和外部运输系统。这使得他们能够通信数据、分配工作，并合作制作产品，包括扩展网络的新节点。节点可以自由加入或离开网络，尽管在离开之前应完成商定的进行中的工作和传输。

节点和传输类型

给定网络中的节点都共享相同的传输协议，但它们的内容和功能可能大不相同。由于给定节点可以随着时间的推移而演变和扩展并添加新功能，因此无法将其永久放置在离散类别中。但是，我们可以使用描述性名称，例如金属加工或化学加工节点，来帮助理解网络如何运作。当我们抽象地处理设计和协议时，节点的这些描述性名称并不必要。我们也可以用一些松散定义的类别来描述节点类型。专业节点仅执行一个或几个相关的任务，而通用节点可以执行多种任务。专业节点的例子包括设计节点、采矿节点和电源节点。输出各种最终产品的通用节点可以描述为入门、扩展或工业规模。输出类型较少的那些可以描述为车间，例如木工车间。商业节点主要制造出售的产品，而私人节点主要制造个人或内部使用的物品。

连接节点的运输系统也可以用类别来描述。内部系统由网络成员拥有，例如送货卡车。外部系统由外部实体拥有，例如互联网服务提供商或公共道路。传输也可以在逻辑上区分网络成员之间或成员与外部站点之间。但是，相同的运输系统可以用于两种类型的目的地，也许除了不将网络协议用于外部交付之外。从功能上讲，运输系统通过被交付的实体类型来描述。我们当前用于自我扩展系统的参考架构包括散货、离散货物、人员、能量、液体和气体以及数据。节点和传输系统都可以通过它们的操作方式来描述。例如，它们可以描述为手动、远程操作或自动化的。

操作概念

运营概念 描述了网络建成后的运行方式。目前，该概念仅仅是进一步分析和设计的起点。我们的网络运营概念遵循沟通、协商和执行的顺序。这与传统业务中广告、报价、合同、生产、交付和付款的运作方式类似。区别在于，一个完全成熟的网络可以使用协议、生产节点和运输系统来自动化这些步骤。

在概念上，节点和运输系统会通过网络协议以标准化格式发布其能力和成本。这可以通过分布式点对点网络或网站提供的数据来实现，但具体方法可以留待日后考虑。能力信息将包括设备容量、生产地点、成本、进度和其他相关数据。另一个节点或外部客户，如果需要制造或供应某些物品，可以搜索网络以查找合适的生产能力。他们可以发送信息请求或报价请求以定制工作，或者如果它是标准物品，则下订单。接收节点随后接受订单，将其放在他们的生产计划中，并定期进行进度沟通。在网络的早期开发阶段，一些步骤可能需要手动完成。在完全成熟的版本中，它们可能完全自动化。

产品的工程图文件将包含足够的构建信息。这包括所需材料、零件来源、数量、制造工艺、零件形状、组装说明等。工程图文件的格式将是标准化的，以便它们可以与节点能力匹配。网络操作的更详细步骤始于用户，无论是来自外部还是网络的一部分，他们想要制造的产品。我们将以家用餐桌为例。用户在网络上查看可用的设计，或者如果他们想要定制设计，则查看设计节点的能力。一旦他们选择了最终设计，他们本地的订购软件就可以将产品的需求与可用的生产和运输能力进行比较。该软件可以生成一个节点或集群的排名列表，这些节点或集群可以交付完成的项目。客户可以查看这些候选者，联系他们以获取更多信息，或者直接提交订单。订单将包括对工程图文件的引用，这些文件指定要制造的内容、交付说明和可用付款证明。获得初始订单的节点反过来会根据需要向供应商发出订单。例如，完成餐桌的木工节点可能会发出木材和五金件的订单。对于复杂物品，单个原始订单可能会在网络和外部供应商之间生成一系列额外的订单。大型商业节点可能能够完成整个产品，而小型独立节点可能需要将工作分配给它们。一个节点可能提供正确尺寸的木材，另一个节点使用台锯和其他木工工具来塑形零件，第三个节点进行精加工和组装，第四个节点交付成品。一旦客户授权，订单生成和工程图文件的交付就可以完全自动化。

为了支付各种生产任务，下订单的人会在电子支付网络上托管足够资金。这可以通过传统的金融系统（如银行账户和信用卡）或新的可编程系统（如比特币）来实现。可编程网络具有允许自动支付多个供应商的功能。此类网络中的交易记录是公开的，因此节点运营商可以看到资金已托管。托管保证资金可用，但只有在工作完成时才会交付。当节点完成其工作并将物品交付给下一个节点或最终客户时，托管系统会收到通知，以释放他们的一部分资金来支付他们。此步骤也可以选择手动或自动完成。由于交易记录是公开的，节点可以证明他们完成了工作并获得了报酬。如果订单数据也是公开记录，那么订单和完成历史的组合可以作为节点信誉的衡量标准。未来的客户可以使用它来帮助选择用于新工作的节点。信誉系统是这种分布式生产的可选功能，但它可能很有用。

网络创建和增长

我们不期望这样的网络能够一次性设计和构建。相反，我们可以从现有的非网络化企业和实体开始，他们同意合作。他们不必将所有工作都投入网络，而是可以逐步添加。除了相互关联和手动共享数据之外，第一步是让一个或多个设计节点开发传输协议，然后支持软件来处理纯电子传输，例如工程图数据和支付。在这个层面上，满足单个订单的实际工作仍然可以通过他们已经使用的任何传统方式完成。下一步是创建包含足够信息以将任务分配给多个节点的产品设计，并针对不断增长的网络中的生产进行优化。然后，订单可以从发起者开始并行发布，或者作为一条链，其中一个节点为其他节点生成子任务。随着新设计的出现，节点可以开始自动化其内部操作和交付，以提高效率并降低成本。

该网络旨在以分布式方式，而不是集中式自上而下的设计，按需运行和增长。但是，网络成员可以协作改进设计和协议更新。新节点可以通过将自己的能力发布到网络来建立自己，并且可以随时更改或删除这些数据。他们可以从纯手动操作开始，并且只下载网络软件来沟通能力和订单。个人可以订购的一些产品旨在成为新的生产要素，这使他们能够扩展和自动化其能力。因此，网络可以通过添加新节点、新产品设计和更多要素的内部生产来自我扩展。随着网络的增长，它可以变得更加自动化，并在内部生产更广泛的所需物品。一个完全成熟的网络可以提供大部分自己的投入和产出。

潜在好处

设计、构建和运营 MakerNet 类型的分布式生产网络需要付出努力。拥有这样一个网络必须有足够的优势才能证明其创建的合理性。在开发这个概念的这个阶段，我们无法证明这些优势的存在。但是，我们可以列出潜在的好处，然后在概念不断发展的同时进一步调查它们。

个人可以先以最小的能力加入网络，但立即获得网络其他部分的益处。与传统的商业创业相比，它可能会降低进入门槛。
对于定期互相合作并积累技能和信誉的人来说，可能存在社会和经济效益。
自动自我扩展的程度和速度可以产生很高的资本增长率。
在订单、支付和生产任务自动化的程度上，它将具有低开销和高生产率。
将单个任务路由到每个客户最近/最快/最便宜的节点，可能比单一地点的集中式生产更有效。
满足广泛客户的订单可能优化并稳定生产计划，并且自动将任务重新分配给其他节点可能更好地处理延迟或故障。
如果订单和支付仅由帐号识别，并且最终交付是一个封闭的容器，则可以增强隐私。发货人只需要知道目的地，而不需要知道运送的物品或价格。
所有权和租赁策略可以自动化，因此人们始终为自身（使用自动化设备）工作。这可能具有税收优势。

设计流程

在描述了总体概念之后，我们现在将讨论如何设计这样的系统。目前，本节内容非常初步。这本维基教科书整体上是关于自我扩展的生产系统。我们在第 3.4 节中介绍了一个通用的参考架构，在第 4.0 节中介绍了一个基于系统工程的设计流程。我们将这些作为这个分布式网络特定示例的起点。与其他自我扩展系统一样，分布式网络很复杂，因此我们计划分阶段增长，并将整个项目划分为较小的元素，以简化设计任务。在这种情况下，起点是现有的技能、工具和设备，以及现在的业务流程。早期阶段添加网络通信和支付软件，以及更多传统设备以支持新的生产任务。一旦网络成员开始互相订购零件和产品，他们就可以开始设计定制硬件并设置生产节点。

分布式特性

由于它是分布式的，这个例子将更加强调连接位置的运输功能和元素。历史上，工厂和办公室是集中式的，因为它是成本较低的解决方案。现代通信和运输设备降低了这些成本，因此现在更多分布式解决方案变得可行。其他因素，如减少通勤时间和运输能源消耗，可以在本地分布式生产中发挥作用。但是，出于设计和优化目的，将一组生产设备视为一个集成实体仍然是有用的，尽管这些部件在物理上是分开的，并且处于不同的所有权下。即使这些元素分布广泛，为了操作效率，将它们设计为协同工作并使用标准化接口和协议仍然是有意义的。Internet 本身和飞机的交通管制网络就是这种分布式系统的现有例子。将事物物理分组在一起仍然会有一些优势，但我们将它视为基于情况的设计选择，而不是默认假设。其他因素，如启动资金和员工的可用性，可能会推动更分布式的解决方案。

关于第 7.0 节 - 分布式生产网络的说明

分布式生产网络 (DPN) 与我们第一个社区工厂的示例相比，具有以下区别和关系。

该网络的目标是为其成员提供实体产品和收入。
它遵循与使用自动化和自我扩展相同的原则和通用参考架构。
它假设的是一个由独立拥有节点组成的网络，而不是一个社区项目。
由于它更加分布式，因此它可能比种子工厂启动套件的启动需求更低。
一些节点如果扩展足够大，可以发展成为社区工厂/种子工厂。因此，这些示例并非完全独立，但侧重点不同。它们可以是联合增长模式的一部分。
DPN 可以以传统企业和个人拥有的设备为起点。它们加入网络的目的是合作并升级到自我扩展的自动化。它们可以使用初始设备立即提供商品和服务，彼此之间相互提供。升级可以从小规模项目开始，最初通过现有工作中的业余时间/剩余产能，或通过汇集资源购买或建造自动化设备。
由于分布式，DPN 比社区工厂更强调各种运输和通信方面。支付和远程操作将更加重要。
在设计时应更多地考虑从手动/传统流程开始，并提供升级到自动化的路径。
设计时应考虑将“原型DPN节点”设置为一项研发任务。

自动化协议推导

分布式网络由执行功能的节点和连接它们的传输系统组成。节点的复杂程度可变，但至少执行一项任务。因此，自我扩展架构中的每个功能都可以是一种专门的节点类型。类似地，传输系统可以承载多种物品类型，但至少必须交付一种类型。因此，每个输入和输出流类型都可以由专门的传输系统处理。这些“原子”功能和流可以用来定义网络接口和协议。然后，更复杂的操作将通过将这些原子任务分组到更大的集合来构建。

增长模式

DPN 可以从个人开始，他们协作构建或获取传统和计算机驱动的设备、现有的个人工作室和具有现有设备的大型企业。他们同意作为一个网络共同努力，升级彼此的能力，并提供劳动力、零件和材料等资源。他们还可以组建合作社、伙伴关系或共同财产所有权来执行更大的项目或构建网络位置。随着时间的推移，网络成员设计和构建新的机器和软件，并优化他们的流程，使不断增长的网络更加高效和自动化。一些网络节点可以发展成为具有高度自动化水平的完整工厂。

为了设计目的，我们可以假设从无到有开始，并逐步构建传统的工具和设备，目标是从一开始就最大限度地实现自我扩展。例如，基本的木工工具可以用来制作木制储物架，以存放用于以后项目的木材。随着传统车间的多样化，它最终开始建造自动化机器。在现有个人和商店合作的实际情况下，他们可以跳过已经拥有它们的早期增长阶段的获取和构建。

商业场景

由于分布式网络属于不同的所有者，他们必须相互互动，决定接受什么工作，交换什么资源，以及它们的支付。这属于商业场景和计划的范畴。场景涵盖网络的整个运作，而计划涵盖各个商业实体。为了制定这些场景，我们首先收集要整合的想法，然后尝试组织和添加细节。

商业理念

- 与本书中其他系统部分一样，我们希望尽可能地自动化大部分工作。

- 当你为自己制作东西，而不是为他人工作或向他人出售东西时，你不必缴纳所得税或销售税。

- 人们可以共同拥有资产的一部分，就像合伙制或“共有权”。通常，利润或占用率由共同所有者分配，但出于我们的目的，我们分配生产产出，这些产出归所有者所有。所有者需要直接参与，以避免创建证券（他人进行工作时的被动投资）。证券会带来许多法律和管理方面的复杂性。参与意味着指导要生产什么，以及做一些工作。并非所有产出都将由所有者直接使用。一些可能会出售，产生纳税义务，但比只出售东西的纯商业要少。

- 可以建立一个自动化市场来交易或租赁资产部分，以适应个人需求和兴趣的变化。例如，他们可能拥有部分自动温室，为其提供食物，如果他们获得了生活伴侣或孩子，可以增加其份额。活跃的资产部分市场使这更容易。可移动资产需要一个识别和跟踪系统，就像汽车有 VIN 号码一样。跟踪可以通过在移动时拍照和扫描来实现。

- 网络资产和设备池越大，可以在内部制造的东西就越多，而不是从外部购买。这增加了为产出份额工作的机会，并避免了每个生产阶段的销售加价。自动化网络的一部分降低了整个网络的成本。

- 仍然需要专家，例如了解自动化和种植植物的温室操作员。他们将作为操作员拥有温室的更大一部分，而其他人将购买部分以获取产出。

- 项目需要检查其所在位置的适当法律框架（合作社、合伙企业、有限责任公司等）。不幸的是，没有一个单一的解决方案，因为法律因地点而异。

- 针对共有资产的高效市场有可能扰乱收费较高的企业，例如房地产和股票经纪公司。带有买方分期付款的共有权融资结构可以降低风险并替代银行。

筹集资金

在传统的商业融资中，一个新工厂的建设者会去找投资者和金融机构来获得所需的资金。通常，获取资金需要大量文书工作、会议和管理费用。在分布式生产场景中，我们可以采用不同的方法。我们可以从金融节点开始，使用数字货币网络来资助早期生产要素。分布式资产所有权会自动跟踪，支付和产品会流回金融家。法律框架是“共有权”，根据所有权份额分配产出和使用权。

项目发布到金融节点，提供说明、法律文件和需要筹集的投资。个人通过将金额发布到其控制下的数字地址来订阅投资。因此，资金仍然掌握在他们手中，但公共分类账允许每个人看到筹集的金额。一旦目标达成，资金将转发给项目组织者，然后他们使用资金购买生产设备。然后，捐款者共同拥有资产的未分割部分，并获得相应比例的产出份额。

这种方法可以取代传统的商业融资。某人建立了一个新的节点或位置，但没有足够的资金支付全部费用，他们可以自己提供 20%，并从多个金融节点获得 80%。作为经营该节点的回报，他们获得的产出份额超过 20%，这可以用来随着时间的推移购买剩余的所有权份额。最终，他们可以积累足够的剩余资金，自己成为金融节点的一部分，并获得其他节点的部分所有权。想要将生产产出用于自身用途但不想经营节点的人可以购买各种节点的份额，这些节点以静态所有权条款生产食物、电力和其他物品——他们的百分比保持不变。如果没有足够的此类节点，金融节点可以支付建造更多节点的费用。

交易网络

所有权、财务支付和产品交付涉及所有者之间的承诺和合同。传统方法涉及文书工作和银行系统，这需要大量的手动步骤。例如，假设个人想要定期从自动温室订购一些农产品。购买温室的部分所有权将是一项单笔交易，以后的交付可以自动化。可以建立一个部分所有权市场，操作员保持稳定的百分比，其他人可以随意买卖剩余部分。这不仅仅是被动持股，因为所有所有者都可以提交关于温室应该种植什么的要求。由于活植物需要时间生长，这些产出订单将在提前安排，也许是按季度安排。在此之前，温室将生产正在进行的任何产品。可以向所有权市场提供有关种植内容的信息，以帮助买家选择要购买哪些产品。

项目阶段

网络以个人选择加入和参与程度为基础，以临时方式运行。因此，它不能对成员强加任何特定的顺序或协议。但是，网络成员可以就功能达成一致并协调计划。出于设计和分析目的，他们可以制定一系列开发和实施阶段，我们将在下面开始。

如上一节所述，DPN 可以从个人和企业开始，形成合作网络并使用现有设备。因此，它可以在网络的任何新设计产生之前就开始运行。然而，从逻辑上讲，我们将研发阶段放在构建和运营网络之前。

阶段 0 - 研究与开发

研发阶段包括创建新的和定制的软件和硬件，以升级网络的自动化、自我扩展和分布式操作，超越传统的当前方法。设计节点将需要在网络的后期运营中创建新产品和位置。因此，我们假设早期的设计节点也将执行研发任务，并作为升级开发原型和位置。设计项目是设计节点执行的工作，以完成的设计作为产出。

DPN 开发的这一阶段包括以下任务

- 协调，

- 概念和初步设计，

- 建立研发场所，

- 开发新技术

- 建造和测试原型

- 设计位置和节点细节

阶段 1 - 建立 DPN 节点和位置

一个位置由网络成员拥有，并且可能包含在其中独立拥有的不同节点。位置的示例包括工业园区、办公楼或数据中心。这些都可以包含租赁或私人拥有的空间。个人和企业也可以在位置之外运营独立的节点。因此，家庭车间或车辆可以作为节点参与网络，但不必作为位置独立拥有。

整个网络需要协调 - 例如跟踪参与者及其提供的功能，以及分发成员资格和启动信息。协调本身当然也可以是分布式任务，例如通过论坛、维基或点对点网络。以下子阶段可以根据需要作为升级并行添加/构建。

- 阶段 1A - 添加传统节点和位置： 这是添加现有元素，或使用传统方法构建新元素。

- 阶段 1B - 添加数据传输： 这将添加网络通信，以自动化成员公告、工作请求等。实际工作仍然通过传统方法进行。