Eksperimen Sepuluh Tahun dalam Pendidikan Automasi Industri
Program Automasi Industri Bakersfield College telah mencapai tahun kesepuluh dengan petunjuk jelas bahawa pendidikan automasi industri semakin berkait rapat dengan keperluan tenaga kerja serantau.
Program ini bermula sebagai sebahagian daripada projek perintis asal ijazah sarjana muda kolej komuniti California, dengan objektif praktikal: membangunkan bakat kejuruteraan dan automasi tempatan untuk majikan yang menghadapi kesukaran merekrut tenaga kerja berkelayakan.
Kelas graduan pertamanya hanya terdiri daripada tujuh pelajar. Sedekad kemudian, program ini telah melahirkan kelas graduan terbesar, iaitu 34 pelajar, dan melaporkan kadar penempatan kerja sebanyak 98% dalam kalangan graduan yang mencari pekerjaan.
Dari perspektif industri, perkembangan itu lebih penting daripada jumlah pendaftaran semata-mata. Sistem automasi semakin kompleks, tetapi ketersediaan juruteknik dan jurutera yang memahami perkakasan kawalan serta proses pengeluaran tidak sentiasa berkembang seiring.
Permintaan Industri Mewujudkan Program Ini
Perkembangan awal program ini didorong oleh masalah industri yang jelas.
Majikan tempatan memerlukan tenaga kerja yang mampu mengendalikan sistem automasi, tetapi kumpulan bakat serantau terlalu kecil. Oleh itu, syarikat merekrut dari luar Kern County dan, dalam sesetengah kes, dari luar Amerika Syarikat.
Situasi itu menggambarkan satu ciri penting pekerjaan automasi industri: syarikat bukan sekadar memerlukan pengatur cara.
Kakitangan automasi moden mungkin perlu memahami PLC, rangkaian industri, penderia, robotik, sistem gerakan, penglihatan mesin, pendawaian elektrik, penyelesaian masalah dan perisian pengeluaran. Mereka juga perlu memahami cara teknologi ini berinteraksi dalam loji yang sedang beroperasi.
Bakersfield College nampaknya telah menyusun programnya berdasarkan keperluan yang lebih luas ini, bukannya menganggap automasi sebagai bidang pengaturcaraan yang ditakrifkan secara sempit.
Makmal Menjadi Bilik Darjah Sebenar
Perluasan makmal robotik amat penting.
Pelajar kini didedahkan kepada robot industri, penglihatan komputer, pengawal automasi dan platform robotik yang lebih baharu, termasuk robot humanoid dan robot berkaki empat.
Persekitaran makmal seperti ini menyediakan sesuatu yang sukar dihasilkan semula melalui pengajaran bilik darjah konvensional: peluang untuk menyelesaikan masalah sistem fizikal.
Dalam pemasangan automasi sebenar, kerosakan jarang muncul sebagai ralat perisian yang jelas. Juruteknik mungkin perlu menentukan sama ada masalah berpunca daripada penderia, sambungan pendawaian, modul I/O, logik pengawal, komunikasi rangkaian, penjajaran mekanikal atau perisian aplikasi.
Proses diagnostik itu merupakan salah satu kemahiran paling berharga yang boleh diajarkan oleh program automasi.
Kemahiran Robotik Berkembang Melangkaui Pengaturcaraan Robot
Pelajar semasa sedang belajar membina dan memprogram robot, tetapi nilai yang lebih luas terletak pada pemahaman tentang seni bina automasi yang lengkap.
Robot biasanya beroperasi sebagai satu komponen dalam sistem yang lebih besar. Prestasinya boleh bergantung pada kawalan PLC, litar keselamatan, sistem penglihatan, Ethernet industri, penderia, pemacu servo, perkakasan hujung lengan, dan pangkalan data pengeluaran.
Oleh itu, jurutera automasi masa hadapan memerlukan pengetahuan peringkat sistem dan bukannya kemahiran robotik yang terasing.
Pengalaman pelajar Bakersfield College mencerminkan hala tuju ini. Pelajar menyertai aktiviti robotik, latihan amali, kerja makmal dan interaksi dengan majikan sambil mengembangkan keupayaan menyelesaikan masalah secara praktikal.
Penglihatan Komputer Mengubah Peranan Juruteknik Automasi
Pengalaman alumni Francisco Hernandez memberikan satu lagi contoh yang berguna.
Kini beliau bekerja dengan sistem penglihatan komputer yang mengenal pasti kecacatan dan mengasingkan hasil pertanian di barisan pengeluaran.
Hal ini mencerminkan peralihan yang lebih luas dalam automasi industri. Sistem penglihatan semakin mengalihkan tugas pemeriksaan daripada pengendali manusia kepada penderiaan dan pengelasan automatik.
Walau bagaimanapun, penggunaan penglihatan mesin tidak menghapuskan keperluan terhadap kakitangan teknikal.
Seseorang masih perlu mengkonfigurasi kamera, mengesahkan parameter pengesanan, menyelesaikan masalah komunikasi, menyelenggara peralatan, menyiasat pengesanan palsu dan menyambungkan hasil pemeriksaan kepada sistem kawalan pengeluaran.
Dengan kata lain, automasi mengubah beban kerja teknikal dan bukannya menghapuskannya begitu sahaja.
Latihan Amali Mewujudkan Hubungan Langsung dengan Industri
Hubungan program dengan majikan merupakan satu lagi faktor penting di sebalik hasil pekerjaan yang dilaporkannya.
Pameran kerjaya tahunannya menarik syarikat dari pelbagai wilayah, manakala pelajar boleh memperoleh pengalaman praktikal melalui latihan industri dan jawatan di makmal.
Hubungan dengan industri ini mengurangkan jurang antara latihan akademik dan keperluan pengeluaran.
Bagi majikan dalam bidang automasi, pemohon yang pernah bekerja dengan pengawal, robot, sistem penglihatan, pendawaian dan penyelesaian masalah mempunyai profil yang berbeza daripada seseorang yang pengalamannya terhad kepada kerja kursus teori.
Prinsip yang sama terpakai pada makmal kebangsaan dan organisasi pembuatan termaju, yang kakitangan automasinya mungkin bekerja dengan robotik, sistem kejuruteraan dan teknologi kawalan khusus.
Pembangunan Tenaga Kerja Automasi Menjadi Keperluan Sistem
Contoh Bakersfield turut menonjolkan isu perindustrian yang lebih besar.
Kekurangan tenaga kerja automasi tidak boleh diselesaikan hanya dengan membeli lebih banyak robot.
Setiap sistem pengeluaran automatik mewujudkan keperluan untuk kejuruteraan, pentauliahan, pengaturcaraan, penyelenggaraan, diagnostik, keselamatan siber, pengesahan keselamatan dan sokongan kitar hayat.
Apabila kilang memperkenalkan lebih banyak peralatan yang saling berhubung, set kemahiran yang diperlukan menjadi lebih luas.
Juruteknik automasi moden semakin mungkin beroperasi merentasi kejuruteraan elektrik, kejuruteraan kawalan, teknologi maklumat, robotik dan operasi pembuatan.
Hal itu menjadikan pendidikan antara disiplin sangat bernilai.
Robot Tidak Menghapuskan Pekerjaan Secara Automatik
Pemerhatian Profesor Roy Allard bahawa robot biasanya menggantikan kerja yang membosankan, berbahaya atau kotor mencerminkan perbezaan penting dalam automasi industri.
Tujuan utama banyak aplikasi robotik adalah untuk memindahkan tugas berulang atau berbahaya daripada manusia kepada mesin.
Tenaga kerja manusia kemudiannya beralih kepada aktiviti yang memerlukan penyelesaian masalah, pengoptimuman proses, pengaturcaraan, penyelenggaraan, penyeliaan dan pertimbangan kejuruteraan.
Pada pandangan saya, huraian yang lebih tepat bukanlah "robot menggantikan pekerja."
Sebaliknya, robot mengagihkan semula kerja manusia merentasi sistem pengeluaran.
Hasil ekonomi sangat bergantung pada sama ada syarikat melabur dalam tenaga kerja yang diperlukan untuk mengendalikan dan menambah baik sistem automatik tersebut.
Cabaran Seterusnya ialah Memperluas Infrastruktur Latihan
Pertumbuhan program ini mewujudkan masalah yang akhirnya dihadapi oleh banyak program teknikal yang berjaya: kapasiti.
Lebih ramai pelajar memerlukan lebih ramai pengajar, peralatan makmal, stesen kerja, platform robotik, sistem latihan elektrik dan ruang projek amali.
Ini bukan sekadar isu pentadbiran pendidikan.
Peralatan automasi industri mempunyai keterbatasan fizikal. Pelajar tidak dapat mempelajari pentauliahan, pendawaian, pengendalian robot atau penyelesaian masalah dengan berkesan jika akses ke makmal terlalu terhad.
Oleh itu, peningkatan bilangan graduan memerlukan pelaburan selari dalam infrastruktur latihan.
Robot Humanoid Menarik, tetapi Asas Tetap Penting
Penggunaan robot humanoid dan robot berkaki empat yang dirancang menunjukkan arah yang mungkin dituju oleh pendidikan robotik.
Platform ini dapat memperkenalkan pelajar kepada persepsi lanjutan, mobiliti, interaksi manusia-mesin, navigasi autonomi dan kawalan robotik.
Namun, nilai pendidikan tidak seharusnya datang daripada kebaharuan robot itu sendiri.
Pelajar masih perlu memahami asas-asasnya: penderia, penggerak, logik kawalan, rangkaian komunikasi, fungsi keselamatan, kawalan pergerakan, diagnostik dan integrasi sistem.
Prinsip-prinsip tersebut kekal terpakai walaupun bentuk fizikal robot berubah.
Dekad Seterusnya Akan Berkisar tentang Integrasi
Dekad pertama Kolej Bakersfield menunjukkan betapa rapatnya pendidikan automasi boleh diselaraskan dengan permintaan industri serantau.
Pertumbuhannya daripada tujuh graduan kepada kelas graduasi seramai 34 pelajar merupakan satu petunjuk yang boleh diukur. Kadar penempatan pekerjaan sebanyak 98% yang dilaporkan memberikan satu lagi petunjuk.
Lebih penting lagi, program ini sedang menuju ke arah model yang menggabungkan robotik, penglihatan komputer, kawalan industri, latihan amali dan hubungan dengan majikan.
Hala tuju itu selaras dengan evolusi automasi industri itu sendiri.
Generasi profesional automasi seterusnya tidak akan bekerja dengan mesin yang berasingan. Mereka akan bekerja dengan sistem saling berhubung yang melibatkan robotik, PLC, penglihatan mesin, rangkaian, perisian, data dan pengendali manusia yang berinteraksi secara berterusan.
Oleh itu, cabaran sebenar untuk sepuluh tahun akan datang bukanlah mengajar pelajar cara mengendalikan robot.
Mereka akan diajar cara mereka bentuk, mengintegrasikan, mendiagnosis dan menambah baik secara berterusan sistem pengeluaran automatik yang lengkap.
