Desetogodišnji eksperiment u obrazovanju iz industrijske automatizacije
Program industrijske automatizacije na koledžu Bakersfield ušao je u svoju desetu godinu, uz jasan pokazatelj da se obrazovanje iz industrijske automatizacije sve više povezuje sa potrebama regionalne radne snage.
Program je započeo kao deo prvobitnog pilot-programa Kalifornije za osnovne akademske studije na koledžima lokalne zajednice, sa praktičnim ciljem: razviti lokalne inženjerske i stručnjake za automatizaciju za poslodavce koji su imali poteškoća da regrutuju kvalifikovane radnike.
Njegovu prvu generaciju činilo je samo sedam diplomaca. Deset godina kasnije, program je iznedrio rekordnu generaciju od 34 diplomca i navodi stopu zapošljavanja od 98% među diplomcima koji traže posao.
Iz industrijske perspektive, taj napredak je značajniji od samog broja upisanih studenata. Sistemi automatizacije postaju sve složeniji, ali broj tehničara i inženjera koji razumeju i upravljački hardver i proizvodne procese nije uvek rastao istim tempom.
Potražnja industrije stvorila je program
Rani razvoj programa bio je podstaknut jednostavnim industrijskim problemom.
Lokalnim poslodavcima bili su potrebni ljudi sposobni za rad sa sistemima automatizacije, ali je regionalni bazen talenata bio premali. Zbog toga su kompanije regrutovale radnike izvan okruga Kern, a u nekim slučajevima i izvan Sjedinjenih Američkih Država.
Ova situacija ilustruje važnu karakteristiku zapošljavanja u industrijskoj automatizaciji: kompanijama nisu potrebni samo programeri.
Savremeni stručnjaci za automatizaciju možda moraju da razumeju PLC-ove, industrijske mreže, senzore, robotiku, sisteme za upravljanje kretanjem, mašinski vid, električno ožičavanje, otklanjanje kvarova i proizvodni softver. Takođe moraju da razumeju kako ove tehnologije međusobno deluju u pogonu koji je u funkciji.
Čini se da je Bakersfield College svoj program strukturirao tako da odgovori na ovaj širi zahtev, umesto da automatizaciju posmatra kao usko definisanu programersku disciplinu.
Laboratorija postaje prava učionica
Proširenje laboratorije za robotiku posebno je važno.
Studenti se sada upoznaju sa industrijskim robotima, računarskim vidom, kontrolerima automatizacije i novijim robotskim platformama, uključujući humanoidne i četvoronožne robote.
Ovakvo laboratorijsko okruženje pruža nešto što konvencionalna nastava u učionici ne može lako da ponovi: mogućnost dijagnostikovanja fizičkih sistema.
U stvarnoj instalaciji automatizacije, kvar se retko pojavljuje kao jasna softverska greška. Tehničar će možda morati da utvrdi da li problem potiče od senzora, ožičenja, I/O modula, logike kontrolera, mrežne komunikacije, mehaničkog pozicioniranja ili aplikativnog softvera.
Taj dijagnostički proces jedna je od najvrednijih veština kojima program automatizacije može da poduči.
Veštine iz robotike šire se izvan programiranja robota
Trenutni studenti uče da izrađuju i programiraju robote, ali šira vrednost leži u razumevanju kompletnih arhitektura automatizacije.
Robot obično radi kao jedna komponenta u okviru većeg sistema. Njegove performanse mogu zavisiti od PLC upravljanja, bezbednosnih kola, sistema vida, industrijskog Etherneta, senzora, servo-pogona, alata na završetku robotske ruke i proizvodnih baza podataka.
Zato budućim inženjerima automatizacije treba znanje o sistemima na nivou celog sistema, a ne izolovane veštine iz robotike.
Iskustvo studenata Bakersfield College-a odražava ovaj pravac. Studenti učestvuju u aktivnostima iz robotike, stručnim praksama, laboratorijskom radu i kontaktima sa poslodavcima, dok razvijaju praktične sposobnosti rešavanja problema.
Računarski vid menja uloge tehničara za automatizaciju
Iskustvo bivšeg studenta Fransiska Ernandesa pruža još jedan koristan primer.
On sada radi sa sistemom računarskog vida koji prepoznaje nedostatke i razvrstava poljoprivredne proizvode na proizvodnoj liniji.
Ovo predstavlja širu tranziciju u industrijskoj automatizaciji. Sistemi vida sve više premeštaju zadatke inspekcije sa ljudskih operatera na automatizovano opažanje i klasifikaciju.
Međutim, uvođenje mašinskog vida ne eliminiše potrebu za tehničkim osobljem.
Neko i dalje mora da konfiguriše kamere, proverava parametre detekcije, rešava probleme u komunikaciji, održava opremu, istražuje lažne detekcije i povezuje rezultate inspekcije sa sistemom za upravljanje proizvodnjom.
Drugim rečima, automatizacija menja tehničko radno opterećenje, umesto da ga jednostavno ukloni.
Prakse stvaraju direktnu vezu sa industrijom
Odnos programa sa poslodavcima još je jedan važan faktor koji stoji iza njegovih prijavljenih rezultata zapošljavanja.
Njegov godišnji sajam karijera privlači kompanije iz više regiona, dok studenti mogu steći praktično iskustvo kroz stručnu praksu i radna mesta u laboratorijama.
Ova veza sa industrijom smanjuje jaz između akademske obuke i proizvodnih zahteva.
Za poslodavce u oblasti automatizacije, kandidat koji je već radio sa kontrolerima, robotima, sistemima za mašinski vid, ožičenjem i otklanjanjem problema ima drugačiji profil od osobe čije je iskustvo ograničeno na teorijsku nastavu.
Isti princip važi za nacionalne laboratorije i organizacije za naprednu proizvodnju, gde osoblje za automatizaciju može raditi sa robotikom, inženjerskim sistemima i specijalizovanim upravljačkim tehnologijama.
Razvoj radne snage za automatizaciju postaje sistemski zahtev
Primer Bejkersfilda takođe ukazuje na širi industrijski problem.
Nedostatak radne snage u oblasti automatizacije ne može se rešiti jednostavnom kupovinom većeg broja robota.
Svaki automatizovani proizvodni sistem stvara potrebe za inženjeringom, puštanjem u rad, programiranjem, održavanjem, dijagnostikom, sajber-bezbednošću, validacijom bezbednosti i podrškom tokom životnog ciklusa.
Kako pogoni uvode sve više povezane opreme, potreban skup veština postaje širi.
Savremeni tehničar za automatizaciju sve češće može raditi na preseku elektrotehnike, upravljačkog inženjerstva, informacione tehnologije, robotike i proizvodnih operacija.
Zato je interdisciplinarno obrazovanje naročito dragoceno.
Roboti ne ukidaju automatski radna mesta
Zapažanje profesora Roja Alarda da roboti obično zamenjuju dosadan, opasan ili prljav rad ukazuje na važnu razliku u industrijskoj automatizaciji.
Osnovna svrha mnogih robotskih primena jeste prenošenje repetitivnih ili opasnih zadataka sa ljudi na mašine.
Ljudska radna snaga se zatim usmerava ka aktivnostima koje zahtevaju otklanjanje problema, optimizaciju procesa, programiranje, održavanje, nadzor i inženjersko rasuđivanje.
Iz moje perspektive, precizniji opis nije „roboti zamenjuju radnike“.
Umesto toga, roboti preraspodeljuju ljudski rad kroz proizvodni sistem.
Ekonomski ishod u velikoj meri zavisi od toga da li kompanije ulažu u radnu snagu potrebnu za upravljanje tim automatizovanim sistemima i njihovo unapređivanje.
Sledeći izazov je proširenje infrastrukture za obuku
Rast programa stvara problem sa kojim se mnogi uspešni tehnički programi na kraju suoče: kapacitet.
Više studenata zahteva više nastavnika, laboratorijske opreme, radnih stanica, robotskih platformi, električnih sistema za obuku i prostora za praktične projekte.
Ovo nije samo pitanje obrazovne administracije.
Oprema za industrijsku automatizaciju ima fizička ograničenja. Studenti ne mogu efikasno da uče puštanje sistema u rad, ožičavanje, upravljanje robotima ili rešavanje problema ako je pristup laboratoriji previše ograničen.
Shodno tome, povećanje broja diplomaca zahteva istovremena ulaganja u infrastrukturu za obuku.
Humanoidni roboti su zanimljivi, ali osnove su i dalje važne
Planirana upotreba humanoidnih i četvoronožnih robota pokazuje u kom pravcu bi obrazovanje iz robotike moglo da se razvija.
Ove platforme studentima mogu da predstave naprednu percepciju, mobilnost, interakciju čoveka i mašine, autonomnu navigaciju i robotsko upravljanje.
Međutim, obrazovna vrednost ne bi trebalo da proizlazi iz same novine robota.
Studenti i dalje moraju da razumeju osnove: senzore, aktuatore, upravljačku logiku, komunikacione mreže, bezbednosne funkcije, upravljanje kretanjem, dijagnostiku i integraciju sistema.
Ti principi ostaju primenljivi čak i kada se fizički oblik robota promeni.
Naredna decenija biće posvećena integraciji
Prva decenija rada koledža Bakersfield pokazuje koliko obrazovanje iz oblasti automatizacije može biti usklađeno sa regionalnom industrijskom potražnjom.
Njegov rast sa sedam diplomaca na generaciju od 34 diplomca predstavlja jedan merljiv pokazatelj. Prijavljena stopa zapošljavanja od 98% pruža još jedan.
Još važnije, program se kreće ka modelu u kojem robotika, kompjuterski vid, industrijsko upravljanje, stručne prakse i odnosi sa poslodavcima funkcionišu zajedno.
Taj pravac prati i sam razvoj industrijske automatizacije.
Nova generacija stručnjaka za automatizaciju neće raditi sa izolovanim mašinama. Radiće sa međusobno povezanim sistemima u kojima robotika, PLC-ovi, vizuelni sistemi, umrežavanje, softver, podaci i ljudski operateri neprekidno međusobno deluju.
Pravi izazov u narednih deset godina zato neće biti učenje studenata kako da upravljaju robotima.
Učiće ih kako da projektuju, integrišu, dijagnostikuju i kontinuirano unapređuju kompletne automatizovane proizvodne sisteme.
