فناوری های تولید معاصر و استعدادها برای استفاده از آنها

روند استفاده از دستگاه های مجهز یکپارچه به کامپیوتر را می توان در انواع مختلف فناوری ها مشاهده می شود. این گزارش به انواع فناوری های خاص و نحوه تغییر آنها در ارتباط با ادغام، استعداد مورد نیاز برای استخدام آنها و آموزش مورد نیاز این استعداد خواهد پرداخت.

ما اکنون کاملا با سرعت افزایش در توان پردازش کامپیوتر و ذخیره سازی آشنا هستیم. فناوری های تولید (MT) ممکن است با سرعت کمتری نسبت به سایر انواع فناوری اطلاعات تغییر کند، اما تکامل قابل ملاحظه ای وجود دارد. به طور کلی، فناوری های تولید و فناوری اطلاعات همگرا هستند، در آن رایانه ها و ریزپردازنده ها به طور فزاینده ای برای کنترل، نظارت و حمایت در مورد دستگاه های تولید مورد استفاده قرار می گیرند. این بدان معنی است که کارگر “تکنسین” تولید نیازاست بیشتر شبیه کارشناس فناوری اطلاعات، از جمله برنامه نویسان کامپیوتر، تکنسین های شبکه و اپراتورهای مرکز داده باشد.

به طور کلی، در حالی که فناوری های تولید احتمالا طی چند سال آینده به نحوی ساده تر و کاربردی تر می شوند، آنها نیز احتمالا بیشتر شبیه محیط های تولید بسیار گسترده تر می شوند. این نشان دهنده ی افزایش تقاضا برای تکنسین ها می باشد و آنها باید نقش بیشتری در نصب، تنظیم و نگهداری دستگاه های MT در سازمان هایشان بازی کنند.

علاوه بر این، افزایش بخش تولید- محیط هایی که کارگران در تیم های نسبتا مستقل تولید کل محصول یا اجزای پیچیده محصول را تولید می کنند- همچنین افزایش سهولت استفاده از دستگاه های MT ، نشان می دهد که بین کارگران تولید کف کارخانه و تکنسین های تولیدی تمایز کمتری وجود دارد.

تولید سلولی، گاهی اوقات به نام سلولی یا سلول تولید می خوانند، نیروی کار کارخانه به تیم های نیمه مستقل و چند مهارتی و یا سلول های کار می پردازد، که محصولات کامل و یا اجزای پیچیده را تولید می کنند. سلول های مناسب آموزش داده و اجرا شده شفاف تر و پاسخگو تر از خط تولید انبوه سنتی می باشند، و می توانند فرایندها، نقص ها، برنامه ریزی، تعمیر و نگهداری تجهیزات و دیگر مسائل مربوط به تولید را به نحو احسن مدیریت کنند. کارگران تولید کننده سلولی در حال حاضر باید قادر به کار با فرآیندهای متعدد و عملکرد در سلول باشند. اگر دستگاه های MT بیشتر با پروسه های تولید هماهنگ شده باشند، احتمال دارد که کارگران سلول نیز برنامه های خود را حفظ و نگهداری کنند. روند افزایش فناوری های شخصی در محیط های اداری نشان می دهد، که در آن هر کارگر تبدیل به کارگر فناوری اطلاعات شده است.

“فناوری های تولید به طور فزاینده ای مبتنی بر رایانه هستند و نیاز به مهارت های بسیاری برای مدیریت و کار با کامپیوتر دارند.”

بر اساس نظر 79% از مدیران تولیدی

• 2012 نظر سنجی نیروی کار انسانی تولیدی

روند استفاده از دستگاه های مجهز یکپارچه به کامپیوتر را می توان در انواع مختلف فناوری ها مشاهده می شود. بخش های زیر چندین نوع فناوری تولید مشخص را بیان می کنند، و نحوه تغییر آنها در مورد ادغام، استعداد مورد نیاز برای استخدام آنها و آموزش مورد نیاز این استعداد را در بر می گیرد.

دستگاه های عددی کامپیوتری (CNC)

دستگاه های کامپیوتری یا دیجیتال کنترل عددی در تنظیمات تولید به طور گسترده ای نهادینه می شوند. دستگاه های CNC حرکت روترها، دریل ها، ماشین های فرز، مراکز چرخش و حتی ماشین آلات جوش اتوماتیک را کنترل می کنند. آنها اغلب سود قابل توجهی را در بهره وری برای تولیدکنندگان به دست می آورند. همانند بسیاری از فناوری ها، قیمت توانایی های CNC کاهش می یابد و حتی ابزارهای مبتنی بر CNC دارای قیمت پایین برای علاقه مندان وجود دارد. همچنین کسب و کارهای آنلاینی وجود دارد که مشتریان راه دور را قادر می سازد تا دستورات و دستورالعمل های CNC را به سازمان های خدمات فلزکاری ارسال نمایند و قطعات مورد نظر را ایجاد کنند.

با افزایش رواج CNC، افزایش تقاضا برای برنامه نویسان و ماشین های CNC نیز افزایش داشته است. هر جستجو از بوردهای کاری آنلاین نشان دهنده هزاران موقعیت برنامه نویسی CNC است. برخی از این موقعیت ها فقط برای برنامه های مختلف دستگاه های CNC طراحی شده اند؛ دیگران برنامه های CNC با عملیات دستگاه های مربوطه را ترکیب می کنند. در هر دو مورد، آموزش های قابل توجهی فراتر از آنچه که به طور سنتی از کارگران کارخانه انتظار می رفت مورد نیاز است. در ابتدا دستگاه های CNC نیاز به استفاده از کدهای مستقیم برای هندسه فرآیند برش یا حفاری مانند دستورالعمل «G-code» و «M-code» مانند زیر داشتند:

به عنوان مثال، کدهای برنامه نویسی  CNCممکن است برای تایپ کردن در یک ماشین شامل موارد زیر باشد:

G54G90G0B0 • M7  •G4X3 • G81Z-.829R.1F28

البته، این کد، حتی نسبت به سایر زبان های کامپیوتری، قابل درک تر است. اخیرا، بسیاری از دستگاه های CNC شروع به برنامه نویسی دستی کمتری کرده اند و اجازه استفاده از زبان های برنامه نویسی زبان ها را می دهند. این ممکن است تا حدودی موانع فنی برنامه نویسی CNC را کاهش دهد، اما این امر هنوز به آموزش تخصصی نیاز دارد.

علاوه بر برنامه ریزی، اپراتورهای CNC و سایر دستگاه های پیشرفته باید به ریاضیات پیچیده مسلط باشند. مهارت و زمینه یکی از این اپراتورها، لوک هاچینز از قطعات موتور استاندارد در Greenville، N.C. در یک مقاله ماهانه اخير اقیانوس اطلس مورد استفاده قرار گرفت:

در Spartanburg [دانشگاه عمومی]، او ریاضی را خواند – بسیاری از مباحث ریاضیات. او می گوید: “من در ریاضی بسیار خوب هستم.” “من نمی خواهم دروغ بگویم. فرمولها را در ذهن من حک شده است. ” او جبر، مثلثات و محاسبات را مطالعه کرد. “اگر شما حساب می دانید، قطعا می توانید یک اپراتور ماشین یا برنامه نویس باشید.” او در زبان برنامه نویسی که معمولا در ماشین آلات تولید در سراسر کشور مورد استفاده قرار می گرفت بسیار خوب بود، و امکانات مورد نیاز برای تجسم سه بعدی را داشت – دیدن در ذهن شما، و آنچه در داخل دستگاه اتفاق می افتد، یک مهارت است، که احتمالا ذاتی است؛ که برای هر اپراتور بزرگی لازم است.

دستگاه های CNC به طور فزاینده ای توسط ابزارهای طراحی کامپیوتری (CAD) به طور مستقیم از طرح های دو بعدی و سه بعدی کنترل می شوند و سطوح بالایی از ادغام طراحی و فرایندهای تولید را ایجاد می کنند. این ممکن است برنامه نویسان CNC نیز نیاز به درک برنامه های CAD داشته باشند، که در طول تاریخ با مهندسان و معماران بوده است. آموزش برنامه نویسی CNC به طور معمول در دانشکده های عمومی، دانشکده های فنی و حرفه ای و در قالب های آنلاین و ویدیویی ارائه می شود.

اهمیت فناوری های CNC در آینده کارگران تولید و تولید آمریکای شمالی دشوار است. یک خبرنگار ملی رادیو عمومی آن را بیان کرد:

و این واقعا آینده تولید در این کشور است- کارکنان هوشمندتر، ماشینهای هوشمندتر، ماشینهای کامپیوتری کنترل عددی در قلب آن همه قرار دارند.

روباتیک

روبات ها در دهه های گذشته نقش مهمی در آینده تولید داشته اند. با این حال، تأثیر آنها توسط هزینه های آنها، سختی اجرای و برنامه ریزی آنها و مسائل ایمنی محدود شده است. نسل فعلی روبات ها به طور کلی در قفس ها جدا شده و یا در پشت “دیوار روشن” نگهداری می شوند که امکان برخورد با انسان ها و یا ماشین های دیگر را محدود می کند. به دلیل این محدودیت ها، برنامه ربات برای محیط های بسیار تکراری و اتوماتیک تولید شده است و نقش روبات ها به جای تقویت نیروی انسانی جایگزین آن شده است.

برنامه ریزی روباتیک نیز کاربرد روبات ها را در تولید محدود کرده است. برنامه ریزی روبات ها هر دو پیچیده و خاص به فروشندگان ربات مخصوص است. به دلیل این مشکلات، بسیاری از تولیدکنندگان ترجیح می دهند که برنامه نویسان رباتیک دارای مدرک دانشگاهی ، معمولا در مهندسی برق باشند.

با این حال، نسل جدید از روبات ها می تواند منجر به تغییرات چشمگیر در نحوه استفاده آنها در تولید و ارتباط آنها با کارگران انسانی شود. برای مثال، یک مقاله اخیر نیویورک تایمز، یک ربات جدید را از Rethink Robotics، شرکتی تحت مدیریت پروفسور سابق MIT روباتیک، رادنی بروکس:

ربات 22،000 دلاری که Rethink در اکتبر [2012] شروع به فروش می کند روشن ترین گواهی است با این حال  رباتیک ها بیشتر یک کنجکاوی آزمایشگاهی یا یک ابزار فقط برای شرکت های بزرگ با سرمایه های فراوان است. این شرکت می تواند بازار را برای ربات ها با فروش به عنوان یک ماشین ارزان قیمت که بتواند با کارگران انسانی همکاری کند، گسترش دهد، مانند صنعت کامپیوتر در دهه 1980 هنگامی که قیمت کامپیوترها به شدت کاهش یافت و مردم بدون تجربه برنامه نویسی می توانستند از این جعبه استفاده کنند.

اولین مدل ربات Rethink ، که به نام بکستر شناخته می شود، می تواند به طور مستقیم در کنار کارگران انسانی کار کند، به آرامی حرکت کند و در هنگام تماس با چیزی به طور خودکار متوقف شود. اگر بکستر و یا روبات های مربوطه موفق باشند، می توانند به ربات های با سرعت بسیار بالاتر منجر شوند، و یکپارچگی بسیار بیشتری با فرایندهای تولیدی که شامل برخی از کارهای نیروی انسانی پیدا می کند. این نیز به معنی نیازمندی بسیار بیشتری برای تکنسین هایی است که می توانند چنین ربات ها را در محیط کارخانه برنامه ریزی و نگهداری کنند.  به نظر می رسد که اگر تکنسین هایی با آموزش تخصصی می توانند دستگاه های CNC را برنامه ریزی و مدیریت کنند، می توانند با این روبات های باکستر کار کنند.

سیستم های ماشین چشمی

ماشین چشمی (MV) نیز برای رشد تولید خودکار اهمیت دارد. MV معمولا برای بازرسی اتوماتیک محصولات و اجزای سازنده و همچنین راهنمایی ربات ها استفاده می شود. کاربردهای رایج ماشین چشمی شامل دسته بندی قطعات و اجزایشان، بررسی مواد، هدایت و درک حرکات روبات، و اندازه گیری نوری می باشد.

در حالی که دستگاه های MV معمولا در تولید با CNC استفاده نمی شوند، آنها به طور مداوم در کاربرد خود رشد می کنند. مانند دستگاه های CNC، آنها باید پیکربندی و برنامه ریزی شوند، و از لحاظ تاریخی توسط مهندسان نرم افزار برنامه ریزی شوند. با این وجود، با افزایش سهولت نصب و برنامه ریزی، به نظر می رسد که فناوری های MV به طور فزاینده ای توسط کارکنان بدون لیسانس اداره می شود.

فناوری های تولیدی افزاینده

رویکرد معمول در زمینه تولید، کم هزینه بوده است – برای حذف مواد برای تولید محصول نهایی، برای مثال، برای برش یا دریل مواد، تنها مواد مورد نظر را حذف می کنند. با این حال، یک کلاس جدیدتر از ابزارها، برای ایجاد محصول سه بعدی یا اجزا مورد نظر آن لایه هایی اضافه می کنند. که “تولید افزودنی” خوانده می شوند، این فناوری شامل چاپ سه بعدی و لیزری است. اجزای مورد نظر می تواند از موادی باشد که می تواند به عنوان مایع (به عنوان مثال، پلاستیک یا رزین) اسپری شود یا از پودر ذوب شده (از جمله فلزات و سرامیک) تشکیل شده باشد. اجزاء معمولا به طور مستقیم از یک تصویر 3D CAD تولید می شوند.

این دستگاه های نسبتا جدید در ابتدا برای تولید نمونه های سریع محصولات یا اجزا مورد استفاده قرار گرفتند و پس از آن یکبار تصفیه و یا تکمیل شدند، محصولات در حجم بالا به وسیله روش های سنتی تولید شدند. با این حال، امروزه سازمان ها به طور فزاینده ای با استفاده از فناوری های افزودنی برای تولید سریع نهایی کوتاه مدت استفاده می کنند.

همانند بسیاری از فناوری های دیگر که در این گزارش توضیح داده شده است، قیمت و مقیاس ابزار به سرعت در حال کاهش است. به ویژه چاپ سه بعدی، مانند چاپ پلاستیک که به بازار خانه و سرگرمی وارد شده است. مانند  دستگاه های CNC، چاپ 3D و دیگر ابزار تولید افزودنی نیز به عنوان یک سرویس کنترل راه دور در دسترس هستند. قابل تصور است که بهره برداری و نگهداری چنین دستگاه هایی در آینده بسیار مشکل تر از کارکردن با یک چاپگر 2D، که بیشتر کارکنان اداری هر روز انجام می دهند، نخواهد بود.

49% مدیران تولیدی موفق بودند که “تولید به زودی یک صنعت خواهد شد که در آن “داده های بزرگ” برای ایجاد مزیت رقابتی استفاده می شود.”

• 2012 نظر سنجی نیروی کار انسانی تولیدی

کیفیت داده محور، محصولات مبتنی بر داده ها، و تولید “داده های بزرگ”

علاوه بر فناوری های تولید جدید، سه نوع پیشرفت های تولید مربوط به داده ها وجود دارد که وعده ایجاد یک محیط جدید و متفاوت برای تولید استعدادها را می دهد. هرکدام تکنسین ها مهارت های اطلاعاتی و فناوری بیشتری نیاز خواهند داشت.

رویکردهای کیفیت داده محور – تعدادی از رویکردهای تولید با هدف بهبود کیفیت و فرایند شامل استفاده قابل توجه از داده ها است. شش سیگما، تولید ناب، و دیگر ابزارهای تجزیه و تحلیل فرایند نیاز به درک آمار و گزارش کمی دارد. کارگران تولیدی که به طور کامل در تصمیم گیری در مورد فعالیت های بهبود فرآیند شرکت می کنند باید آموزش دیده و تجربه در تجزیه و تحلیل کمی داشته باشند.

محصولات مبتنی بر داده ها – تعدادی از مدیران تولیدی که با آنها مصاحبه کردیم، نشان دادند که آنها به طور فزاینده ای محصولات را با یک فناوری اطلاعات و جزء داده ها تولید می کنند. برای مثال، وسایل نقلیه جنرال موتورز ، اکنون بیش از 10 میلیون خط کد نرم افزاری در آنها تعبیه شده است. جنتکس، تولید کننده آینه ها و اپتیک ها، قطعات الکترونیک و نرم افزار را در آینه جاسازی می کند. در حالی که مهندسان نرم افزار معمولا نرم افزار را انتخاب می کنند و سخت افزار را برای این محصولات مبتنی بر داده ها انتخاب می کنند، کارگران خطوط تولید باید با مفاهیم فناوری اطلاعات آشنا باشند و باید بتوانند محصول و قابلیت های IT را بر روی خط نصب و آزمایش کنند.

داده های بزرگ در تولید- دنیای کسب و کار مملو صحبت از “داده های بزرگ” ، یا اطلاعاتی که بیش از حد بزرگ است، و همچنین کمبود ساختار، و یا منابع بسیار متنوعی که در پایگاه داده های متداول مدیریت می شود. کاربران داده های بزرگ از صنایع مختلف می آیند، اما شرکت های تولیدی در این روند شرکت می کنند. بعضی از شرکت های مختلف تولیدی مانند جنرال الکتریک، اطلاعات زیادی از سنسورها در محصولات تولید شده (از جمله موارد GE، لوکوموتیو، موتورهای جت، توربین های گاز و دستگاه های تصویربرداری پزشکی) را به عنوان کلید راهبردهای موثر و کارآمد نشان می دهد. در همان حالت، تولید کنندگان خودرو مانند جنرال موتورز (و اشخاص ثالث مانند گوگل) بر اساس تجزیه و تحلیل داده های بزرگ از سنسورها و فناوری های ماشین های چشمی را تولید می کنند.

دستکاری و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ به طور کلی توسط “دانشمندان داده” با تحصیلات عالی انجام می شود. با این حال، احتمالا تولیدکنندگان و تکنسین ها باید با انواع و کاربرد داده هایی که توسط محصولات تولید شده اند، و با نصب و راه اندازی دستگاه های سنسور ایجاد می شوند، آگاه باشند. داده های بزرگ نیز به طور فزاینده ای در فرایندهای خدمات برای محصولات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند، بنابراین تکنسین های سرویس و تعمیر باید به طور خاص با داده ها و روش های تحلیل آن آشنا باشند.

خلاصه

واضح است که فناوری های تولید مقدار زیادی از فناوری اطلاعات را بکار می گیرد و اطلاعات بیشتری را تولید می کنند. همانند فناوری اطلاعات، دستگاه های تولید کنترل شده توسط کامپیوتر نیز در حال کاهش قیمت هستند و برای استفاده شخصی امکان پذیرتر است.

تعدادی از مفاهیم برای فناوری در زیر آمده است:

• نیازهای فزاینده ای برای تکنسین هایی که مورد آموزش ابزارهای مربوط به فناوری اطلاعات قرار می گیرند وجود دارد و می توانند آنها را در یک زمینه تولیدی اعمال کنند؛
• کار فنی احتمالا حرفه ای تر و پاداش بهتری خواهد شد و کارگران فنی به عنوان “کارگران دانش آموخته” دیده می شوند؛
• کار فنی احتمالا با کار خط تولید ادغام می شود، که نشان دهنده افزایش کارگران تولیدی با مهارت فنی بیشتری است؛
• از آنجا که تعدادی از دستگاه های MT شبکه شده به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابند، نیاز به تکنیک های اختصاصی برای نصب، کار و نگهداری شبکه ها و دستگاه ها وجود دارد.

البته بعضی از این مشاغل نیاز به مهندسین و دانشمندان بسیار تحصیل کرده دارند، اما تعداد قابل توجهی از تکنسین های بدون مدرک دانشگاهی، اما با آموزش های تخصصی می توانند کار کنند. مطمئنا یک زیرساخت آموزش و تربیت برای ارائه محتوای آموزشی ضروری است.