Программирование ЧПУ-станков: Востребованные продвинутые навыки для современного производства

Какие навыки нужны программистам ЧПУ сегодня и в будущем? Мы исследуем.

Сказать, что производственная среда меняется — значит недооценивать. Прогресс в автоматизации станков и заводов, 3D-печати, оснастке, станко-метрологии и аналитике помогает повышать производственный выход. Они также сильно опираются на инженерный и машиностроительный программистский талант, чтобы воспользоваться этой технологической эволюцией.

В 2018 году настроения в производстве сильны, что отражается в вакансиях, повышениях зарплат и удовлетворенности работой. Недавно опубликованный отчет о компенсациях от Tooling U-SME находит позитив в отрасли: 68% почасовых и 73% наемных рабочих видели повышение зарплат за последний год. Аналогично, 68% довольны или очень довольны текущей работой.

«327 000 новых [производственных] рабочих мест за последний год — лучший 12-месячный период за 23 года», — отметила Андреа Рикиер из MarketWatch в августе.

Одна из областей с высоким спросом — программист ЧПУ. Программирование ЧПУ на передовых 5-осевых станках сочетает трехмерное мышление с высокообъемным производством деталей в масштабе. Одна часть — операционная, другая — творческий решатель проблем, программист ЧПУ критичен для современного производства — и будет в обозримом будущем. Bureau of Labor Statistics ожидает рост спроса на эту роль на 16% до 2026 года.

Как помочь найти нужные навыки сегодня? Прочитайте «Этот MFG Day: Сократите разрыв навыков, нанимайте учеников».

Связь между машиностроительным программированием и автоматизацией

Хорошая новость: производство идет хорошо, но сильная активность не обязательно помогает компаниям найти весь талант, нужный для заполнения высококвалифицированных позиций наладчиков и программистов. Академические и отраслевые эксперты, с которыми мы говорили на IMTS 2018 и позже, все указывают на ускоренный объем автоматизации как будущее производства и возможное решение для преодоления потребностей в квалифицированных талантах.

Но это потребует людей, понимающих, как строить и управлять системами автоматизации. Машиностроительное программирование критично. Нужно понимать разнообразие консервированных циклов и быстрых кодов — и как проектировать для автоматизированных траекторий инструмента.

«Люди, которые хорошо делают автоматизацию — это люди, понимающие процессы», — говорит Джо Ванстром, лектор программы промышленного производства Айова ستيт Университи.

По мере того как автоматизация становится все более существенной для производственного выпуска — а программирование становится немного более «консервированным» внутри контроллерного и симуляционного ПО — какие навыки понадобятся будущим программистам ЧПУ?

«В будущем ПО будет делать всё больше и больше тяжелой работы», — говорит Кевин Финан, инструктор по обработке в Atlantic Technical College в Коконат-Крик, Флорида. «Но работы и навыки изменятся и потребуют более высоких уровней навыков, чем некоторые привыкли... Работы просто нажимать "зеленую кнопку" — в прошлом».

Что нужно, чтобы быть программистом ЧПУ сегодня?

Педагоги, с которыми мы говорили, верят, что нужен микс STEM и STEAM: нужны наука, технологии, инженерия и математика — но также нужен талант к творческому мышлению, значит, некоторое воздействие искусства. Все верят в ценность обучения изготовлению деталей на ручных станках.

«Хорошая база в математике действительно важна для программиста станков», — говорит Финан. «Вам не нужно исчисление, чтобы быть хорошим программистом, но нужно быть креативным».

Программа Atlantic Technical College, с учениками старшей школы и взрослыми, длится всего 14 месяцев. Студенты получают сертификат довольно быстро и готовы к ученичеству и работам, где могут быстро растить заработок, как только докажут навыки. В курсах они учатся использовать 3D CAD/CAM ПО, включая Mastercam и Solidworks.

Финан признает, что не думает, что студентам обязательно нужно четыре года технического обучения сегодня, но им нужна база в том, как детали делаются, включая обучение на ручных станках перед программированием. Изначально из Ирландии, Финан специализировался на обработке в школе и прошел длительное ученичество в Германии. У него 25+ лет опыта в обработке и инструментостроении.

«В современном производстве у вас много людей, пытающихся надеть много шляп прямо сейчас», — говорит Ванстром. «У вас люди автоматизации пытаются генерировать программы, и операторы на полу пытаются делать улучшения процессов».

Вы можете научиться пользоваться ПО безусловно, говорит Ванстром, но это не значит, что вы знаете, как сделать хорошую деталь. Для Ванстрома также нужен бизнес-мышление — и понимание того, как сотрудничать с другими ролями.

Одна из других ключевых ролей, с которыми программисты станков будут работать — процесс-инженер. Процесс-инженеры фокусируются на системных улучшениях и эффективности.

«Программисты станков должны спрашивать себя: "Это лучший способ обработать эту деталь?"», — говорит Ванстром. «Вам нужно взаимодействовать с процесс-инженерами, чтобы определить лучший и наиболее прибыльный способ. Маржи могут быть экстремально узкими».

Какие еще навыки нужны? Понимание технических чертежей, во-первых, так как вы будете программировать на основе дизайна инженера. Но вам понадобится способность делать больше, чем просто программирование, потому что как только детали хорошо бегут на станках, будут другие задачи: коммуникация и сотрудничество с другими членами команды.

«Вы должны уметь работать с людьми и взаимодействовать профессионально с другими», — говорит Финан. «Программисты, которые только программируют сегодня? Думаю, те дни прошли».

Программисты станков приходят из разных дисциплин сегодня

«Многие компании сейчас нанимают механических инженеров и обучают их ЧПУ-программированию», — говорит Финан. «Это определенно работает, но есть элементы, которые могут отсутствовать».

Отсутствующий элемент? Понимание практического изготовления деталей на ручном уровне.

В время высокого спроса на программистов ЧПУ, сопряженном с выходом на пенсию самых опытных наладчиков, получение технических станочных навыков быстро — немного отраслевая необходимость, независимо от того, шли они через обучение на ручных станках или нет.

Карьерный рост с развитием навыков может прийти очень быстро. Хосе Аная, декан сообщества и студенческого продвижения в El Camino College в Лос-Анджелесе, сообщает, что некоторые студенты, вступающие в программы ученичества в его регионе, не обязательно заканчивают полные четырехлетние степени, потому что им предлагают хорошо оплачиваемые работы в авиакосмической отрасли. Они все еще могут получать сертификаты во время работы — но высокий спрос часто ведет к немедленному трудоустройству.

«Набор навыков, требуемых от будущих программистов, сделает вас ужасно хорошим во многих других вещах», — говорит Финан.

Как вы думаете, каково будущее ЧПУ-программирования? Поделитесь с коллегами.