Jalur Berbeda yang Dilakukan 2 Wanita untuk Memimpin Upaya Otomatisasi

Mengotomatiskan pembuatan dan perakitan komponen kedirgantaraan dan pertahanan bukanlah tugas yang mudah. Suku cadang seringkali rumit, dengan campuran komponen yang tinggi/rendah yang berkisar dari yang kuat hingga berukuran mikro, dan rentang yang beragam ini tidak serta merta cocok untuk otomatisasi.

Segudang keterampilan diperlukan untuk mengotomatisasi tugas-tugas ini—dan untuk memimpin tim yang mewujudkannya. Mereka bisa dari berbagai teknik keras:pengkodean, robotika, kecerdasan buatan/pembelajaran mesin, metrologi. Seringkali, mereka membutuhkan keterampilan "lunak" tertentu, seperti membangun tim dan kepemimpinan, dan sifat kepribadian, seperti keuletan, rasa ingin tahu, dan pemikiran kreatif.

Dua eksekutif teknik terkemuka, Nicole Williams di The Boeing Co. dan Marie-Christine Caron di GE Aviation, mengawasi upaya otomatisasi di perusahaan masing-masing—dan memiliki keterampilan ini dalam jumlah besar.

Para wanita, yang oleh majalah Smart Manufacturing tahun ini disebut sebagai dua dari “20 wanita yang membuat jejak mereka dalam robotika &otomatisasi,” baru-baru ini berbicara di webinar terkait (https://bit.ly/Robotics2paths)—merinci bagaimana mereka memulai , peran yang mereka mainkan, masalah dan tantangan yang mereka hadapi, serta masa depan para insinyur wanita generasi berikutnya.

Rute yang berbeda menuju sukses

Wanita-wanita ini naik ke posisi perusahaan mereka melalui kehidupan, akademik, dan pilihan karir yang berbeda.

Bagi Williams, kehidupan matematika dan sains tampaknya merupakan kesimpulan yang sudah pasti. Kehidupan rumahnya seperti taman bermain teknik:Ayah dan pamannya adalah insinyur listrik, dan bibinya adalah seorang insinyur mesin. Di sekitar rumah ada barang elektronik yang menunggu untuk dibongkar untuk melihat cara kerjanya. Permukaan datar adalah rumah bagi majalah coding yang memungkinkan Williams melatih keterampilan coding pemula, dan prototipe ornamen dan kartu musik yang dibawa pulang ayahnya dari pekerjaannya sebagai insinyur pengembangan di Hallmark. (Favorit masa kecil adalah ornamen yang menampilkan adegan liburan tertutup salju 3D dengan kereta api kecil yang melaju melalui terowongan.)

“Sejak saya masih sangat muda, saya tertarik untuk membongkar hal-hal, komputer, pemrograman, dan pemecahan masalah,” kata Williams. “Saya selalu menyukai matematika. Ini konsisten dan dapat diandalkan. Itu tidak sewenang-wenang atau aneh atau berubah.”

Bibi insinyur mesinnya mengajarinya bahwa insinyur mesin dapat mengerjakan apa saja, mulai dari merancang produk komersial, implan medis, hingga robotika dan fasilitas nuklir.

“Saya sangat menyukai berbagai proyek yang dapat saya dukung. Saya senang mempelajari hal-hal baru, menggunakan keterampilan saya untuk memecahkan berbagai jenis masalah, baik di dalam maupun di luar pekerjaan,” katanya.

Ketertarikannya pada robotika dimulai di University of Missouri–Rolla (sekarang Missouri S&T) di mana dia bekerja dengan robot konfigurasi SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) untuk menyortir balok kayu persegi panjang dari balok melingkar dan memilih serta menempatkannya sesuai kebutuhan.

Proyek akademik ini membantu mengasah keterampilan pemrogramannya—keterampilan yang katanya membantunya dipekerjakan di The Boeing Co. pada tahun 1999.

Awalnya, Williams mendukung robot pengembangan yang digunakan untuk menangani berbagai bagian. Robot bergaya gantry menampilkan efektor ujung besar yang menahan gulungan serat karbon, bahan epoksi. Mesin tersebut menggunakan pemrograman B+, dan banyak dari tugas awalnya melibatkan pembuatan gambar untuk unit ini.

Saat mengerjakan tugas ini, dia menyerap keterampilan lain.

“Saya belajar tentang proses aplikasi paten dan betapa sulitnya itu dan berapa lama prosesnya,” katanya. “Saya segera terlibat dalam pemrograman dengan produk [perangkat lunak simulasi robot] yang disebut IGRIP, membuat alat pemrograman robot dan alat simulasi untuk program robot.”

Dia menjadi mahir menggunakan penemuan Boeing yang disebut RAC, atau kontrol diri perakitan robot, yang mengandalkan otonomi berbasis tujuan yang seiring waktu akan memungkinkan perusahaan untuk meningkatkan efektivitas peralatan secara keseluruhan (OEE), kualitas pertama kali, dan kegunaan. untuk perawatan dan mekanik.

“Untuk membuat otomatisasi sefleksibel mungkin di lingkungan kedirgantaraan, kami sangat bergantung pada kontrol berbasis tujuan ini,” katanya. “Daripada menulis skrip tindakan eksplisit untuk diselesaikan atau dijalankan robot seperti dalam pemrograman robot tradisional, kami memberikan serangkaian tujuan dan aturan tentang cara menyelesaikan tujuan ini.”

Dalam satu proyek, sel kerja menampilkan pelokalan menggunakan visi mesin, kontrol pengawasan berbasis sasaran RAC, dan akurasi robot melalui kalibrasi kinematik.

“Kami memiliki kalibrasi kinematik khusus yang kami gunakan untuk robot kami. Dan kemudian penggunaan OOP sepenuhnya tanpa sentuhan apa pun, ”katanya, mengacu pada pemrograman berorientasi objek. “Itu sesuatu yang menurut saya cukup langka, untuk dapat mengambil program langsung dari komputer pemrogram NC dan menjalankannya di toko tanpa harus melakukan banyak pengeringan atau penyesuaian.”

Menjadi peran Williams untuk merakit semua model menjadi IGRIP, yang diprogram menggunakan bahasa simulasi grafis dan interpreter baris perintah. ”Setiap program individu dan sistem robot harus disimulasikan untuk mengidentifikasi potensi masalah sebelum produksi,” katanya.

Salah satu masalah yang muncul adalah mengebor lubang ke tiang C-17.

“Pada saat itu, saya adalah satu-satunya yang memiliki perangkat lunak dan kemampuan untuk menyatukan semua bagian ke dalam sel kerja, termasuk perkakas, bagian, robot, dan efektor akhir. Kami mengidentifikasi bagian dari perkakas yang menghalangi area yang dibutuhkan robot untuk mengakses untuk mengebor [tiang]. Pada akhirnya, kami harus memotong bagian dari perkakas untuk memungkinkan akses ke efektor akhir robot.”

Proyek ini memberinya pelajaran penting, dan itu adalah untuk menyatukan semua pemangku kepentingan di awal proses dan untuk mensimulasikan berbagai kondisi dan skenario sebelum konstruksi. Faktanya, banyak simulasi yang dibuat Williams telah digunakan dalam pertemuan dengan pemasok peralatan mesin, membantu semua pemangku kepentingan memvisualisasikan masalah.

“Hal ini sering mempengaruhi desain dan modifikasi mesin,” katanya. “Segera, saya mulai bepergian untuk melatih pemrogram NC tentang cara menggunakan alat yang telah kami kembangkan, dan cara menggunakan simulasi di lingkungan pesawat produksi.”

Gagasan menggunakan otomatisasi dan robotika sebagai alat yang meningkatkan fleksibilitas tenaga kerja dan kemudahan penggunaan pekerja adalah konsep yang akan mengikuti Williams sepanjang kariernya. Ini adalah pola pikir yang juga diyakini Caron, dan yang dia terapkan saat dia membangun karirnya.

Akademisi dan atletik

Seperti Williams, Caron menemukan sains dan matematika sebagai kekuatan pendorong. Tapi kehebatannya di lapangan tenis benar-benar membantunya ketika tiba saatnya untuk belajar untuk berkarir di bidang teknik.

“Saya menjangkau banyak universitas di AS yang memiliki program tenis, dan memberi tahu mereka, 'Hei, saya tinggal di Quebec. Saya bermain tenis, dan saya ingin belajar teknik,'” katanya.

Sebelum mendapatkan beasiswa tenis ke University of Massachusetts di Amherst, dia mengirim surat ke 50 sekolah di seluruh AS

Dengan beasiswa di tangan, ia terjun ke kehidupan baru, di negara baru, dengan budaya baru, dan belajar menyeimbangkan akademik dan atletik.

Tantangan-tantangan itu “membuat saya percaya pada diri sendiri dan memahami fakta bahwa, bahkan jika Anda tidak tahu apa yang diharapkan, Anda masih bisa bersenang-senang dan sukses,” kata Caron. “Itu menumbuhkan keterampilan ketahanan dan keterampilan adaptasi saya, dan membuka pikiran saya kepada orang lain dan benar-benar mengenal dan benar-benar memahami bagaimana saya bisa sukses dan bagaimana saya cocok dalam sebuah tim.”

Setelah lulus, Caron pindah kembali ke Kanada dan bekerja di IBM, mengerjakan mikroelektronika. “Ketika Anda berbicara mikroelektronika, Anda berbicara tentang otomatisasi karena semuanya sangat kecil dan [perakitan] sangat cepat sehingga semuanya otomatis. Itu adalah pengenalan pertama saya tentang otomatisasi sejati dan benar-benar membuat saya menyukai hubungan antara teknologi, logistik, dan kualitas—untuk membuat produk terbaik dengan cara yang paling efisien.”

Caron menaiki tangga IBM, dan akhirnya dipromosikan untuk mengelola tim teknik. “Saya berubah dari orang teknis menjadi pemimpin, tetapi saya selalu sangat terkait dengan teknologi, berusaha membuat tim menjadi sangat sukses.”

Setelah 13 tahun, ia bergabung dengan fasilitas GE Aviation di Bromont, Quebec. Lompatan karier ini akan membawanya dari "tim mikroelektronika mini yang super presisi menjadi super tangguh, tetapi, pada saat yang sama, dunia penerbangan yang sangat kompleks".

Lokasi Bromont membuat komponen mesin untuk pesawat Boeing dan Airbus, dan merupakan rumah bagi Global Robotics, Automation and Instrumentation R&D Center yang mengembangkan proses robotik dan aplikasi perangkat lunak.

Tidak lama setelah dia bergabung dengan GE, ada pembukaan di Global Research Center, yang dikenal sebagai GRC, dan dia “memanfaatkan kesempatan itu”.

Menghadapi tantangan

Pekerjaan di GRC memungkinkannya untuk mengeksplorasi lebih jauh apa yang dapat dilakukan dengan otomatisasi dan robotika dari perspektif teknik.

Penugasan sembilan bulan di Republik Ceko membantunya mengasah keterampilan tambahan. Di sana, Caron bukan hanya ahli otomatisasi atau robot, dia adalah manajer proyek.

“Saya beruntung menjadi bagian dari program pengembangan mesin di Praha,” katanya. “Saya belajar untuk benar-benar berpikiran terbuka tentang budaya dan memahami proses manufaktur mereka. Saya memiliki banyak jawaban [saya sendiri], tetapi itu tidak selalu sesuai dengan cara mereka melihat sesuatu. Saya belajar bahwa saya perlu memahami batasan, memahami lingkungan, dan mengusulkan evolusi yang tepat untuk setiap situs.”

Meskipun otomatisasi dapat memberikan keuntungan yang produktif, Caron mengetahui bahwa calon pengguna mungkin tidak selalu menerima bantuan dengan mudah.

Pola pikir beberapa orang adalah bahwa jika mereka membutuhkan lebih banyak kapasitas, mereka hanya akan menembak tubuh ekstra untuk itu. Inti dari perhatian ini adalah pekerjaan.

“Orang-orang seperti, 'itu akan mengambil pekerjaan kita.' Tidak, itu tidak akan terjadi; itu akan mengamankan pekerjaan Anda. Karena Anda akan melakukan lebih banyak bagian, lebih akurat dan kami akan tetap menggunakan otak Anda” untuk pekerjaan lain, katanya.

Salah satu tugasnya yang lebih menantang melihat proyek manual yang meminta segel untuk dimasukkan ke dalam rakitan kecil.

Dalam potongan dua inci kali dua inci (50,8x50,8-mm), misalnya, pekerja perakitan mungkin harus memasukkan 40 segel dengan pinset. “Itu adalah pekerjaan yang sangat membosankan bagi operator untuk dilakukan dan mengambil mereka selamanya. Jadi bagaimana Anda mengotomatisasi ini?”

Bagi manusia, ini adalah tugas yang mudah, meskipun melelahkan,:Cukup ambil dan letakkan segel.

Manusia dapat menentukan apakah segel terpasang dengan benar, atau setidaknya dalam spesifikasi, dan bahkan jika segel ada.

Tetapi ada “banyak hal yang dilakukan otak Anda yang cukup sulit untuk dimasukkan ke dalam suatu sistem”, kata Caron.

Untuk mengotomatiskan proses perakitan ini, visi mesin dipasang dan AI/pembelajaran mesin diintegrasikan ke dalam sel kerja.

“Robot otomasi bukan hanya robot, tetapi semua yang ada di sekitarnya,” katanya. “Bagaimana Anda melihatnya [penyisipan segel], bagaimana Anda melokalkannya, bagaimana Anda tahu di mana Anda berada dalam ruang 3D, dan bagaimana Anda melakukan tugas dengan andal setiap saat?”

Untuk membantu mencapai hal ini, lima kamera berbeda dipasang di dalam sel kerja, masing-masing memiliki aplikasi khusus.

Dengan menganalisis gambar, AI dapat menentukan segel yang baik dan yang buruk. “Jika Anda mengatakan 'baik' atau 'tidak bagus' tanpa AI, sistem akan mengatakan, 'Ini berbeda, jadi tidak bagus.' Tapi AI memberi Anda kapasitas ekstra untuk mengatakan, 'Saya tidak membutuhkannya. menjadi hitam dan putih; itu bisa menjadi abu-abu,” kata Caron.

Pencitraan dan AI di Boeing

Dari masa kuliah Williams di mana ia menggunakan teknologi pencitraan untuk menyortir balok kayu, hingga penelitian pascasarjananya yang menggunakan data gambar untuk melatih serangkaian jaringan saraf, ia telah banyak menggunakan teknik pencitraan dan AI untuk memecahkan tantangan otomatisasi.

Satu proyek, yang akan memberi Williams dan timnya penghargaan Boeing Silver Phantom, menganalisis pola bor pada komponen kedirgantaraan untuk pesawat komersial.

Skema kontrol menggunakan konsep RAC Boeing dan memasukkan pemindaian bagian, serta data mengenai fitur perkakas dan suku cadang, untuk menentukan posisi pengeboran akhir yang akurat.

“Dalam pembuatan pesawat, jarak tepi merupakan datum penting,” katanya. “Jika Anda mengebor lubang terlalu dekat dengan tepi rusuk atau tiang, Anda berisiko mengalami kegagalan prematur pada bagian tersebut.”

Meskipun berbagai proyek Williams beragam, dia mengatakan bahwa salah satu proyek paling efektif yang dia kerjakan juga salah satu yang paling sederhana:alat pelacak pekerja.

Sebelumnya, untuk memastikan alat diperhitungkan di penghujung hari, teknisi akan mengambil sepotong busa dan menggambar bentuk alat di atas bahan. Mereka kemudian akan mengambil Dremel dan mengukir bentuk alat tersebut dengan tangan.

Solusi otomatis menggunakan kereta bergerak di mana para pekerja meletakkan alat mereka dan sistem visi mesin akan menangkap gambar kotak alat, menerjemahkannya ke dalam gambar biner, kemudian menerjemahkannya dalam file Excel dan akhirnya file tersebut akan dikirim ke pemotong laser untuk memotong busa.

“Kami harus mencari tahu banyak tantangan sistem visi. Beberapa alat sangat mengkilap. Beberapa pekerja telah melakukan 'penyesuaian khusus' pada alat mereka, seperti menambahkan pita perekat, ”katanya. “Itulah mengapa kami tidak dapat menggunakan sistem yang siap pakai.

“Itu adalah proyek yang cukup sederhana, yang berjalan bersama dengan sangat cepat, tetapi ini menyelamatkan operator kami yang dapat beralih dari mungkin menyelesaikan delapan atau 10 laci [alat] sehari menjadi dapat menyelesaikan beberapa kotak peralatan lengkap dalam sehari,” Williams dikatakan. “Ini adalah peningkatan throughput yang sangat dramatis bagi tim.”

Pemimpin tim besok

Dalam jangka panjang, tujuannya adalah untuk membuat suku cadang yang lebih baik dan lebih hemat biaya. Dan bakat yang dibawa Williams dan Caron ke posisi mereka mewujudkannya di fasilitas GE dan Boeing di seluruh dunia.

Dan, meskipun perempuan masih merupakan anomali di bidang teknik manufaktur, kedua perempuan ini telah membuktikan bahwa tidak ada pekerjaan yang “hanya untuk laki-laki”.

Williams dan Caron telah bekerja dengan dan untuk dan telah memimpin rekan-rekan pria—dan mereka telah mencapai puncak profesi mereka.

Masing-masing melakukannya melalui kerja keras, dan kemauan untuk belajar dan mencoba hal baru.

Untuk generasi insinyur wanita dan eksekutif perusahaan manufaktur berikutnya, pasangan ini mendesak mereka yang mempertimbangkan profesi ini untuk mengikuti hal-hal yang menarik dan menginspirasi mereka.

“Pikirkan tentang apa yang menghubungkan Anda, apa yang mendorong Anda, apakah itu teknologi tertentu, keahlian tertentu, atau kelompok orang tertentu yang Anda kenal,” kata Williams. “Dan kemudian lanjutkan pendidikanmu. Ambil satu kelas, ambil beberapa kelas. Cukup celupkan kaki Anda ke dalam air dan lihat apa yang menarik minat Anda, dan apa yang benar-benar mendorong Anda.”

Caron setuju:“Pergilah dengan hatimu. Jika Anda suka matematika, jangan khawatir. Profesi itu berkembang dan ada begitu banyak cabang yang bisa Anda ambil. Jangan takut untuk mencobanya. Percaya diri, jadilah diri sendiri, dan lakukan apa yang Anda sukai.

“Anda tumbuh dari setiap langkah pengalaman kerja dan pengalaman hidup Anda,” tambah Caron. “Manfaatkan semuanya, dan ambil nugget kecil dan gabungkan mereka menjadi apa yang Anda inginkan dan bagaimana Anda ingin menjadi. Dan sungguh, bagi saya, perjalanan otomatisasi ini benar-benar contohnya.”