Los caminos divergentes que 2 mujeres tomaron para liderar los esfuerzos de automatización

Automatizar la fabricación y el montaje de componentes aeroespaciales y de defensa no es una tarea sencilla. Las piezas suelen ser complejas, con una mezcla alta/baja de componentes que van desde robustos a micro en tamaño, y esta gama diversa no necesariamente se presta a la automatización.

Se necesitan innumerables conjuntos de habilidades para automatizar estas tareas y liderar los equipos que las llevan a cabo. Pueden ser de la variedad de ingeniería dura:codificación, robótica, inteligencia artificial/aprendizaje automático, metrología. A menudo, requieren ciertas habilidades "blandas", como la formación de equipos y el liderazgo, y rasgos de personalidad, como la tenacidad, la curiosidad y el pensamiento creativo.

Dos ejecutivas de ingeniería líderes, Nicole Williams en The Boeing Co. y Marie-Christine Caron en GE Aviation, supervisan los esfuerzos de automatización en sus respectivas empresas y poseen estas habilidades en abundancia.

Las mujeres, a quienes la revista Smart Manufacturing este año nombró como dos de las "20 mujeres que dejan su huella en la robótica y la automatización", hablaron recientemente en un seminario web relacionado (https://bit.ly/Robotics2paths) y detallaron cómo comenzaron. , los roles que desempeñan, los problemas y desafíos que enfrentan y lo que depara el futuro para la próxima generación de mujeres ingenieras.

Diferentes caminos hacia el éxito

Estas mujeres ascendieron a sus puestos corporativos a través de diferentes opciones de vida, académicas y profesionales.

Para Williams, una vida de matemáticas y ciencias parecía una conclusión inevitable. Su vida hogareña era como un patio de juegos de ingeniería:su padre y su tío eran ingenieros eléctricos y su tía era ingeniera mecánica. Alrededor de la casa había productos electrónicos esperando ser desarmados para ver cómo funcionaban. Las superficies planas fueron el hogar de las revistas de codificación que permitieron a Williams practicar sus habilidades de codificación en ciernes, y los prototipos de adornos y tarjetas musicales que su padre trajo a casa de su trabajo como ingeniero de desarrollo en Hallmark. (Un favorito de la infancia era un adorno que mostraba una escena navideña cubierta de nieve en 3D con un pequeño tren traqueteando a través de un túnel).

“Desde que era muy joven, me ha interesado el desarmar cosas, las computadoras, la programación y la resolución de problemas”, dijo Williams. “Siempre me han gustado las matemáticas. Es consistente y confiable. No es arbitrario ni caprichoso ni cambiante”.

Su tía, ingeniera mecánica, le enseñó que los ingenieros mecánicos pueden trabajar en cualquier cosa, desde diseñar productos comerciales hasta implantes médicos, robótica e instalaciones nucleares.

“Me gustó mucho la variedad de proyectos que podía apoyar. Me encantaba aprender cosas nuevas, usar mis habilidades para resolver diferentes tipos de problemas, tanto dentro como fuera del trabajo”, dijo.

Su interés en la robótica comenzó en la Universidad de Missouri–Rolla (ahora Missouri S&T), donde trabajó con un robot de configuración SCARA (brazo robótico articulado de cumplimiento selectivo) para separar bloques de madera rectangulares de bloques circulares y seleccionarlos y colocarlos según fuera necesario.

Este proyecto académico ayudó a perfeccionar sus habilidades de programación, habilidades que, según ella, la ayudaron a ser contratada en The Boeing Co. en 1999.

Inicialmente, Williams apoyó un robot de desarrollo que se empleó para manejar una variedad de partes. El robot estilo pórtico presentaba un gran efector final que contenía carretes de fibra de carbono, material epoxi. La máquina usaba programación B+, y muchas de sus primeras asignaciones involucraron la creación de dibujos para esta unidad.

Mientras trabajaba en estas tareas, absorbió otras habilidades.

“Aprendí sobre el proceso de solicitud de patentes y lo difícil que puede ser y cuánto tiempo puede llevar el proceso”, dijo. "Pronto me involucré en la programación con un producto [software de simulación robótica] llamado IGRIP, creando herramientas de programación de robots y herramientas de simulación para programas de robots".

Se volvió experta en el uso de un invento de Boeing llamado RAC, o autocontrol de ensamblaje de robots, que se basaba en una autonomía basada en objetivos que, con el tiempo, permitiría a la empresa mejorar la efectividad general del equipo (OEE), la calidad inicial y la facilidad de uso. tanto para mantenimiento como para mecánica.

“Para que la automatización sea lo más flexible posible en un entorno aeroespacial, confiamos en gran medida en este control basado en objetivos”, dijo. "En lugar de escribir un guión explícito de acciones para que el robot complete o ejecute como en la programación tradicional de robots, le damos un conjunto de objetivos y reglas sobre cómo completar estos objetivos".

En un proyecto, una celda de trabajo presentaba localización mediante visión artificial, los controles de supervisión basados ​​en objetivos de RAC y la precisión del robot a través de calibraciones cinemáticas.

“Tenemos una calibración cinemática específica que usamos para nuestros robots. Y luego un uso completo de OOP sin ningún retoque”, dijo, refiriéndose a la programación orientada a objetos. "Eso es algo que creo que es bastante raro, poder tomar un programa directamente de la computadora del programador de NC y ejecutarlo en el taller sin tener que hacer muchos ajustes o pruebas en seco".

El papel de Williams pasó a ser ensamblar todos los modelos en IGRIP, que se programa utilizando un lenguaje de simulación gráfica y un intérprete de línea de comandos. "Cada programa individual y sistema robótico tuvo que ser simulado para identificar posibles problemas antes de la producción", dijo.

Un problema que se presentó fue perforar agujeros en los pilones C-17.

“En ese momento, yo era el único con el software y la capacidad para unir todas las piezas en la celda de trabajo, incluidas las herramientas, la pieza, el robot y el efector final. Identificamos partes de las herramientas que estaban bloqueando áreas a las que el robot necesitaba acceder para perforar [los pilones]. Al final, tuvimos que cortar parte de las herramientas para permitir el acceso al efector final del robot”.

Este proyecto le enseñó una lección importante, y fue reunir a todas las partes interesadas antes en el proceso y simular múltiples condiciones y escenarios antes de la construcción. De hecho, muchas de las simulaciones que creó Williams se han utilizado en reuniones con proveedores de máquinas herramienta, lo que ayudó a todas las partes interesadas a visualizar sus preocupaciones.

“Esto a menudo afectaba el diseño y las modificaciones de la máquina”, dijo. "Pronto, comencé a viajar para capacitar a los programadores de NC sobre cómo usar las herramientas que habíamos desarrollado y cómo usar las simulaciones en un entorno de aeronaves de producción".

La idea de usar la automatización y la robótica como una herramienta que mejoró la flexibilidad de la fuerza laboral y la facilidad de uso de los trabajadores es un concepto que seguiría a Williams a lo largo de su carrera. Es una mentalidad en la que Caron también cree y que ha empleado a medida que construía su carrera.

Académicos y atléticos

Al igual que Williams, Caron descubrió que las ciencias y las matemáticas eran fuerzas impulsoras. Pero fue su destreza en la cancha de tenis lo que literalmente le sirvió cuando llegó el momento de estudiar una carrera en ingeniería.

“Me acerqué a muchas de las universidades en los EE. UU. que tenían un programa de tenis y les dije:‘Hola, vivo en Quebec. Juego al tenis y quiero estudiar ingeniería'”, dijo.

Antes de obtener su beca de tenis para la Universidad de Massachusetts en Amherst, envió cartas a 50 escuelas en los EE. UU.

Con una beca en mano, saltó a una nueva vida, en un nuevo país, con una nueva cultura, y aprendió a equilibrar lo académico y el atletismo.

Esos desafíos “me hicieron creer en mí mismo y comprender el hecho de que, incluso si no sabes qué esperar, aún puedes divertirte y tener éxito”, dijo Caron. "Aumentó mis habilidades de resiliencia y adaptación, y me abrió la mente a los demás y realmente pude conocer y comprender cómo puedo tener éxito y cómo encajo en un equipo".

Después de graduarse, Caron regresó a Canadá y tomó un trabajo en IBM, trabajando en microelectrónica. “Cuando hablas de microelectrónica, hablas de automatización porque todo es tan pequeño y [el montaje] tan rápido que todo está automatizado. Esa fue mi primera introducción a la verdadera automatización y realmente me hizo amar el vínculo entre la tecnología, la logística y la calidad para hacer el mejor producto de la manera más eficiente”.

Caron subió la escalera de IBM y, finalmente, fue ascendido a la gestión de equipos de ingeniería. “Pasé de ser un técnico a un líder, pero siempre estuve muy ligado a la tecnología, tratando de que el equipo fuera muy exitoso.”

Después de 13 años, se unió a las instalaciones de GE Aviation en Bromont, Quebec. Este salto profesional la llevaría de un "mini equipo de microelectrónica súper preciso a un mundo de la aviación súper robusto, pero, al mismo tiempo, muy complejo".

La ubicación de Bromont fabrica componentes de motor para aviones Boeing y Airbus, y alberga el Centro de I+D de Robótica, Automatización e Instrumentación Global de la empresa que desarrolla procesos robóticos avanzados y aplicaciones de software.

No mucho después de unirse a GE, hubo una vacante en el Global Research Center, conocido como GRC, y ella "aprovechó esa oportunidad".

Enfrentando desafíos

El trabajo en el GRC le permitió explorar más a fondo lo que se podía hacer con la automatización y la robótica desde una perspectiva de ingeniería.

Una asignación de nueve meses en la República Checa la ayudó a perfeccionar habilidades adicionales. Allí, Caron no era solo una experta en automatización o robótica, era una directora de proyectos.

“Tuve la suerte de ser parte del programa de desarrollo de motores en Praga”, dijo. “Aprendí a tener una mentalidad realmente abierta sobre la cultura y comprender sus procesos de fabricación. Tenía muchas [mis propias] respuestas, pero no encajaban necesariamente con la forma en que veían las cosas. Aprendí que necesitaba comprender las limitaciones, comprender el entorno y proponer la evolución correcta para cada sitio”.

Si bien la automatización puede traer ganancias productivas, Caron aprendió que los usuarios potenciales no siempre aceptan la ayuda tan fácilmente.

La mentalidad de algunos es que si necesitan más capacidad, simplemente le dispararán un cuerpo extra. El núcleo de esta preocupación son los empleos.

“La gente decía:‘va a quitarnos el trabajo’. No, no lo hará; asegurará su trabajo. Porque harás más partes, con más precisión y seguiremos usando tu cerebro” para otros trabajos, dijo.

Una de sus asignaciones más desafiantes se centró en un proyecto manual que requería que se insertaran sellos en pequeños ensamblajes.

En una pieza de dos pulgadas por dos pulgadas (50,8 × 50,8 mm), por ejemplo, el trabajador de ensamblaje podría tener que insertar 40 sellos con pinzas. “Era un trabajo muy tedioso para los operadores y les estaba tomando una eternidad. Entonces, ¿cómo automatizas esto?”

Para un ser humano, es una tarea fácil, aunque laboriosa:simplemente elija y coloque los sellos.

Los humanos pueden determinar si el sello está colocado correctamente, o al menos dentro de las especificaciones, e incluso si el sello está presente.

Pero hay "muchas cosas que hace tu cerebro que son bastante difíciles de poner en un sistema", dijo Caron.

Para automatizar este proceso de ensamblaje, se instaló visión artificial y se integró IA/aprendizaje automático en una celda de trabajo.

“La robótica de automatización no son solo robots, es todo lo que los rodea”, dijo. "¿Cómo lo ve [inserción del sello], cómo lo localiza, cómo sabe dónde se encuentra en el espacio 3D y cómo realiza una tarea de manera confiable cada vez?"

Para ayudar a lograr esto, se instalaron cinco cámaras diferentes dentro de la celda de trabajo, cada una de ellas con una aplicación específica.

Al analizar las imágenes, la IA puede determinar si un sello es bueno o malo. "Si tuvieras que decir 'bueno' o 'no bueno' sin la IA, el sistema diría:'Es diferente, así que no es bueno'. Pero la IA te brinda esa capacidad adicional para decir:'No la necesito ser blanco y negro; puede ser gris'”, dijo Caron.

Imágenes e IA en Boeing

Desde los días de Williams en la universidad, donde usó tecnología de imágenes para clasificar bloques de madera, hasta su investigación de posgrado que usó datos de imágenes para entrenar una serie de redes neuronales, ha utilizado ampliamente técnicas de imágenes e IA para resolver desafíos de automatización.

Un proyecto, que le otorgaría a Williams y su equipo un premio Boeing Silver Phantom, analizó patrones de perforación en componentes aeroespaciales para aviones comerciales.

El esquema de control utilizó el concepto RAC de Boeing e incorporó el escaneo de piezas, así como datos sobre herramientas y características de las piezas, para determinar las posiciones finales precisas de perforación.

“En la construcción de aeronaves, la distancia al borde es un dato importante”, dijo. “Si perfora un orificio demasiado cerca del borde de una nervadura o un larguero, corre el riesgo de que esa parte falle prematuramente”.

Si bien la gama de proyectos de Williams es diversa, dijo que uno de los proyectos más efectivos en los que trabajó fue también uno de los más simples:rastrear las herramientas de los trabajadores.

Anteriormente, para garantizar que las herramientas se tuvieran en cuenta al final del día, un técnico tomaba un trozo de espuma y dibujaba la forma de una herramienta en el material. Luego tomarían una Dremel y tallarían a mano la forma de la herramienta.

La solución automatizada utilizaba un carro móvil en el que los trabajadores colocaban sus herramientas y un sistema de visión artificial capturaba una imagen de la caja de herramientas, la traducía a una imagen binaria, luego la traducía a un archivo de Excel y finalmente el archivo se enviaba a un cortador láser para cortar la espuma.

“Tuvimos que resolver muchos desafíos del sistema de visión. Algunas herramientas son particularmente brillantes. Algunos trabajadores han hecho 'ajustes personalizados' a sus herramientas, como agregar cinta adhesiva”, dijo. “Es por eso que no podíamos usar un sistema estándar.

“Fue un proyecto bastante simple, que se armó muy rápidamente, pero salvó a nuestros operadores que pudieron pasar de tal vez terminar ocho o 10 cajones [de herramientas] al día a poder completar varias cajas de herramientas completas en un día”, Williams dijo. "Fue un aumento de rendimiento realmente espectacular para el equipo".

Líderes de equipo del mañana

A la larga, el objetivo es fabricar piezas mejores y más rentables. Y los talentos que Williams y Caron aportan a sus puestos están haciendo que eso suceda en las instalaciones de GE y Boeing en todo el mundo.

Y, aunque las mujeres siguen siendo una especie de anomalía en la ingeniería de fabricación, estas dos mujeres han demostrado que no hay trabajos "solo para hombres".

Williams y Caron han trabajado con y para colegas masculinos y han liderado, y han llegado a la cima de sus profesiones.

Cada uno lo hizo a través del trabajo duro y la voluntad de aprender y probar cosas nuevas.

Para la próxima generación de ingenieras y ejecutivas de empresas de fabricación, la pareja insta a quienes consideren estas profesiones a seguir las cosas que les interesan e inspiran.

“Piense en lo que lo conecta, lo que lo impulsa, ya sea una tecnología en particular, un conjunto de habilidades en particular o un grupo particular de personas que conoce”, dijo Williams. “Y luego continúa tu educación. Toma una clase, toma un par de clases. Simplemente sumerja el dedo del pie en el agua y vea lo que le interesa y lo que realmente lo impulsa”.

Caron estuvo de acuerdo:“Ve con tu corazón. Si te gustan las matemáticas, no te preocupes. Esa profesión está evolucionando y hay tantas ramas que puedes tomar. No tengas miedo de probarlo. Confía en ti mismo, sé tú mismo y haz lo que amas.

“Creces a partir de cada paso de tu experiencia laboral y tu experiencia de vida”, agregó Caron. “Aproveche al máximo y tome las pequeñas pepitas y júntelas en lo que quiere llegar a ser y cómo quiere ser. Y realmente, para mí, este viaje de automatización es realmente un ejemplo de eso”.