Os caminhos divergentes que 2 mulheres tomaram para liderar os esforços de automação

Automatizar a fabricação e montagem de componentes aeroespaciais e de defesa não é tarefa simples. As peças geralmente são complexas, com uma mistura alta/baixa de componentes que variam de robustos a micro em tamanho, e essa variedade diversificada não necessariamente se presta à automação.

São necessários inúmeros conjuntos de habilidades para automatizar essas tarefas e para liderar as equipes que as realizam. Eles podem ser da variedade de engenharia difícil:codificação, robótica, inteligência artificial/aprendizado de máquina, metrologia. Muitas vezes, eles exigem certas habilidades “soft”, como formação de equipes e liderança, e traços de personalidade, como tenacidade, curiosidade e pensamento criativo.

Duas importantes executivas de engenharia, Nicole Williams da The Boeing Co. e Marie-Christine Caron da GE Aviation, supervisionam os esforços de automação em suas respectivas empresas – e possuem essas habilidades em abundância.

As mulheres, que a revista Smart Manufacturing este ano nomeou como duas das “20 mulheres deixando sua marca em robótica e automação”, falaram recentemente em um webinar relacionado (https://bit.ly/Robotics2paths) – detalhando como elas começaram , os papéis que desempenham, os problemas e desafios que enfrentam e o que o futuro reserva para a próxima geração de engenheiras.

Diferentes caminhos para o sucesso

Essas mulheres ascenderam a seus cargos corporativos por meio de diferentes escolhas de vida, acadêmicas e de carreira.

Para Williams, uma vida de matemática e ciência parecia uma conclusão inevitável. Sua vida doméstica era como um playground de engenharia:seu pai e seu tio eram engenheiros elétricos e sua tia era engenheira mecânica. Ao redor da casa havia eletrônicos esperando para serem desmontados para ver como funcionavam. Superfícies planas eram o lar de revistas de codificação que permitiam a Williams praticar suas habilidades de codificação, e protótipos de ornamentos e cartões musicais que seu pai trouxe para casa de seu trabalho como engenheiro de desenvolvimento na Hallmark. (Um favorito da infância era um ornamento que exibia uma cena de férias em 3D coberta de neve com um pequeno trem passando por um túnel.)

“Desde muito jovem, tenho interesse em desmontar coisas, computadores, programação e resolução de problemas”, disse Williams. “Sempre gostei de matemática. É consistente e confiável. Não é arbitrário, caprichoso ou mutável.”

Sua tia engenheira mecânica lhe ensinou que engenheiros mecânicos podem trabalhar em qualquer coisa, desde projetar produtos comerciais a implantes médicos, robótica e instalações nucleares.

“Gostei muito da variedade de projetos que pude apoiar. Adorei aprender coisas novas, usando minhas habilidades para resolver diferentes tipos de problemas, tanto dentro como fora do trabalho”, disse ela.

Seu interesse em robótica começou na Universidade de Missouri-Rolla (agora Missouri S&T), onde trabalhou com um robô de configuração SCARA (Selective Compliance Articulated Robot Arm) para separar blocos retangulares de madeira de blocos circulares e pegá-los e colocá-los conforme necessário.

Esse projeto acadêmico ajudou a aprimorar suas habilidades de programação – habilidades que ela disse que a ajudaram a ser contratada na The Boeing Co. em 1999.

Inicialmente, Williams apoiou um robô de desenvolvimento que foi empregado para lidar com uma variedade de peças. O robô estilo pórtico apresentava um grande efetor final que segurava carretéis de fibra de carbono, material epóxi. A máquina usava programação B+, e muitas de suas primeiras tarefas envolviam a criação de desenhos para esta unidade.

Enquanto trabalhava nessas tarefas, ela absorveu outras habilidades.

“Aprendi sobre o processo de pedido de patente e como pode ser difícil e quanto tempo o processo pode levar”, disse ela. “Logo me envolvi na programação com um produto [software de simulação robótica] chamado IGRIP, criando ferramentas de programação de robôs e ferramentas de simulação para programas de robôs.”

Ela se tornou adepta do uso de uma invenção da Boeing chamada RAC, ou autocontrole de montagem de robôs, que dependia de uma autonomia baseada em metas que, ao longo do tempo, permitiria à empresa melhorar sua eficácia geral do equipamento (OEE), qualidade inicial e usabilidade. tanto para manutenção quanto para mecânica.

“Para tornar a automação o mais flexível possível em um ambiente aeroespacial, contamos muito com esse controle baseado em objetivos”, disse ela. “Em vez de escrever um script explícito de ações para o robô concluir ou executar como na programação tradicional de robôs, damos a ele um conjunto de metas e regras sobre como concluir essas metas.”

Em um projeto, uma célula de trabalho apresentava localização usando visão de máquina, controles supervisórios baseados em metas RAC e precisão do robô por meio de calibrações cinemáticas.

“Temos calibração cinemática específica que usamos para nossos robôs. E então um uso completo de POO sem qualquer retoque”, disse ela, referindo-se à programação orientada a objetos. “Isso é algo que eu acho muito raro, ser capaz de tirar um programa do computador do programador NC e executá-lo na oficina sem ter que fazer muito teste ou ajuste.”

Tornou-se o papel de Williams montar todos os modelos no IGRIP, que é programado usando uma linguagem de simulação gráfica e um interpretador de linha de comando. “Cada programa individual e sistema robótico teve que ser simulado para identificar possíveis problemas antes da produção”, disse ela.

Um problema que se apresentou foi fazer furos em postes C-17.

“Na época, eu era o único com o software e a capacidade de reunir todas as peças na célula de trabalho, incluindo o ferramental, a peça, o robô e o efetor final. Identificamos partes do ferramental que estavam bloqueando áreas que o robô precisava acessar para perfurar [os postes]. No final, acabamos tendo que cortar parte do ferramental para permitir o acesso ao efetor final do robô.”

Este projeto lhe ensinou uma lição importante, que foi reunir todas as partes interessadas no início do processo e simular várias condições e cenários antes da construção. Na verdade, muitas das simulações que Williams criou foram usadas em reuniões com fornecedores de máquinas-ferramenta, ajudando todos os interessados ​​a visualizar as preocupações.

“Isso muitas vezes afetou o projeto e as modificações da máquina”, disse ela. “Logo, comecei a viajar para treinar programadores NC sobre como usar as ferramentas que desenvolvemos e como usar as simulações em um ambiente de produção de aeronaves.”

A ideia de usar a automação e a robótica como uma ferramenta que aumenta a flexibilidade da força de trabalho e a facilidade de uso do trabalhador é um conceito que seguiria Williams ao longo de sua carreira. É uma mentalidade na qual Caron também acredita e que ela empregou ao construir sua carreira.

Academia e atletismo

Como Williams, Caron descobriu que a ciência e a matemática eram forças motrizes. Mas foi sua proeza na quadra de tênis que literalmente lhe serviu bem quando chegou a hora de estudar para uma carreira em engenharia.

“Eu entrei em contato com muitas das universidades nos EUA que tinham um programa de tênis e disse a eles:‘Ei, eu moro em Quebec. Eu jogo tênis e quero estudar engenharia'”, disse ela.

Antes de ganhar sua bolsa de tênis para a Universidade de Massachusetts em Amherst, ela enviou cartas para 50 escolas nos EUA.

Com a bolsa em mãos, ela pulou para uma nova vida, em um novo país, com uma nova cultura, e aprendeu a equilibrar acadêmico e atletismo.

Esses desafios “me fizeram acreditar em mim mesmo e entender o fato de que, mesmo que você não saiba o que esperar, ainda pode se divertir e ter sucesso”, disse Caron. “Isso aumentou minhas habilidades de resiliência e habilidades de adaptação, e abriu minha mente para os outros e realmente conhecer e realmente entender como posso ser bem-sucedido e como me encaixo em uma equipe.”

Após a formatura, Caron voltou para o Canadá e conseguiu um emprego na IBM, trabalhando em microeletrônica. “Quando você fala de microeletrônica, fala de automação porque tudo é tão pequeno e [montagem] tão rápido que tudo é automatizado. Essa foi minha primeira introdução à verdadeira automação e realmente me fez amar a ligação entre tecnologia, logística e qualidade – para fazer o melhor produto da maneira mais eficiente.”

Caron subiu na escada da IBM e acabou sendo promovido a gerente de equipes de engenharia. “Passei de técnico para líder, mas sempre fui muito ligado à tecnologia, tentando fazer o time ter muito sucesso.”

Após 13 anos, ela ingressou nas instalações da GE Aviation em Bromont, Quebec. Esse salto na carreira a levaria de uma “equipe de microeletrônica super precisa e mini para um mundo da aviação super robusto, mas, ao mesmo tempo, muito complexo”.

O local de Bromont fabrica componentes de motores para aeronaves Boeing e Airbus e abriga o Centro Global de Pesquisa e Desenvolvimento de Robótica, Automação e Instrumentação da empresa, que desenvolve processos robóticos avançados e aplicativos de software.

Pouco tempo depois de ingressar na GE, houve uma vaga no Global Research Center, conhecido como GRC, e ela “aproveitou essa oportunidade”.

Enfrentando desafios

O trabalho no GRC permitiu que ela explorasse ainda mais o que poderia ser feito com automação e robótica do ponto de vista da engenharia.

Uma missão de nove meses na República Tcheca a ajudou a aprimorar habilidades adicionais. Lá, Caron não era apenas uma especialista em automação ou robótica, ela era uma gerente de projetos.

“Tive a sorte de fazer parte do programa de desenvolvimento de motores em Praga”, disse ela. “Aprendi a realmente ter a mente aberta em relação à cultura e a entender seus processos de fabricação. Eu tinha muitas [minhas] respostas, mas elas não se encaixavam necessariamente na maneira como eles viam as coisas. Aprendi que precisava entender as restrições, entender o ambiente e propor a evolução certa para cada local.”

Embora a automação possa trazer ganhos produtivos, Caron aprendeu que os usuários em potencial nem sempre aceitam a ajuda tão prontamente.

A mentalidade de alguns é que, se eles precisarem de mais capacidade, eles apenas atirarão um corpo extra para isso. O cerne dessa preocupação são os empregos.

“As pessoas diziam:'vai tirar nossos empregos'. Não, não vai; ele vai garantir o seu emprego. Porque você fará mais peças, com mais precisão e ainda usaremos seu cérebro” para outros trabalhos, disse ela.

Uma de suas tarefas mais desafiadoras foi um projeto manual que exigia que os selos fossem inseridos em pequenas montagens.

Em uma peça de duas polegadas por duas polegadas (50,8×50,8 mm), por exemplo, o montador pode ter que inserir 40 lacres com uma pinça. “Era um trabalho muito tedioso para os operadores e estava demorando para sempre. Então, como você automatiza isso?”

Para um humano, é uma tarefa fácil, embora trabalhosa:basta escolher e colocar os selos.

Os humanos podem determinar se o selo está encaixado corretamente, ou pelo menos dentro das especificações, e mesmo se o selo está presente.

Mas há “muitas coisas que seu cérebro faz que são muito difíceis de colocar em um sistema”, disse Caron.

Para automatizar esse processo de montagem, a visão de máquina foi instalada e o aprendizado de máquina/IA foi integrado a uma célula de trabalho.

“A robótica de automação não é apenas robôs, é tudo ao seu redor”, disse ela. “Como você o vê [inserção de selo], como você o localiza, como você sabe onde está no espaço 3D e como você executa uma tarefa de forma confiável todas as vezes?”

Para isso, cinco câmeras diferentes foram instaladas dentro da célula de trabalho, cada uma com uma aplicação específica.

Ao analisar as imagens, a IA pode determinar uma vedação boa ou ruim. “Se você dissesse 'bom' ou 'não bom' sem a IA, o sistema diria:'É diferente, então não é bom'. ser preto e branco; pode ser cinza'”, disse Caron.

Imagem e IA na Boeing

Desde os dias de Williams na faculdade, onde ela usou tecnologia de imagem para classificar blocos de madeira, até sua pesquisa de pós-graduação que usou dados de imagem para treinar uma série de redes neurais, ela utilizou extensivamente técnicas de imagem e IA para resolver desafios de automação.

Um projeto, que renderia a Williams e sua equipe um prêmio Boeing Silver Phantom, analisou padrões de perfuração em componentes aeroespaciais para aeronaves comerciais.

O esquema de controle usou o conceito RAC da Boeing e incorporou o escaneamento de peças, bem como dados sobre ferramentas e recursos de peças, para determinar as posições finais de perfuração precisas.

“Na construção de aeronaves, a distância da borda é um dado importante”, disse ela. “Se você perfurar um furo muito perto da borda de uma nervura ou longarina, corre o risco de falha prematura dessa peça.”

Embora a gama de projetos de Williams seja diversificada, ela disse que um dos projetos mais eficazes em que trabalhou também foi um dos mais simples:rastrear as ferramentas do trabalhador.

Anteriormente, para garantir que as ferramentas fossem contabilizadas no final do dia, um técnico pegava um pedaço de espuma e desenhava a forma de uma ferramenta no material. Eles então pegavam uma Dremel e esculpiam a forma da ferramenta.

A solução automatizada utilizava um carrinho móvel no qual os trabalhadores dispunham suas ferramentas e um sistema de visão de máquina capturava uma imagem da caixa de ferramentas, traduzia em uma imagem binária, depois traduzia em um arquivo Excel e finalmente o arquivo seria enviado para um cortador a laser para cortar a espuma.

“Tivemos que descobrir muitos desafios do sistema de visão. Algumas ferramentas são particularmente brilhantes. Alguns trabalhadores fizeram ‘ajustes personalizados’ em suas ferramentas, como adicionar fita adesiva”, disse ela. “É por isso que não podemos usar um sistema de prateleira.

“Era um projeto bastante simples, que se encaixou muito rapidamente, mas economizou nossos operadores, que podiam passar de talvez terminar oito ou 10 gavetas [de ferramentas] por dia para completar várias caixas de ferramentas completas em um dia”, Williams disse. “Foi um aumento de rendimento realmente dramático para a equipe.”

Líderes de equipe de amanhã

A longo prazo, o objetivo é fazer peças melhores e mais econômicas. E os talentos que Williams e Caron trazem para seus cargos estão fazendo isso acontecer nas instalações da GE e da Boeing em todo o mundo.

E, embora as mulheres ainda sejam uma espécie de anomalia na engenharia de fabricação, essas duas mulheres provaram que não existem empregos “apenas para homens”.

Williams e Caron trabalharam com e para e lideraram colegas do sexo masculino – e chegaram ao topo de suas profissões.

Cada um fez isso por meio de trabalho árduo e vontade de aprender e experimentar coisas novas.

Para a próxima geração de mulheres engenheiras e executivas de empresas de manufatura, a dupla pede que aqueles que consideram essas profissões sigam as coisas que os interessam e os inspiram.

“Pense no que o conecta, o que o motiva, seja uma tecnologia específica, um conjunto de habilidades específico ou um grupo específico de pessoas que você conhece”, disse Williams. “E então continue sua educação. Faça uma aula, faça algumas aulas. Basta mergulhar o dedo do pé na água e ver o que lhe interessa e o que realmente o motiva.”

Caron concordou:“Vá com seu coração. Se você gosta de matemática, não se preocupe. Essa profissão está evoluindo e há tantos ramos que você pode seguir. Não tenha medo de experimentar. Confie em si mesmo, seja você mesmo e faça o que você ama.

“Você cresce a partir de cada etapa de sua experiência de trabalho e de sua experiência de vida”, acrescentou Caron. “Aproveite ao máximo, pegue as pequenas pepitas e junte-as no que você quer se tornar e como você quer ser. E realmente, para mim, essa jornada de automação é realmente um exemplo disso.”