Lösningar för den kritiska bristen på CNC-bearbetningsoperatörer

Det råder brist på industriproffs i nästan alla europeiska länder, särskilt på fabriksgolvet. Även i Finland upplever vi samma trend. Till exempel i Tammerforsregionen, som är centrum för metall- och maskinindustrin i Finland, kommer cirka 200 CNC-maskinister att lämna arbetsmarknaden medan endast cirka sextiofem nyutexaminerade från regionens yrkesskolor. En del av denna klyfta kan minskas genom att importera arbetare från de andra regionerna, men det råder en hård konkurrens om talang. Detta kan innebära ett överlevnadsspel mellan företag som kan leda små företag i konkurs och frigöra en del arbetskraft för marknaderna.

Liten storlek innebär ofta smidighet som nätverksmedlem i leveranskedjor för sina stora internationella kunder. Det kräver dock en annan typ av orkestrering än företag där stora företag kontrollerar en stor mängd tillverkningsvärde internt och kanske köper delsystem från sina egna dotterbolag. Men att vara för liten betyder att resurserna på utbildningsgränssnittet är för magra.


Bild 1. Metallbearbetningsindustrin (SMF) i Finland efter personal

Nyckelfrågan är varför detta händer? Beror det på att politikerna fokuserar på en högre utbildning och inte fullt ut förstår digitaliseringens roll i tillverkningsindustrin? Är den nationella utbildningspolitiken mer inriktad på att spara pengar och därmed lägga ut undervisning på entreprenad till elever? Satsar inte branschaktörer på utbildning och bilden av tillverkningsindustrin? Är lönerna inte attraktiva nog? Förstår inte branschchefer vikten av kompetensens avgörande roll för att öka produktiviteten?

Alla dessa frågor driver upprättandet av strategier för att hitta lösningar:

Skapa tilltalande yrken och ett tydligt framtida yrkesspår för den då unga generationen – tidshorisont 3 år till examen + 3 år till produktivitet i industrin

Importera erfarna yrkesmän – med tanke på språk, industrikultur och den höga europeiska konkurrensen – tidshorisont 0-3 år till produktivitet

Fokus på den största gruppen (de som för närvarande arbetar på fältet) – produktivitetssteg för att kompensera den dåliga tillgängligheten för yrkesverksamma – tidshorisont månader

Det sista alternativet ovan är det snabbaste men kommer att kräva att man samtidigt investerar både i systemlagren och automatisering. Att utveckla kompetensen hos befintliga yrkesverksamma kan skapa en inverkan snabbare på 3-6 månader med tanke på att leveranstiden för en modern maskin för närvarande är 12-13 månader. Kompetens- och investeringsdrivna åtgärder är mycket snabbare än att börja utbildning från noll, dock utan att försumma vikten av ett behov av en långsiktig lösning. I bild 2 är flödet av olika källor till yrkesverksamma balanserat och en avgörande faktor är att påverka produktiviteten.

Bild 2. Personalkällor och utbildningspotential i Tammerforsregionen

Källdata från Statistikcentralen har kanske inte exakt giltighet men ger en helhetsbild. Hur som helst, en enklare åtgärd är att antingen skaffa kompetent arbetskraft utomlands och sedan utbilda dem, eller att söka ett större genomslag genom att fokusera på majoriteten som redan är verksamma på arbetsmarknaden. Det är uppenbart att cellautomation och verktyg på systemnivå behövs för att nå målet – kanske systemfokus först och sedan automatisering. Våra slutsatser om kompetenskartläggning och praxis i högteknologiska företag stödjer dock det faktum att digitaliseringen av tillverkningen främst stöds av grundläggande tysta färdigheter. Denna kompetens kan vara bredare än den nuvarande omfattningen av traditionella CNC-maskinister. Digitalisering kring CNC Maskinisten innebär inte extra digital kompetens. CNC = Computerized Numerical Control ursprunget är från 1950-talet och att använda högteknologiska maskiner är inte längre anledning att glöda digitalisering. Det är mer system- och metoddesignnivåfråga. Om företag börjar mäta OEE eller TEEP kommer operatörens kompetens att bli synlig. Hur man hanterar undantag (verktyg, inställningar/ändringar, oplanerat underhåll, hastighetsförluster, materialbrist, orderfluktuationer, materialbrist, sjukdagar, …). OEE kan potentiellt sjunka till 50-60 % av tillgängliga timmar på grund av undantagshantering, särskilt i icke-robotceller. I det bredare cellautomationskonceptet finns det potential i cellteamet av operatörer att anpassa sig till förändringar. Sjukskrivningar är dock svåra att anpassa, eftersom det inte finns några proffs som väntar vid företagets port redo att hoppa för att använda en ny maskin.


Bild 3. Separering av system (digital) företagsnivå Kapacitet och tillämpning av bearbetningskompetens

Hur vänder man den krympande trenden till tillväxt genom åtgärder?

Den första aktiviteten att knyta företag och utbildning närmare varandra. Detta gjordes till exempel av Engineering Academy 2.0-projektet 2020-2021: Systemisera samarbete mellan företag och utbildning (https://konepajakoulu.fi/en/). Vi kan också hitta ett exempel i världsklass från Tyskland, där ett Dual Education-koncept är organiserat i linje med samhällets strukturer: https://m.youtube.com/watch?time_continue=1&v=sXhSRoSFxuU&feature=emb_title

Denna tyska modell har dock svagheter eftersom 75 % av utbildningen kommer att ske i företag. Utbildningstekniken och moderna verktyg skulle kunna vara universitets- och Fraunhoferbaserade, men detta tillvägagångssätt är teoretiskt med forskning på hög nivå mot en yrkesutbildning. Tyst kunskap kommer med större sannolikhet att finnas kvar i det arbetande folkets sinne. Den andra kulturbarriären är ett traditionellt systematiskt sätt med hierarkier. I Finland har regeringens åtgärder enbart fokuserat på högre utbildning, och den teoretiska nivån har sjunkit till en farlig nivå inom tillverkningsvetenskapen. Dock är tyst kunskap fortfarande inbyggd i branschaktörernas personal- och systemnivå. Vi kan lära oss mycket av det tyska systemet, men vår branschinfrastruktur är annorlunda. Vi måste bygga detta ut och in först.

Vi på MexLink skapade en kompetenskarta genom ett förstahandsgrepp på en produktionslinje och samlar in tyst kunskap från erfarna och icke-erfarna människor. Det är viktigt att respektera åsikterna från dem som inte befinner sig på en hög nivå i organisationen och kan ge viktig information direkt för att uppnå en hög nivå av arbetarkompetens. MexLink följde detta tillvägagångssätt först med ett finskt företag som vårt tjänsteerbjudande. Vi lyckades väl i detta projekt och samarbetade med Ingenjörsakademin om hur vi skulle utvärdera konceptet med två olika företag. Vårt tillvägagångssätt där var att ta en masternivå och en CNC-maskinist på medelnivå för att utvärdera prototypen av kompetenskartan som vi utvecklade under denna process. Därefter bad vi förstklassiga experter från olika områden att ge oss feedback. För att utveckla ett framtidskoncept benchmarkade vi ett högteknologiskt företag i Sverige för att få en förståelse i världsklass för automatiseringens och digitaliseringens roll relaterad till kompetenselementen. Slutligen, efter att ha modifierat det tekniska språket till "inlärningsspråk", byggdes den slutliga kompetenskartan (bild 4):


Bild 4. Färdigställd MexLink-kompetenskarta över CNC-maskinist i tillverkningsindustrin (221 färdighetselement)

Istället för att hoppa till en digital djungel gjorde vi ett BxH 130 cm x 110 cm stort bord på en magnetisk plattform. Detta gav oss en bättre helhetsbild än vår Excel-prototyp med länkar på hög nivå till relevant stödmaterial. För en människa stödjer denna typ av brädspel tänkande och kritisk självreflektion. En industridesigner gav den visuella layouten med sitt professionella öga och gjorde brädspelet lätt att närma sig. I kompetensutvärderingen kommer det att finnas åtminstone den som gör självvärderingen, en avancerad kamratmaskinist eller en chef. Så lagtänkande såväl som utvärdering kommer att stödjas bättre av denna stora brädspelsmetod.

Digitalt gränssnitt mot kompetenskartan

Vi behöver utöka den analoga kompetenskartan till Talent management och massanpassning av träningspass. Då behöver vi en digital plattform för att samla in, analysera och dela data för olika användningsfall (Bild 5).


Bild 5. Digital förlängning av MexLinks kompetenskarta

Ett företag behöver förstå kompetensnivån hos sin egen personal och koppla den till Talent Management-strategier, identifiera risker och potentiella nya affärscase. Kompetensutveckling är en årlig skikt-för-skikt-utveckling med nya utökade kompetenser. Att följa upp en sådan utveckling kräver en systematisk koppling till historia och framtid. Utbildningsanordnare behöver få statistik om de specifika behoven för att kunna utforma rätt erbjudande för en specifik målgrupp i olika företag.

Träningsteknik som ett verktyg och en attraktion

Medan digitaliseringen inom tillverkningsindustrin kan leda till ibland orealistiska förväntningar, finns det en tilltalande domän som är mycket stark i Finland: Artificiell intelligens (AI)-baserad utbildning som en form av lärandeanalys och simulatorbaserad träning. Tillverkning av skogsmaskiner var en av de första som använde simulatorbaserad träning, och bergborrningsriggar var de andra pionjärerna som reagerade på samma fenomen som tillverkningsindustrin nu – brist på operatörer (https://creanex.fi/sv/utbildning) - miljöer-för-skolor/).

Båda branscherna reagerade på det krympande intresset att få operatörer att stödja kundbranschen. Vi tillämpade samma koncept på slipning och utvecklade tillsammans med Creanex, Tammerfors universitet och RWTH Aachen (Tyskland) först en virtuell slipcellsimulator. MexLink kontaktade Eduten och Åbo universitet för att utvärdera de tekniska möjligheterna i världsklass för industriella tillämpningar. Därför har vi nu tekniken och kompetensen att tillämpa idén om borrutbildning till tillverkningsindustrin. Vi har bara en sista uppgift kvar: att få finansiering för att göra utbildningsmoduler och att koppla AI för att stödja lärande. Jag slår vad om att den här typen av metod kommer att väcka ett intresse för en modernare tillverkningsindustri (bild 6).


Bild 6. Simulatorbaserad träning – fallslipning

Detta är inte längre, en vision, det är en genomförbar verklighet. En ny dimension är Learning Analytics som är en av spjutspetsarna som bygger på starka finländska utbildningsplattformar och kunskap. Algoritmer för Learning Analytics är baserade på inlärningsteorier och mänskligt beteende. Det krävs bara ytterligare arbete för att tillämpa två kända tekniker på en ny domän.

Potentiella karriärvägar till nykomlingar av CNC-maskinister

Bilden av metall- och tillverkningsindustrin har tappat uppmärksamheten för digitaliseringstrenden, även om den tillämpar verklig digitalisering och automatisering i tillverkningen. Därför, för att väcka intresset behöver framtidsvision för att attrahera ny arbetskraft inom området. Nykomlingar har frågor som: Hur skulle min framtid se ut i branschen? Vilken typ av möjligheter kan jag ha att växa om mina förmågor är tillräckligt starka för att hoppa till nästa nivå? Här är en scenariokarta för CNC Machinist (bild 7) som vi på Mexlink har tagit fram för vidare övervägande inom industrin.


Bild 7. Scenarier för att växa i livstidsperspektiv genom att kontinuerligt utveckla egen kompetens i finsk omfattning (olika vägar möjliga i olika kulturer)

Sammanfattning

Kompetenskartan för en CNC-maskinist är inte bara en karta. Det är en plattform som kommer att öppna flera vägar för flera intressenter. I den här artikeln är mitt fokus att öppna idén om kompetenskartan som en del av praktisk Talent management i tillverkningsindustrin, samt att tillhandahålla verktyg för utbildningspartners. Det slutliga målet är att erbjuda en lösning för bristen på proffs. Jag skulle vilja välkomna företag och utbildningsleverantörer att påskynda framstegen för att säkerställa produktivitet och tillgång till kvalificerad arbetskraft för tillverkningsindustrin.

Uppsättningen magnetiska bord med vissa tillval kommer snart att finnas tillgängliga från MexLink, men du kan begära en offert innan våra logistiska processer finjusteras för snabbare leveranstid.



25.10.2022 (uppdaterad 23.8.2023)

Pasi Julkunen

vd

MexLink Oy