Актуальность подготовки станочных кадров определяется их дефицитом на рынке труда и на обрабатывающих предприятиях РФ: нехватка квалифицированных работников определенных профессий очевидно сдерживает технологическое развитие страны. Традиционное восприятие станочника как рабочего уходит в прошлое — цифровой век диктует свои законы в подготовке квалифицированных кадров, способных эксплуатировать мехатронную станочную технику, на которой изготавливаются сложные прецизионные детали из труднообрабатываемых материалов для изделий военной и специальной техники, машиностроения и других отраслей промышленности с гибким автоматизированным производством. В статье раскрываются современные требования к профессии станочника и даются сведения о возможностях успешного обучения в специализированных центрах.

 

 

Состояние технологической среды автоматизированного производства РФ

 

 

По прогнозам Министерства образования и науки, до 2025 г. квалифицированных рабочих по-прежнему будет катастрофически не хватать. В первую очередь это касается специальностей в машиностроении и металлообработке. По данным Минпромторга РФ, промышленности сейчас требуется около 11 тыс. человек. Из них 25% должны быть с высшим образованием, в основном инженерным, 34% — специалистами со средним профобразованием. На рабочие кадры приходится 41% спроса предприятий [1]. К способам решения кадрового дефицита отнесены следующие:
— внедрение новых (цифровых) технологий на предприятиях и модернизация производств, позволяющие повысить производительность труда;
— продолжение целенаправленной работы по сближению образовательных учреждений с промышленными предприятиями в целях подготовки кадров с необходимыми для работодателей компетенциями (рис. 1).

 

Рис. 1. Статистика рыночного спроса и предложения рабочих кадров в промышленности РФ 
(на примере данных дефицита кадрового обеспечения промышленного развития Санкт-­Петербурга), 
https://www.crpp.ru/userfiles/pdf/Presentation_promKadry.pdf
 

 

Самыми востребованными специалистами сейчас стали операторы станков с числовым программным управлением (далее — ЧПУ).

 

Квалифицированные кадры действительно решают все! Как быстрее их подготовить? Ответ: в специализированных учебных центрах при крупнейших компаниях-­интеграторах — поставщиках станочной техники для разных отраслей промышленности (металло-, дерево-, стекло-, камнеобработки, мебельной промышленности) с полным комплексом сервисных услуг по пусконаладке, технологическому консалтингу, диагностическому мониторингу поставляемой техники. «ЦТО КАМИ» является современным сетевым учебным центром. Преимущество «ЦТО КАМИ» — оказание комплекса инжиниринговых услуг, включая обучение станочных кадров разных профессий. Заказчикам станков предлагается возможность не только быстро ввести в эксплуатацию новое оборудование путем разработки технологий, оснастки и управляющих программ (УП) обработки сложных деталей с помощью инженеров компании-­поставщика, но и оказывается помощь в подготовке операторов, способных самостоятельно работать на станках с ЧПУ и разрабатывать УП с помощью современных компьютерно-­графических средств и специального программного обеспечения (ПО) класса САМ.

 

 

ЗАЧЕМ УЧИТЬ? ЗАЧЕМ УЧИТЬСЯ? КОГО УЧИТЬ?

 

Зачем компания-­поставщик берет на себя обучение станочных кадров? Ответ очевиден: это позволяет поставленную технику быстрее конвертировать в конкурентное преимущество, так как развитие квалификации персонала повышает эффективность производственной деятельности [2].
В HR-кругах говорят, что карьерных перспектив у станочников нет, предполагая, что серьезного образования эта профессия не требует и большими начальниками им не быть. Так ли это? Давайте всесторонне рассмотрим актуальность этой прикладной профессии для сложившегося технологического уклада в РФ — постиндустриально-­информационного с элементами цифровых технологий.

 

В настоящее время в заводской и инжиниринговой практике сложились четыре градации профессии, непосредственно связанной с обслуживанием и использованием станочной техники:
1. Станочник широкого профиля (без образования — колледж) как рабочая специальность с исполнительским ремеслом и специальными навыками для типовых предприятий с универсальным станочным парком.
2. Оператор станков с ЧПУ (образование: колледж — вуз): техническая специальность с творческим уклоном, специальными знаниями и компетенциями для автоматизированного производства.
3. Наладчик станков (монтаж, пусконаладка, технический сервис, ремонт) с инженерным образованием, специальными техническими знаниями и сертифицированными навыками.
4. Аппликатор (от англ. application — «применение») — специалист по применению и внедрению нового станочного оборудования с ЧПУ в действующее производство (образование:  колледж  — вуз:  технолог (техпроцессы, режимы) — CAD/CAM-моделирование с подготовкой УП — разработчик оснастки для заготовки — изготовление деталей на станке): это инженерная креативная профессия с мультидисциплинарными цифровыми компетенциями.

 

Перспективы профессионального роста 
у станочников есть, и немалые, 
не только в сфере производства, 
но и в менеджменте, в цифровизации, 
в частном предпринимательстве. 

 

Слушателями курсов «ЦТО КАМИ» являются рабочие кадры предприятий обрабатывающей промышленности РФ (рис. 2). «ЦТО КАМИ» является также базой практического обучения для студентов технических вузов, где они попадают под опеку опытных преподавателей и наставников. Кроме того, топ-менеджеры продвинутых предприятий учатся критически переосмысливать организацию заводского производства через прохождение обучающих курсов в «ЦТО КАМИ».

 

Рис. 2. Учебный класс «ЦТО КАМИ»

 

 

ЧЕМУ УЧАТ?

 

Учат тому, чего требует современная промышленность: работе на инновационном оборудовании и новым принципам организации производства, которые несет с собой Индустрия 4.0, в первую очередь, цифровым компонентам и средствам автоматизации [3].

 

В общем перечне из 1564 профессий есть профессиональный стандарт под № 1477 «Оператор металлорежущих станков с числовым программным управлением», утвержденный приказом Министерства труда
и социальной защиты Российской Федерации от 29.06.2021 № 431н [4]. Этот специалист занимается обработкой заготовок деталей машин на металлорежущих станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

 

Обобщенная трудовая функция профессии станочника — «изготовление особо сложных деталей типа тел вращения на многокоординатных токарно-­фрезерных обрабатывающих центрах c ЧПУ». Руководствуясь чертежом детали, станочник выполняет работы в соответствии с технологической документацией, содержащей чертежи детали с требованиями к качеству ее изготовления, эскизы технологических наладок, порядок выполнения подготовительных наладок и станочных работ, виды оснастки и средств контроля и др. Станочнику важно уметь читать технические чертежи и иметь базовые знания по теории резания металлов, технологической подготовке производства, метрологии, кинематике и наладке станков. Поскольку станки являются сложным и мощным оборудованием, профессия станочника включает в себя соблюдение строгих норм и правил безопасности. Таким образом, профессия станочника является квалификационной — к работе на станках допускаются только профессионально аттестованные специалисты.

 

Группа обучения операторов станков с ЧПУ: станочники и наладчики металлообрабатывающих станков.

 

 

Работа оператором станков с ЧПУ имеет 4 уровня квалификации: 1‑й уровень — низший для работы на трехкоординатных однооперационных станках, 4‑й — высший для работы на многоцелевых многоосевых станках.

 

Основная цель профессиональной деятельности оператора — обеспечение качества и производительности изготовления деталей машин на металлорежущих станках с ЧПУ. Оператором используются виды станочной техники: металлорежущие станки для механической обработки металлических изделий лезвийным или абразивным инструментом. Актуально расширение данных компетенций также на станки электрофизической обработки (эрозионные), станки с лазерным, плазменным или гидроабразивным источником энергии воздействия на материал (раскройные станки).

 

Отметим, что базовой дисциплиной, необходимой станочнику для освоения профессиональных навыков, является технология машиностроения, агрегирующая в себе комплекс дисциплин по теории резания металлов, заготовительному производству, инструментооснащению, технологиям механообработки со снятием материала лезвийным и абразивным инструментом, устройству станков разных типов, теории формообразования деталей резанием и кинематики станков. Для профессиональной работы на станке с ЧПУ требуются знания инженерной терминологии, позволяющей читать конструкторскую и технологическую документацию, назначать режимы и параметры обработки в системе ЧПУ; необходимы знания методов обеспечения точности и качества и по другим дисциплинам (рис. 3).

 

Рис. 3. Комплекс знаний и умений станочников-­операторов, работающих на станках с ЧПУ

 

Комплекс учебных программ «ЦТО КАМИ» включают курсы по токарной, фрезерной, многоцелевой, лазерной и абразивной обработке на станках с ЧПУ, автоматизированной гибке листового металла, пильным центрам с ЧПУ, оптическим и радиодатчикам измерения инструмента и детали, программированию в системах ЧПУ, подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ с помощью ПО САМ-моделирования (например, Solid CAM, SprutCAM, Alphacam) и основам техники безопасности. Нормативный срок обучения — от 32 до 80 академических часов.

 

Главной особенностью станочной профессии является ее прикладной характер: даже в условиях применения компьютерных технологий подготовки УП для системы ЧПУ оператор вынужден практически отрабатывать циклы установки и закрепления заготовки 
в приспособлении, вести наладку станка и настройку инструмента, реализовывать физические процессы снятия металлической стружки 
с заготовки, подачу СОЖ в зону резания, визуальный контроллинг процессов и другие функции.

 

Различие в компетенциях между станочниками универсальных станков с ручным управлением и операторами станков с ЧПУ заключается в следующем:
— рабочий станков с ручным управлением должен выполнять работу за счет своих знаний и навыков, осуществляя настройку с помощью вынесенных органов управления станком, руководствуясь в основном личным опытом, умениями и действиями, ему важнее технические компетенции для своей работы (рис. 3);
— в автоматизированном станке (станок-­автомат, станок с ЧПУ) ручных органов управления станком нет — все функции управления реализуются автоматизированно с помощью системы ЧПУ в онлайн-­режиме оператором на панели управления системы ЧПУ или по УП: оператору более важны цифровые (компьютерные) навыки работы при подготовке УП и использовании цифровых технологий для прогнозирования будущего качества обработки путем виртуального моделирования и компьютерно-­графической симуляции процессов формообразования режущим инструментом. Эффективная работа операторов определяется уровнем организации служб всего предприятия, и при этом подготовку документации и регламентов работы, снабжение предметами и средствами труда, обеспечение безопасности, подготовку технологической документации станочнику обеспечивают инженерно-­технические подразделения. 

 

Тем самым оператор станка с ЧПУ в основном приобретает инженерные навыки станочника, разработчика оснастки, программиста и технолога с компетенциями в области информационных технологий, соответствующие навыкам аппликатора.

 

КТО УЧИТ?

 

Комплексный подход «ЦТО КАМИ» к подготовке станочных кадров для автоматизированного производства базируется на триединой основе: передовая учебно-­производственная база («как учить»), современное учебно-­методическое обеспечение («чему учить») и квалифицированный преподавательский состав («кто учит»).

 

Важный аспект работы «ЦТО КАМИ» — разработка учебно-­методических материалов и комплексов, состоящих из учебных программ, интерактивных материалов, оборудования, стендов и симуляторов для проведения практических занятий. Учебно-­методические материалы «ЦТО КАМИ» и осваиваемые на занятиях практические навыки охватывают самые современные технологии цифровизации и автоматизации обрабатывающих производств в разных отраслях промышленности РФ.

 

Все преподаватели и тренеры «ЦТО КАМИ» — выпускники лучших технических вузов России и имеют многолетнюю практику в качестве инженеров, технологов, программистов, методистов, консультантов и технических экспертов. В «ЦТО КАМИ» существует кредо: только практикующие специалисты имеют право учить других прикладным задачам.

 

 

Преподавательский состав «ЦТО КАМИ» включает докторов наук в звании профессора ведущих технических вузов РФ, тренеров WorldSkills National Team, мастеров производственного и машинного обучения, программистов и инженеров, аттестованных по специальностям «оператор металлорежущих станков с ЧПУ», «наладчик оборудования», «организация ремонтных и монтажных работ промышленного оборудования» с большим стажем практической работы в промышленности в качестве операторов фрезерных, токарных и 5‑осевых станков с ЧПУ, наладчиков оборудования для лазерной резки, сварки, маркировки и 3D-гравировки металла, с опытом модернизации станков с ЧПУ и подготовки их к производству сложных изделий [5, 6]. 

 

КАК УЧИТЬ?

 

Залогом успешного обучения является материально-­техническая база «ЦТО КАМИ», которая уникальна: это десятки единиц современного металлообрабатывающего оборудования по основным производственным технологиям, на которых ведутся практические занятия по обучению операторов станков с ЧПУ со знанием систем ЧПУ: Fanuc, GSK, Sinumerik, HNC, систем управления лазерного ЧПУ: CypCut, CypNest, TubePro, систем управления листогибочного ЧПУ: Cybelec, Delem, ESA, специализированных учебных стендов ЦТО-CNC, компьютерных симуляторов и промышленных тренажеров (рис. 4, 5).

 

 

а) 

 б)        
Рис. 4. Учебный комплекс стендовой аппаратуры станочных компонентов систем ЧПУ в «ЦТО КАМИ»

 

 

а) 

б) 

в) 
Рис. 5. Станочный парк «Центра технологического обучения КАМИ»
 

Высокие требования к квалификации станочника определяются технологической спецификой станочной техники и совершенством ее технического уровня (автоматизацией, цифровизацией, прецизионностью).

 

Высший уровень квалификации «оператор станков с ЧПУ» включает:
1. обработку заготовки особо сложной детали не типа тела вращения с точностью размеров по 6‑му и выше квалитету на многокоординатном сверлильно-­фрезерно-расточном обрабатывающем центре с ЧПУ;
2. контроль параметров особо сложной детали с точностью размеров по 6‑му и выше квалитету, изготовленной на многокоординатном сверлильно-­фрезерно-рас-точном обрабатывающем центре с ЧПУ.

 

Работа на многоосевых станках под силу только станочникам самого высокого уровня с элементами инженерной подготовки [7]. Сложность многокоординатной обработки обусловливает необходимость предварительной компьютерной симуляции движений узлов станка с многоосевой кинематикой для виртуального прохождения цикла обработки конструктивно сложной детали и прогноза качества будущего результата металлообработки. Это дает возможность подготовить управляющую программу автоматизированной обработки детали на станке с ЧПУ. При этом оператор-станочник должен уметь не только подготовить УП на компьютере (CAD/CAM), но и получает навыки адаптации ее на конкретном станке (процедура постпроцессирования), а затем верификации УП в натуре на станочном оборудовании, тем самым подтверждая статус аппликатора-станочника.

 

Среди базовых программ обучения в «ЦТО КАМИ» — освоение практических навыков работы на действующих металлорежущих станках, разработка и апробация технологии и управляющих программ их автоматизированной обработки на основе операторских навыков на стойке ЧПУ и работы в CAD/CAM-системах.
Конкурентным преимуществом «ЦТО КАМИ» является реальное исполнение созданных УП на действующем оборудовании и практическое изготовление изделий с операционным контролем точности на соответствие чертежу. Оценка результатов обучения проводится по физически изготовленным образцам.

 

Выводы

 

1. Профессиональное развитие персонала повышает эффективность деятельности предприятий, позволяя быстрее конвертировать закупленную технику в конкурентное преимущество заказчиков через подготовку квалифицированных станочных кадров, аргументируя ответы на вопросы, зачем учить и зачем учиться.
2. Несомненна актуальность развития сетевых центров обучения станочников-­операторов станков с ЧПУ на базе крупнейших компаний-­поставщиков станочной техники в РФ.
3. Современным учебным центром подготовки операторов станков с числовым программным управлением является «ЦТО КАМИ» с региональными филиалами. Комплексный подход  «ЦТО КАМИ» к подготовке станочных кадров для автоматизированного производства базируется на триединой основе: передовая учебно-­производственная база («как учить»), современное учебно-­методическое обеспечение («чему учить») и квалифицированный преподавательский состав («кто учит»).

 

«Центры технологического обучения КАМИ»
+7 (495) 146-46-46
https://cto.stanki.ru, e-mail: cto@stanki.ru
г. Москва, ул. Большая Семеновская, д. 40, стр. 13
Свердловская область, г. Екатеринбург, Мельковский переулок, стр. 7
Новосибирская область, г. Новосибирск, Северный проезд, д. 37/2
Нижегородская область, г. Нижний Новгород, ул. Федосеенко, д. 61А
Ульяновская область, г. Ульяновск, проспект Антонова, д. 22
г. Казань, Оренбургский тракт, д. 22

 

4. Ключевые компетенции станочников состоят из совокупности инженерно-­технических и цифровых дисциплин, отражающих разнопрофильные направления технологического и цифрового развития промышленности РФ, что требует квалифицированной подготовки и профессиональной аттестации операторов станков с ЧПУ.
5. Подготовка операторов станков с ЧПУ в «ЦТО КАМИ» (https://cto.stanki.ru) обеспечивает повышение технологической культуры предприятий путем использования высококвалифицированных станочных кадров, владеющих цифровыми технологиями для эффективной автоматизации производства.

Литература

1. Минпромторг: Кадровый голод в машиностроении в 11 тыс. человек тормозит экономику РФ. 15.12.2021. Казань. БезФормата (bezformata.com)
2. Чему учить профессионала / Сацкая З.  // Ритм машиностроения. 2017. № 10. С. 14.
3. Киберфизические производственные системы / Кармишин А.А., Макаров В.М., Лукина С.В.  // Ритм машиностроения. 2022. № 9. С. 32–36.
4. Профессиональный стандарт «Оператор металлорежущих станков с числовым программным управлением»
5. https://profstandart.rosmintrud.ru/obshchiy-­informatsionnyy-blok/natsionalnyy-­reestr-professionalnykh-­standartov/reestr-­professionalnykh-standartov/index.php? ELEMENT_ID=70959
6. Станочный парк цифрового производства / Макаров В. М.  //Ритм машиностроения. 2019. № 9. С. 30–39.
7. Уникальная синергия гибридных станков / Лукина С.В. // Ритм машиностроения. 2016. № 8. С. 40–47.
8. Многокоординатные и многоповерхностные технологии обработки / Макаров В.М. // Ритм. 2010. № 8. С. 32–35.

 

Авторы:

С.В. Лукина, д. т. н., профессор МГТУ «Станкин»,
научно-­технический эксперт РАН и РИНКЦЭ, главный эксперт «ЦТО КАМИ»
В.М. Макаров, д. т. н., ведущий научный сотрудник 
научно-­технического центра «Машиностроение» ООО «ТопС Бизнес Интегратор» (входит в НКК) 
www.ncc.ru/it-solutions
В.Д. Царенко, генеральный директор ООО «Центр технологического обучения КАМИ» 
(ООО «ЦТО КАМИ») https://cto.stanki.ru

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 3-2024