Młodzi inżynierowie popełniają mnóstwo kosztownych błędów w projektach. Doświadczeni pracownicy przemysłu dostrzegają, że studenci praktyki uczą się za późno

Inżynieria produkcji to zupełnie inna skala wyzwań i potrzeb umiejętności młodego inżyniera-projektanta, niż np. inżynieria projektowania oprogramowania. Potrzebna jest duża precyzja zbudowana na umiejętnościach definiowania i interpretowania tolerancji, przede wszystkim użycia materiałów. Jako wystarczającą wskazało ją zaledwie 26% badanych, z doświadczeniem w produkcji przemysłowej.

Błąd w materiale i wymiarach, to nie luka edukacyjna, a realna strata finansowa i opóźnienia jaką ponosi przemysł i produkcja

Dla przedsiębiorstw nie jest to wyłącznie problem edukacyjny. Poza inżynierią rozumianą jako tworzenie AI czy programowanie, budżety na ,,kreację” są bardziej ograniczone. Nie wspominając o dostępności surowca, gdy mówimy o chipach czy elementach opartych o kosztowne metale czy deficytowe metale rzadkich ziem.

Braki tych umiejętności definiowania i interpretacji tolerancji dotyczącej miar projektowanej rzeczy czy materiałów, ujawniające się dopiero podczas realizacji projektu oznaczają dłuższe wdrażanie młodych inżynierów, dodatkowe poprawki i ryzyko opóźnień produkcji. Koszty tworzenia modelu ,,testowego’’ i serii próbnej rosną niebotycznie.

Na ekranie projekt może wyglądać bez zarzutu. Geometria się zgadza, złożenie działa, a symulacja nie pokazuje problemów. Dopiero przygotowanie do produkcji ujawnia, że wewnętrznego narożnika nie da się wykonać standardowym narzędziem, ścianka jest zbyt cienka, by zachować odpowiednią stabilność podczas obróbki, a tolerancja wpisana „na wszelki wypadek” niepotrzebnie podnosi koszt. Doświadczony konstruktor rozpoznaje wiele takich ograniczeń jeszcze podczas projektowania. Początkujący specjalista dopiero rozwija intuicję w tym zakresie i często robi to już przy pierwszych komercyjnych projektach, kiedy każda korekta przekłada się na harmonogram i budżet.

– Pozornie niewielka zmiana geometrii, materiału czy tolerancji może zdecydować o wykonalności części, jej cenie i czasie realizacji. Jeśli młody inżynier poznaje te zależności dopiero przy pierwszych projektach w firmie, nauka odbywa się już w warunkach realnych terminów i kosztów. Dlatego warto skracać dystans między edukacją a przemysłem i dawać studentom informację o konsekwencjach ich decyzji projektowych jeszcze wtedy, gdy mogą swobodnie eksperymentować i uczyć się na kolejnych iteracjach – mówi Małgorzata Kaliszewska z firmy MISUMI, rozwijającej platformę meviy.

Kwadrans studencki nabiera nowego wymiaru, który czuje przemysł i podnosi koszty

Znaczenie nawet krótkiej ekspozycji na rzeczywistość procesu wytwórczego pokazuje badanie zaprezentowane podczas konferencji ASEE 2025. W jego ramach 106 studentów przed wykonaniem zadania w CAD podzielono na grupy, z których trzy obejrzały 15-minutowe demonstracje różnych procesów produkcyjnych. W przypadku dwóch z trzech analizowanych procesów studenci, którzy zobaczyli, jak część jest rzeczywiście wytwarzana, budowali później jej model inaczej niż grupa kontrolna.

Badanie nie oceniało jakości finalnych projektów, ale pokazało, że już sama świadomość procesu produkcyjnego może wpływać na sposób podejmowania decyzji podczas modelowania. Najbardziej bezpośrednią formą zdobywania takich doświadczeń pozostają praktyki, projekty prowadzone wspólnie z przedsiębiorstwami, wizyty w zakładach czy działalność kół naukowych. Wymagają one jednak partnerów przemysłowych, dostępu do zaplecza produkcyjnego i czasu, dlatego trudno zapewnić wszystkim studentom równie intensywny kontakt z produkcją.

Przygotowanie kadr dla przemysłu, to młodzi inżynierowie na praktykach w ramach akademickiej edukacji

Technologie mogą dziś skrócić drogę do zdobywania kompetencji i przenieść ją na etap projektowania. Cyfrowe platformy produkcyjne analizują model 3D CAD jeszcze przed jego skierowaniem do realizacji, wskazując potencjalne ograniczenia technologiczne oraz pokazując, jak konkretne decyzje wpływają na koszt i możliwość wykonania części.

– Nowoczesne rozwiązania są w stanie automatycznie ocenić wykonalność projektu, zwrócić uwagę na m.in. zbyt cienkie ścianki, niewłaściwe promienie czy obszary niedostępne dla narzędzia, a także wygenerować wycenę. Student może więc zmienić parametr projektu i od razu sprawdzić rezultaty tej decyzji, zamiast poznawać je dopiero po przekazaniu dokumentacji do wykonawcy. Co ważne w ten sposób myślenie o koszcie staje się częścią projektowania, a nie lekcją odrobioną po fakcie – tłumaczy ekspertka meviy.

Wartość szybkiej informacji zwrotnej najlepiej widać przy realnych projektach, w których każda kolejna iteracja musi zostać zweryfikowana nie tylko pod kątem założeń konstrukcyjnych, lecz także możliwości i kosztu produkcji. Przykładem jest projekt satelity UPMSat-3 realizowany przez Instytut Mikrograwitacji „Ignacio Da Riva” Politechniki w Madrycie z udziałem studentów. Zespół regularnie wprowadzał do projektu zmiany konstrukcyjne, podczas gdy tradycyjne cykle zakupu pojedynczych komponentów trwały nawet kilka tygodni. Dodatkowym utrudnieniem była ograniczona dostępność lokalnych wykonawców skłonnych przyjmować zamówienia na pojedyncze, niestandardowe części oraz wysokie koszty przygotowania takiej produkcji.

W projekcie zaczęto wykorzystywać platformę cyfrowej produkcji do przesyłania kolejnych wersji modeli, automatycznej weryfikacji ich wykonalności i uzyskiwania wycen przed zamówieniem komponentów. Dzięki temu informacja o konsekwencjach zmian projektowych trafiała do zespołu w tym samym cyklu, w którym powstają kolejne wersje konstrukcji – zamiast dopiero po wielodniowej wymianie informacji z wykonawcą.

Model sprawdzony w działaniu przemysłu z Japonii trafia do Europy

Jednym ze sposobów ograniczania luki między wiedzą akademicką a realiami produkcji są modele współpracy uczelni z biznesem. Pozwalają studentom pracować nad rzeczywistymi problemami projektowymi, poznawać ograniczenia technologiczne i weryfikować swoje rozwiązania w warunkach zbliżonych do praktyki przemysłowej jeszcze przed wejściem na rynek pracy.

Przykładem takiego podejścia jest program meviy for Education, prowadzony przez MISUMI w Japonii od czerwca 2025 r. Z platformy cyfrowej produkcji korzystają tam m.in. zespoły studenckie rozwijające bolidy Formula Student oraz projekty robotyczne. Na bazie tych doświadczeń firma uruchomiła w Europie pilotaż projektu Future Engineers Start Here, skierowany do studentów kierunków mechanicznych, produkcyjnych i związanych z robotyką. Uczestnicy mogą sprawdzić wykonalność i koszt własnych projektów, otrzymać informację zwrotną na etapie projektowania, a następnie zgłosić je do programu, w którym przewidziano nagrody wspierające wykonanie zaprojektowanych części.

Współpraca z uczelniami ma największą wartość wtedy, kiedy pozwala studentom mierzyć się z rzeczywistymi wyzwaniami, a nie tylko z zadaniami przygotowanymi na potrzeby zajęć. - W Japonii widzimy, że zespoły studenckie wykorzystują naszą meviy przy projektach, które faktycznie rozwijają na uczelniach – od konstrukcji samochodów wyścigowych po rozwiązania robotyczne. Te doświadczenia były dla nas impulsem, żeby podobny model sprawdzić także w Europie. Chcemy dać studentom możliwość wcześniejszego poznania skutków decyzji projektowych, z którymi za kilka lat będą mierzyć się już jako inżynierowie w przedsiębiorstwach – mówi Nobuyuki Yoshida, dyrektor sprzedaży w MISUMI, firmie rozwijającej platformę meviy.

Dla przemysłu stawką nie jest więc wyłącznie sposób kształcenia przyszłych inżynierów, lecz również tempo, w jakim po zatrudnieniu będą mogli samodzielnie podejmować decyzje projektowe. Im wcześniej nauczą się łączyć geometrię, tolerancje i dobór materiału z wykonalnością oraz kosztem, tym mniej tej wiedzy przedsiębiorstwo będzie musiało uzupełniać już podczas realizacji komercyjnych projektów. W praktyce może to oznaczać krótsze wdrożenie młodych konstruktorów, mniej późnych korekt i mniejsze ryzyko opóźnień produkcji.