如何成為一名高級自動化工程師： 從初級、中級到高級的成長之路
發(fā)布時間：2025-02-05 作者：Padraic Gray
圖片來源：CDM Smith
對于很多制造企業(yè)來說，吸引和引進新的年輕專業(yè)人士進入到自動化領(lǐng)域，并為未來的勞動力市場培養(yǎng)人才的需求從未如此急迫。
工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)日益復(fù)雜，操作人員越來越依賴這些系統(tǒng)來有效地監(jiān)控相關(guān)過程。在網(wǎng)絡(luò)世界中保護這些工業(yè)控制系統(tǒng)也變得越來越具有挑戰(zhàn)性。由于工作范圍的不斷擴大，對自動化工程師的技能要求也比以往任何時候都要高。然而，公司招聘、培訓(xùn)和留住自動化工程師的方法卻沒有隨著人員需求的變化而迅速發(fā)展。
其中一項策略是從初級、中級和高級工程師的角度出發(fā)，提供三種不同的途徑來成為自動化專業(yè)人士。本文以三名工程師的成長之路為切入點，詳細介紹了自動化工程師的多元化背景和經(jīng)驗，以及導(dǎo)師指導(dǎo)對于職業(yè)發(fā)展的重要性。
01 如何成為一名初級自動化工程師？
Amal Khan的初級自動化工程師之路。在我攻讀化學(xué)工程專業(yè)的最后一個學(xué)期，報名參加了一門名為“過程動力學(xué)與控制”的課程。這門課與我平時的課程不同，因為它專注于控制系統(tǒng)的基本設(shè)計、方法和實施。它極大地改變了我對化學(xué)工程專業(yè)以及更廣泛的過程和工廠設(shè)計領(lǐng)域的看法。
在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中，假設(shè)過程運行在穩(wěn)態(tài)工況下，過程中的變化會導(dǎo)致新的穩(wěn)態(tài)。然而，過程控制會對過程從穩(wěn)態(tài)到瞬態(tài)過渡的動力學(xué)進行大量分析。這種方法首次引入了更現(xiàn)實的場景，要求學(xué)員平衡工程師和運行人員的角色。
當我開始申請儀器儀表和控制工程方面的崗位時，注意到企業(yè)主要尋找具有電氣或機械工程背景的候選人。然而，現(xiàn)在，作為一名初級自動化工程師，我看到了自動化真正的跨學(xué)科性。進入自動化工程領(lǐng)域后，我遇到了一個廣闊、具有挑戰(zhàn)性且令人難以置信的前景。
最初的現(xiàn)場培訓(xùn)側(cè)重于基礎(chǔ)概念，如理解管道和儀表圖 (P&ID)、輸入/輸出 (I/O)、聯(lián)鎖、人機界面 (HMI) 圖形、編寫規(guī)范和審核提交文件。在自動化領(lǐng)域里摸爬滾打，感覺就像跳進了知識的汪洋大海，連起步都很困難。幸運的是，在幫助我解開其復(fù)雜性和掌握錯綜復(fù)雜的概念方面，導(dǎo)師發(fā)揮了寶貴的作用。
在我從事自動化工程師的經(jīng)歷中，導(dǎo)師制成為我重要的支柱。在自動化領(lǐng)域，向經(jīng)驗豐富的導(dǎo)師和同行學(xué)習(xí)，為我提供了進入不同職業(yè)道路和可能性的寶貴見解。雖然我仍然不確定自己職業(yè)生涯的確切軌跡，但對未來的成長和發(fā)展機會，我充滿熱情。
自動化工程具有一個動態(tài)和不斷發(fā)展的環(huán)境，在該環(huán)境中，對知識的追求不僅受到鼓勵，而且是成功的必要條件。我期待著在這個不斷發(fā)展的領(lǐng)域，迎接激動人心的機遇。
▲應(yīng)盡可能頻繁地帶著初級員工到現(xiàn)場，親身體驗控制系統(tǒng)及其部件。
在培訓(xùn)時，擁有所需的儀器和硬件是最好的培訓(xùn)工具。
02 如何成為一名中級自動化工程師？
Giselle Villar的中級自動化工程師之路。我的自動化之旅始于6年前，當時我剛從大學(xué)畢業(yè)，獲得了工程科學(xué)和力學(xué)學(xué)位。在學(xué)習(xí)期間，我使用可編程電路板在力學(xué)實驗室進行基本的功能塊編程，學(xué)會了后來所理解的自動化。這只是我教育的一小部分，我的導(dǎo)師都沒有花時間解釋自動化是一條潛在的職業(yè)道路。因此，我?guī)缀跬浟诉@件事，直到大約三年后，在某自動化職位的面試中我才發(fā)現(xiàn)自己有這方面的技能。
在那次面試中，兩位自動化工程師第一次將真正的自動化介紹給我。吸引我的是工作的極端多樣性；我可能去做設(shè)計和編程，可能在辦公室和現(xiàn)場，與大小項目組合作，任何項目的解決方案可能都不同。自動化行業(yè)是滿足工程師們解決問題的天生愿望的理想領(lǐng)域。
在我的職業(yè)生涯中，有幸遇到了幾位杰出的導(dǎo)師。其中一半是通過我們公司的結(jié)構(gòu)化指導(dǎo)計劃實現(xiàn)的，另一半是團隊成員自愿投入時間和精力幫助我和其他年輕的自動化工程師取得成功而實現(xiàn)的。這些人幫助我將項目工作轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)機會。
上大學(xué)時，我們期望雇主會教你崗位所需要知道的一切。然而，進入職場后，我很快意識到情況并不總是如此。相反，我發(fā)現(xiàn)最難忘和最有效的培訓(xùn)不是課程，而是該領(lǐng)域的實踐。工作兩天后，我發(fā)現(xiàn)自己和當?shù)貓F隊一起，沉浸在一家新工廠的啟動中，在接下來的幾個月里，我?guī)缀趺刻於即谀抢铩?/div>
看到“最終產(chǎn)品”，就可以理解之前的工作。因為有了那次經(jīng)歷，我對不同的設(shè)計決策有了更好的理解，明白最終實現(xiàn)的產(chǎn)品并不總是與你期望的一致。我強烈建議所有初級員工盡早獲得現(xiàn)場經(jīng)驗，但我也親身體會到，如果沒有在學(xué)校接受過正規(guī)的儀器或控制教育，就會像喝消防水龍頭里的水一樣。
最近，我經(jīng)常在導(dǎo)師和學(xué)員之間的角色間切換。在我自己導(dǎo)師的指導(dǎo)下，我逐漸轉(zhuǎn)向了合作伙伴關(guān)系，獨立性也得到了提高。走出舒適區(qū)有助于中級工程師培養(yǎng)自動化所需的技術(shù)和人際交往技能。我積極與初級工程師合作，確定他們在技術(shù)和專業(yè)培訓(xùn)方面需要改進的領(lǐng)域，并將他們與公司內(nèi)部的人員和資源聯(lián)系起來，以便他們能夠建立一條充實的職業(yè)道路。從一開始就讓初級員工參與有意義的任務(wù)至關(guān)重要，因為他們可能缺乏經(jīng)驗，但渴望做出貢獻，獲得成長。
03 如何成為高級自動化工程師？
Padraic Gray的高級工程師之路。大學(xué)畢業(yè)后的第一份工作，讓我了解到了工業(yè)控制領(lǐng)域。我被一家工業(yè)設(shè)備制造商聘為現(xiàn)場調(diào)試工程師。我遇到的許多設(shè)備都是液壓操作的，帶有由執(zhí)行器、電機、活塞和比例控制泵組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。雖然我的機械工程專業(yè)，旨在學(xué)習(xí)設(shè)備的液壓動力部件，并最終從事研究、設(shè)計和制造工作，但吸引我的是設(shè)備的自動化。巧合的是，公司也有這方面的需求。在我接受與控制相關(guān)的幾門課程的教育期間，控制一直停留在理論層面。親眼目睹了控制系統(tǒng)的神奇之處，讓我對學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生了濃厚的興趣。
在調(diào)試過程中，我與公司的自動化部門進行了廣泛合作。我第一次接觸控制系統(tǒng)的工作是學(xué)習(xí)如何對設(shè)備的可編程控制器和圖形顯示屏進行微小的改動。然而，當我發(fā)現(xiàn)自己需要與工作地點的一個工廠控制系統(tǒng)進行對接時，我與控制系統(tǒng)的接觸出乎意料地加深了。作為當時現(xiàn)場唯一的工程師，面對焦急等待結(jié)果的客戶，我快速掌握了如何使系統(tǒng)正常運行。
在很多方面我是很幸運的，在合適的時間出現(xiàn)在合適的地方，找到一個作為控制工程師的機會。首先，我有一個強大的導(dǎo)師，他能夠并且愿意教我基礎(chǔ)知識。此外，由于急需填補職位空缺，而且沒有合適的候選人，公司同意為我提供高級培訓(xùn)和成長機會。自動化成為我的專業(yè)，更多的是出于機緣巧合，而不是出于設(shè)計出來的。
04 多元化背景有助于自動化工程師
為了深入了解個人進入自動化職業(yè)領(lǐng)域的途徑，最近CDM Smith公司進行了一項針對自動化工程師的調(diào)查，涉及到100多名處于不同職業(yè)階段的自動化工程師，他們平均擁有20年的自動化經(jīng)驗。調(diào)查結(jié)果顯示，上面的故事并非獨一無二。調(diào)查數(shù)據(jù)和反饋顯示了參與者在職業(yè)生涯中哪些方面做得更好，以及其對未來自動化人才發(fā)展的建議。
值得注意的是，只有不到一半的受訪者在大學(xué)教育期間了解自動化職業(yè)或?qū)W習(xí)過以自動化為重點的課程。大多數(shù)工程師都是通過招聘會或求職機會進入自動化領(lǐng)域的，而不是積極尋找自動化領(lǐng)域的職位。許多專業(yè)人員在獲得過程工程、環(huán)境工程和其它相關(guān)領(lǐng)域的經(jīng)驗后，轉(zhuǎn)而從事自動化工作，在這些領(lǐng)域他們有機會與自動化工程師合作。
受訪自動化工程師的教育背景多種多樣，彰顯了該行業(yè)多樣性的優(yōu)勢。每個學(xué)科都帶來了寶貴的見解和技能，以獨特的方式豐富了自動化工程領(lǐng)域。例如：電氣工程與自動化工程相關(guān)，因為電機、信號和接線知識，對于設(shè)備之間的接口至關(guān)重要；機械工程詳細說明了設(shè)備部件是如何單獨工作的，以及部件是如何移動和運行的；計算機科學(xué)和信息技術(shù)涵蓋網(wǎng)絡(luò)行為，包括交換機、路由器和防火墻；化學(xué)工程描述了該過程，并有助于全廠優(yōu)化。
每個學(xué)科背景和職業(yè)道路，都有助于創(chuàng)建安全的自動化系統(tǒng)，并展示了自動化工程知識的相互聯(lián)系和廣泛性。盡管電氣工程是最常見的本科專業(yè)，但它在所調(diào)查專業(yè)中只占不到25%。機械和化學(xué)工程緊隨其后。然而，沒有一個專業(yè)是成為自動化工程師所必需的。大多數(shù)所需的知識和培訓(xùn)，都是通過現(xiàn)場經(jīng)驗以及經(jīng)驗豐富的導(dǎo)師的指導(dǎo)獲得的。
05 自動化工程師：86%的培訓(xùn)在現(xiàn)場進行
從現(xiàn)場施工和過程啟動中獲得實踐經(jīng)驗，被認為是最有用的培養(yǎng)自動化技能的方法。調(diào)查參與者被問及現(xiàn)場培訓(xùn)和正式培訓(xùn)之間的平衡問題，結(jié)果顯示約有86%的培訓(xùn)是在現(xiàn)場進行的。
觀察實際設(shè)計的成功、失敗和改進，可以增強工程師的理解。此外，在基礎(chǔ)電子和網(wǎng)絡(luò)方面打下堅實基礎(chǔ)，對于設(shè)計工作至關(guān)重要。人際交往和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)能力也很重要?？鐚W(xué)科的有效溝通和協(xié)作至關(guān)重要，因為自動化不會在孤島中運行，能夠與客戶溝通并理解客戶需求至關(guān)重要。及時了解網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能和機器學(xué)習(xí)（AI/ML）以及虛擬化等新技術(shù)至關(guān)重要。
根據(jù)調(diào)查結(jié)果提出的改進建議，包括制定更多實踐培訓(xùn)計劃，以使初級工程師受益。經(jīng)常提及為新工程師提供指導(dǎo)以及早期接觸控制系統(tǒng)組件、儀器和軟件。此外，還提到了涵蓋安全、儀表應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的正式培訓(xùn)，以提高自動化工程師的技能。人們還希望在大學(xué)階段開設(shè)更多的自動化課程和項目。
06 將自動化作為工程職業(yè)道路
前文中介紹的這些成長故事，在自動化領(lǐng)域的工程師職業(yè)生涯中反復(fù)上演。這段旅程值得討論，因為我們的經(jīng)驗與當今進入該領(lǐng)域的大多數(shù)初級控制工程師的經(jīng)驗非常相似。將自動化作為年輕工程師的職業(yè)道路，對于制造企業(yè)吸引人才至關(guān)重要。提高認識，可以激發(fā)年輕人更大的興趣，并為進入職場做好準備。
在提供強有力的指導(dǎo)方面，中、高級控制工程師發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，這對初級工程師的職業(yè)生涯會產(chǎn)生持久的影響。有時，這種指導(dǎo)作用并不明顯，但隨著時間的推移會變得更明顯。作為導(dǎo)師，在熱情的環(huán)境中為年輕工程師提供培訓(xùn)、指導(dǎo)和寶貴的機會，是我們在行業(yè)內(nèi)的共同責任。這種方法對于吸引和留住該行業(yè)的新人才至關(guān)重要。
關(guān)鍵概念：
■ 了解自動化工程師擁有不同背景是必要的，也是該專業(yè)的優(yōu)勢。
■ 在初級、中級和高級員工中建立導(dǎo)師制，幫助其指導(dǎo)職業(yè)發(fā)展，這一點很重要。
思考一下：
貴公司如何豐富那些與自動化相關(guān)的職責？
標簽：工業(yè)控制系統(tǒng),儀器儀表,I/O,HMI
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