Préparez vos étudiants à l’industrie 4.0

Au cours des dernières décennies, le monde a connu une transformation rapide de nos modes de vie, de travail et de communication, principalement en raison des avancées technologiques. Ce changement est communément appelé « industrie 4.0 », un terme qui représente la quatrième révolution industrielle. Avec l’industrie 4.0, nous assistons à l’intégration de nouvelles technologies telles que l’intelligence artificielle, la robotique, l’internet des objets et d’autres dans l’industrie manufacturière, la rendant plus intelligente, plus efficace et plus connectée que jamais.

Alors que l’industrie 4.0 continue de remodeler l’industrie manufacturière, elle remodèle également le marché de l’emploi, créant un besoin pour un nouvel ensemble d’aptitudes et de compétences. Cela signifie que les éducateurs et les institutions ont la responsabilité de préparer les étudiants aux exigences du futur marché du travail et de s’assurer qu’ils possèdent les compétences nécessaires pour réussir à l’ère de l’industrie 4.0. Dans cet article, nous nous pencherons sur la signification de l’industrie 4.0, les compétences qu’elle requiert et les stratégies pour préparer les étudiants à cette révolution.

Dans un laboratoire d’ingénierie, les étudiants apprennent à numériser des objets en 3D en temps réel.

Qu’est-ce que l’industrie 4.0 et pourquoi s’y préparer ?

Depuis ses débuts, l’industrie manufacturière a subi de multiples transformations grâce aux progrès technologiques apportés par la première, la deuxième, la troisième et maintenant la quatrième révolution industrielle, également connue sous le nom d’industrie 4.0. De la production d’eau et de vapeur à l’électricité et aux chaînes de montage en passant par les ordinateurs et l’automatisation, les fabricants du monde entier adoptent aujourd’hui des technologies de pointe pour rationaliser les processus, accroître l’efficacité et réduire les coûts.

Les technologies et les applications de l’industrie 4.0 varient d’un fabricant à l’autre, mais voici les plus courantes grâce auxquelles la quatrième ère technologique se concrétise :

1. Des capteurs intelligents et des appareils basés sur l’Internet des objets (IoT) qui collectent et analysent des données en temps réel pour améliorer les processus de production, réduire le gaspillage et prévenir les pannes d’équipement.
2. La robotique et les systèmes d’automatisation qui peuvent effectuer des tâches répétitives plus rapidement, avec une précision et une qualité accrues, et avec moins de risques d’erreurs et d’accidents.
3. Les algorithmes d’intelligence artificielle (IA) et d’apprentissage automatique (ML) qui peuvent analyser de grands ensembles de données et identifier des modèles, des tendances et des idées qui peuvent être utilisés pour optimiser les processus, réduire les coûts et augmenter l’efficacité.
4. La fabrication additive, également connue sous le nom d’impression 3D, qui permet aux fabricants de produire des pièces et des produits complexes avec un minimum de déchets et de délais, ainsi qu’une personnalisation et une flexibilité accrues.
5. Les technologies de numérisation 3D qui permettent aux fabricants de créer des répliques numériques précises et détaillées d’objets et d’environnements physiques à des fins de contrôle de la qualité, d’inspection et de rétro-ingénierie.
6. Les technologies de réalité augmentée et virtuelle (RA/RV) qui peuvent améliorer les processus de formation et de maintenance en offrant des expériences immersives et interactives qui simulent des scénarios réels et améliorent l’apprentissage et l’assimilation.
7. Le cloud computing et les analyses Big Data qui permettent aux fabricants de stocker, de traiter et d’analyser de grandes quantités de données provenant de diverses sources, notamment des capteurs, des appareils et des humains, et de les utiliser pour améliorer la prise de décision et l’innovation.
8. Les solutions de cybersécurité qui protègent les données sensibles, la propriété intellectuelle et les infrastructures critiques contre les cybermenaces et les attaques.

Malgré l’optimisation et, dans certains cas, la réduction des ressources humaines dues à l’introduction de ces technologies, une étude récente de Deloitte et du Manufacturing Institute affirme que les technologies de l’industrie 4.0 sont susceptibles de créer plus d’emplois qu’elles n’en détruisent. Même avant la pandémie, l’un des défis importants de l’industrie était le manque de main-d’œuvre qualifiée. Selon l’étude, le déficit de compétences dans le secteur manufacturier pourrait se traduire par 2,1 millions d’emplois non pourvus en 2030 rien qu’aux États-Unis et coûter jusqu’à 1 000 milliards de dollars.

Pour remédier au déficit croissant de compétences, il est crucial de fournir une éducation et une formation pertinentes non seulement à la main-d’œuvre existante, mais aussi aux étudiants qui sont encore en train de choisir leur voie et qui envisagent l’industrie manufacturière comme une option. À mesure que les technologies de l’industrie 4.0 deviennent plus omniprésentes et influentes, elles exigeront un nouvel ensemble de compétences et de connaissances de la part des futurs travailleurs de l’industrie manufacturière pour réussir sur le marché du travail. Certains des emplois manufacturiers qui seront courants en 2030 n’existent pas encore, tandis que les emplois actuels pourraient bientôt disparaître.

C’est pourquoi les étudiants doivent se préparer à la nouvelle réalité en constante évolution de l’industrie 4.0 pour trouver des carrières intéressantes et gratifiantes.

Bras robotisés sur une chaîne de montage automobile

Compétences requises pour l’industrie 4.0

Alors que l’industrie 4.0 continue d’évoluer et de remodeler l’industrie manufacturière, il en va de même pour les nouveaux emplois et les nouvelles carrières, ce qui crée une demande pour de nouvelles aptitudes et compétences. Les robots et les ordinateurs effectuent déjà une partie des tâches routinières, banales et répétitives, ce qui permet aux travailleurs de se concentrer davantage sur la prise de décision stratégique, la résolution de problèmes et les activités de communication. En revanche, les systèmes éducatifs ont du mal à s’adapter à toutes les évolutions technologiques qui se produisent dans l’industrie. Par conséquent, il existe toujours un écart considérable entre la demande de travailleurs qualifiés et ce que les étudiants apprennent.

Pour réussir à l’ère de l’industrie 4.0, les étudiants doivent acquérir des compétences qui combinent des capacités techniques, cognitives et socio-émotionnelles. Ces compétences peuvent varier en fonction de l’industrie, du rôle professionnel et du niveau de responsabilité, mais certaines sont indispensables :

1. La culture numérique : l’utilisation d’outils et de plateformes numériques pour communiquer, collaborer et résoudre des problèmes. Il s’agit par exemple de l’utilisation des médias sociaux, du courrier électronique, de la messagerie instantanée, de la vidéoconférence, du stockage sur le cloud et des logiciels de gestion de projet.
2. L’analyse des données : la capacité à collecter, traiter, interpréter et visualiser des données provenant de sources et de formats divers afin d’obtenir des informations, de prendre des décisions et d’améliorer les performances. Il s’agit par exemple de l’utilisation d’Excel, de Tableau, de Python ou de R pour analyser les données de vente, les commentaires des clients ou les mesures de production.
3. L’automatisation et la robotique : la capacité à concevoir, programmer, faire fonctionner et entretenir des systèmes automatisés et robotiques capables d’effectuer des tâches répétitives, dangereuses ou complexes. Il s’agit par exemple de l’utilisation d’Arduino, de Raspberry Pi ou d’API pour contrôler un bras robotisé, un tapis roulant, une imprimante 3D ou un scanner 3D.
4. L’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique : la capacité à comprendre, appliquer et développer des algorithmes et des modèles pour apprendre à partir de données, faire des prédictions et optimiser les processus. Il s’agit par exemple de l’utilisation de réseaux neuronaux, d’arbres de décision ou d’apprentissage par renforcement pour créer des chatbots, des systèmes de maintenance prédictive ou des outils d’optimisation de la chaîne d’approvisionnement.
5. La créativité et l’innovation : la capacité à générer, évaluer et mettre en œuvre de nouvelles idées, de nouveaux produits ou processus afin de créer de la valeur pour les clients, les parties prenantes et la société. Il s’agit par exemple de la conception d’une nouvelle ligne de produits, du développement d’une campagne de marketing ou de l’amélioration d’un processus de production pour réduire les déchets ou la consommation d’énergie.
6. L’esprit critique et la résolution de problèmes : la capacité d’analyser, d’évaluer et de résoudre des problèmes complexes et ambigus en faisant appel à la logique, aux preuves et à la créativité. Il s’agit par exemple du dépannage d’un appareil, de la résolution d’une plainte d’un client ou de l’identification de la cause profonde d’un problème de qualité.
7. La communication et la collaboration : la capacité d’exprimer des idées, d’écouter activement et de travailler efficacement avec d’autres personnes issues de milieux, de cultures et de perspectives différents. Il s’agit par exemple de faire une présentation, de participer à un projet d’équipe ou de résoudre un conflit avec un collègue.

L’industrie 4.0 présente de nombreuses opportunités stimulantes et passionnantes pour les étudiants. Elle nécessite un ensemble de compétences technologiques approfondies et des compétences non techniques, telles que la créativité, la résolution de problèmes, la communication et la collaboration, qui sont essentielles à l’innovation et à la compétitivité. Les étudiants qui peuvent développer et appliquer ces compétences dans le contexte de l’industrie 4.0 sont susceptibles d’être très demandés par les employeurs et d’avoir plus de possibilités d’avancement professionnel et de développement personnel.

L’étudiant ingénieur utilise un logiciel de réalité virtuelle pour faire avancer son projet.

Comment préparer les étudiants à l’industrie 4.0

Préparer les étudiants à l’industrie 4.0 nécessite une approche conjointe et proactive de la part des éducateurs et des institutions. Voici quelques stratégies pour préparer efficacement les étudiants aux exigences du futur marché de l’emploi dans l’industrie manufacturière :

Intégrer les technologies de l’industrie 4.0 dans la salle de classe

Pour que les étudiants soient au courant de l’actualité et qu’ils acquièrent une expérience pratique de toutes les récentes technologies de pointe utilisées dans la fabrication, les éducateurs peuvent intégrer les technologies de l’industrie 4.0 directement dans la salle de classe.

Il peut s’agir d’utiliser des simulations de réalité virtuelle pour enseigner des concepts complexes ou d’intégrer la robotique et l’automatisation dans le programme d’études. Il peut également s’agir de mettre en place des makerspaces internes où les étudiants peuvent apprendre à utiliser divers outils matériels et logiciels, tels que des imprimantes 3D, des scanners 3D, des découpeurs laser, des machines-outils à commande numérique, des logiciels de CAO et des logiciels de sculpture 3D. Ces espaces peuvent permettre aux étudiants de se familiariser avec le monde des technologies de pointe et leur donner une idée de ce à quoi peut ressembler leur quotidien au travail. L’expérience de l’utilisation d’un scanner 3D ou d’un logiciel de CAO peut enrichir leur expérience d’apprentissage et leur donner une longueur d’avance sur les autres lorsqu’ils seront à la recherche de l’emploi de leurs rêves.

Le Design and Innovation Makerspace du College of Engineering de l’Université du Wisconsin-Madison est un exemple de ce type d’initiative. Lancé en 2017 après la rénovation d’une ancienne bibliothèque d’ingénierie, le makerspace offre à ses étudiants un accès à un large éventail d’équipements high-tech très impressionnants, notamment des imprimantes 3D, des scanners 3D, des fraiseuses à commande numérique, des découpeuses laser, des drones, des casques de RV/RA, et bien plus encore. En grande partie géré par les étudiants, le makerspace vise à responsabiliser les étudiants en créant une communauté au fait des technologies émergentes et axée sur la création de produits innovants. Par exemple, l’un des équipements les plus populaires et les plus polyvalents utilisés par les étudiants des différentes facultés est le scanner 3D portable de Creaform Academia. Ces scanners permettent aux étudiants de numériser facilement n’importe quel objet physique, qu’il s’agisse d’une pièce automobile ou d’un objet historique, et de le faire entrer dans le monde numérique.

Si l’aménagement d’un tel espace n’est pas dans votre budget, il est toujours possible de faire découvrir aux étudiants les outils les plus récents en établissant un partenariat avec un makerspace local ou un centre scientifique. Ces lieux peuvent fournir un accès à des équipements de haute technologie et organiser une formation complète pour les enseignants, afin qu’ils puissent ensuite intégrer ce type de cours dans leur programme.

Les cours d’atelier traditionnels ne peuvent plus soutenir ou préparer les étudiants à la demande croissante de l’industrie en travailleurs hautement qualifiés. C’est pour cette raison qu’il est nécessaire d’intégrer les technologies de l’industrie 4.0, telles que la fabrication additive, la robotique et le codage, dans les programmes scolaires.

Collaborer avec des partenaires et des professionnels de l’industrie

Le partenariat avec les entreprises locales et les leaders de l’industrie peut offrir aux étudiants de précieuses occasions d’acquérir une expérience concrète, de se familiariser avec les dernières tendances et technologies, et d’avoir un aperçu des aptitudes et des compétences requises pour les emplois de l’industrie 4.0. Pour y parvenir, les éducateurs peuvent collaborer avec des partenaires et des professionnels de l’industrie de multiples façons.

Par exemple, ils peuvent inviter des experts de l’industrie en tant que conférenciers pour donner des cours ou organiser des ateliers pratiques sur des sujets liés à l’industrie 4.0, où les étudiants peuvent acquérir des compétences pratiques. Ils peuvent également partager leur parcours professionnel et répondre aux questions que les étudiants pourraient se poser.

Un autre moyen consiste à organiser des visites régulières des usines et des installations de production, où les étudiants peuvent observer certains processus de fabrication et découvrir ce à quoi peut ressembler la vie quotidienne d’un ouvrier de fabrication. Enfin, les éducateurs peuvent offrir aux étudiants la possibilité de participer à des stages ou à des apprentissages avec des partenaires industriels afin d’acquérir une expérience concrète qui les aidera dans leur future carrière.

Quel que soit le format, la collaboration avec les leaders de l’industrie permet aux écoles d’obtenir les dernières informations et connaissances sur l’industrie qu’elles ne trouveront nulle part ailleurs.

À l’aide du scanner 3D Peel 3, le professeur transmet à ses étudiants les concepts essentiels de la numérisation 3D.

Fournir des services de mentorat, de coaching et d’orientation professionnelle

Il peut être difficile de se frayer un chemin dans le marché du travail complexe et dynamique de l’industrie 4.0, surtout si les deux facteurs susmentionnés n’ont pas encore été introduits dans le système scolaire. Malgré toutes les avancées technologiques et les innovations réalisées ces dernières années, l’industrie manufacturière est toujours perçue par le grand public comme dangereuse, salissante et offrant une faible sécurité de l’emploi.

Pour changer cette perception et créer un vivier de candidats qualifiés, les éducateurs doivent fournir des services de mentorat, de coaching et d’orientation professionnelle aux étudiants qui aspirent à poursuivre une carrière dans l’industrie 4.0. Par exemple, les écoles peuvent créer des programmes de mentorat qui mettent les étudiants en contact avec des professionnels expérimentés qui peuvent partager leurs connaissances, leurs compétences et leurs réseaux et fournir un retour d’information, des conseils et un soutien. Les établissements scolaires peuvent également proposer des services d’orientation professionnelle et de stages qui aident les étudiants à identifier leurs points forts, leurs intérêts et leurs objectifs et à les mettre en relation avec des offres d’emploi et des employeurs pertinents.

Ils peuvent également mettre en évidence les opportunités, les récompenses et les avantages d’une carrière dans ce domaine en montrant aux étudiants les avantages salariaux d’un emploi dans l’industrie manufacturière. Il s’agit de leur donner des exemples concrets de ce qu’ils peuvent espérer gagner s’ils possèdent certaines compétences et certifications. L’un des moyens d’y parvenir est de créer des crédits qui peuvent être utilisés pour l’obtention de certifications lors de l’obtention du diplôme. Les étudiants peuvent accumuler des crédits ou travailler en vue d’obtenir des certifications qu’ils pourront passer à la fin de leurs études. Avec ces crédits en main, ils peuvent soit poursuivre leurs études, soit trouver un emploi.

Conclusion

Comme nous le voyons, l’industrie 4.0 continue de transformer l’industrie manufacturière, créant de nouvelles opportunités et de nouveaux défis pour les étudiants qui se préparent à entrer sur le marché du travail. Pour que la prochaine génération de travailleurs soit prête à saisir ces opportunités et à relever ces défis, nous devons préparer les étudiants aux emplois de l’industrie 4.0, actualiser les programmes d’études pour les axer sur les technologies émergentes et les tendances de l’industrie, et établir des partenariats entre les établissements d’enseignement et les chefs de file de l’industrie. En travaillant ensemble, nous pouvons combler le déficit de compétences et veiller à ce que l’industrie manufacturière ait accès aux talents dont elle a besoin pour continuer à se développer et à innover.