Prepara i tuoi studenti all’Industria 4.0

Negli ultimi decenni, il modo in cui viviamo, lavoriamo e comunichiamo ha subito una rapida trasformazione, soprattutto grazie ai progressi tecnologici. Ci si riferisce di solito a questo mutamento con il termine Industria 4.0, che rappresenta la quarta rivoluzione industriale. Con l’Industria 4.0, stiamo assistendo all’integrazione di nuove tecnologie, come intelligenza artificiale, robotica, Internet of Things e altre ancora, nel settore della fabbricazione, che diventa più intelligente, efficiente e connesso che mai.

L’Industria 4.0 continua a rimodellare il settore della fabbricazione, ma anche il mercato del lavoro, creando la necessità di una nuova serie di abilità e competenze. Ciò significa che docenti e istituzioni hanno il compito di preparare gli studenti alle richieste del futuro mercato del lavoro e garantire che abbiano le competenze necessarie per avere successo nell’era dell’Industria 4.0. In questo articolo esploreremo il significato d’Industria 4.0, le competenze necessarie e le strategie per preparare gli studenti a questa rivoluzione.

in un laboratorio di ingegneria, gli studenti imparano a eseguire la scansione 3D di oggetti in tempo reale.

Che cos’è l’Industria 4.0 e perché prepararsi a questo fenomeno?

Sin dai suoi albori, il settore della fabbricazione ha subito molteplici trasformazioni grazie ai progressi tecnologici apportati dalla prima, seconda, terza e ora quarta rivoluzione industriale, nota anche come Industria 4.0. Dalla produzione di energia tramite acqua e vapore all’elettricità, dalle catene di montaggio ai computer, fino all’automazione, i produttori di tutto il mondo stanno adottando tecnologie avanzate per ottimizzare i processi, aumentare l’efficienza e ridurre i costi.

Sebbene tecnologie e applicazioni dell’Industria 4.0 varino in base ai produttori, ecco quelle più comuni attraverso cui si manifesta la quarta era tecnologica:

1. Sensori intelligenti e dispositivi Internet of Things (IoT) che raccolgono e analizzano dati in tempo reale per migliorare i processi produttivi, ridurre gli sprechi e prevenire guasti alle apparecchiature.
2. Sistemi robotici e di automazione in grado di svolgere attività ripetitive più velocemente, con maggiore precisione e qualità e minori rischi di errori e incidenti.
3. Algoritmi di intelligenza artificiale (IA) e apprendimento automatico in grado di analizzare grandi set di dati e identificare schemi, tendenze e informazioni utili per ottimizzare i processi, ridurre i costi e aumentare l’efficienza.
4. La manifattura additiva, nota anche come stampa 3D, che consente ai produttori di creare parti e prodotti complessi con scarti e tempi di consegna minimi, oltre a una maggiore personalizzazione e flessibilità.
5. Tecnologie di scansione 3D che consentono ai produttori di creare repliche digitali accurate e dettagliate di oggetti e ambienti fisici per finalità legate a controllo qualità, ispezione e reverse engineering.
6. Le tecnologie di realtà aumentata e virtuale (AR/VR), in grado di migliorare i processi di formazione e manutenzione fornendo esperienze immersive e interattive che simulano scenari reali e migliorano l’apprendimento e la capacità di memorizzazione.
7. Cloud computing e analisi dei big data che consentono ai produttori di archiviare, elaborare e analizzare grandi quantità di dati provenienti da varie fonti, tra cui sensori, macchine e persone, e di utilizzarli per migliorare il processo decisionale e l’innovazione.
8. Soluzioni di sicurezza informatica che proteggono dati sensibili, proprietà intellettuale e infrastrutture critiche da minacce e attacchi informatici.

Nonostante l’ottimizzazione e, in alcuni casi, la riduzione delle risorse umane riconducibili all’introduzione di queste tecnologie, un recente studio di Deloitte e del Manufacturing Institute afferma che le tecnologie dell’Industria 4.0 probabilmente creeranno più posti di lavoro di quanti ne elimineranno. Anche prima della pandemia, una delle sfide principali del settore risiedeva nella mancanza di manodopera qualificata. Secondo lo studio, la carenza di competenze nel settore della fabbricazione potrebbe portare a 2,1 milioni di posti di lavoro scoperti nel 2030 solo negli Stati Uniti e costare fino a 1.000 miliardi di USD.

Per far fronte al crescente divario di competenze, è fondamentale fornire un’istruzione e una formazione adeguate non solo alla forza lavoro esistente, ma anche agli studenti ancora in cerca del loro percorso, che stanno valutando il settore della fabbricazione come un’opzione. Con l’aumentare della loro presenza e influenza, le tecnologie dell’Industria 4.0 richiederanno ai futuri lavoratori del settore della fabbricazione una nuova serie di competenze e conoscenze per avere successo nel mercato del lavoro. Alcuni dei posti di lavoro nel settore della fabbricazione più comuni nel 2030 non esistono ancora, mentre quelli attuali potrebbero presto non esistere più.

Ecco perché gli studenti devono prepararsi alla nuova realtà in continua evoluzione dell’Industria 4.0 per intraprendere carriere significative e gratificanti.

bracci robotici automatizzati su una linea di assemblaggio di automobili

Competenze necessarie per l’Industria 4.0

Con l’evoluzione dell’Industria 4.0 e il rimodellamento del settore della fabbricazione, mutano anche i nuovi lavori e i percorsi professionali, creando richieste in termini di nuove abilità e competenze. Robot e computer svolgono già alcune delle attività di routine, banali e ripetitive, permettendo ai lavoratori di concentrarsi maggiormente sulle attività strategiche correlate a decisioni, risoluzione dei problemi e comunicazione. D’altra parte, i sistemi didattici faticano a tenere il passo di tutti i cambiamenti tecnologici del settore. Di conseguenza, sussiste ancora un enorme divario tra la richiesta di lavoratori qualificati e quanto appreso dagli studenti.

Per avere successo nell’era dell’Industria 4.0, gli studenti devono acquisire competenze che coniughino abilità tecniche, cognitive e socio-emotive. Queste competenze possono variare in base a settore, ruolo lavorativo e livello di responsabilità, ma alcune di queste indispensabili sono:

1. Alfabetizzazione digitale: utilizzo di strumenti e piattaforme digitali per comunicare, collaborare e risolvere problemi. Tra gli esempi citiamo l’utilizzo di social media, e-mail, messaggistica istantanea, videoconferenze, cloud storage e software di gestione dei progetti.
2. Analisi dei dati: la capacità di raccogliere, elaborare, interpretare e visualizzare i dati provenienti da varie fonti e formati per ottenere informazioni, prendere decisioni e migliorare le prestazioni. Gli esempi prevedono l’uso di Excel, Tableau, Python o R per l’analisi dei dati di vendita, il feedback dei clienti o le metriche di produzione.
3. Automazione e robotica: la capacità di progettare, programmare, utilizzare e mantenere sistemi automatizzati e robotici in grado di svolgere attività ripetitive, pericolose o complesse. Tra gli esempi citiamo l’uso di Arduino, Raspberry Pi o PLC per controllare bracci robotici, nastri trasportatori, stampanti 3D o scanner 3D.
4. Intelligenza artificiale e apprendimento automatico: la capacità di comprendere, applicare e sviluppare algoritmi e modelli per imparare dai dati, formulare previsioni e ottimizzare i processi. Alcuni esempi riguardano l’utilizzo di reti neurali, alberi decisionali o apprendimento per rinforzo per creare chatbot, sistemi di manutenzione predittiva o strumenti di ottimizzazione delle catene di approvvigionamento.
5. Creatività e innovazione: la capacità di elaborare, valutare e implementare nuove idee, prodotti o processi per creare valore per clienti, parti interessate e società. Tra gli esempi citiamo la progettazione di nuove linee di prodotti, lo sviluppo di campagne di marketing o il miglioramento di processi produttivi per ridurre gli sprechi o il consumo di energia.
6. Pensiero critico e risoluzione dei problemi: la capacità di analizzare, valutare e risolvere problemi complessi e ambigui applicando logica, prove e creatività. Tra gli esempi citiamo la risoluzione dei malfunzionamenti di una macchina, la risoluzione dei reclami dei clienti o l’identificazione della causa principale di un problema di qualità.
7. Comunicazione e collaborazione: la capacità di esprimere idee, ascoltare attivamente e lavorare in modo efficace con altre persone provenienti da contesti, culture e prospettive diverse. Tra gli esempi si pensi alla presentazione e partecipazione a un progetto di squadra o alla risoluzione di un conflitto con i colleghi.

L’Industria 4.0 offre agli studenti molte opportunità stimolanti ed entusiasmanti. Il fenomeno richiede un approfondito bagaglio di competenze tecnologiche e relazionali, come la creatività, la capacità di risolvere problemi, comunicare e collaborare, essenziali per l’innovazione e la competitività. Gli studenti in grado di sviluppare e applicare queste competenze nel contesto dell’Industria 4.0 saranno probabilmente molto appetibili per i datori di lavoro e avranno maggiori opportunità di avanzamento di carriera e crescita personale.

studente di ingegneria che utilizza un software di realtà virtuale per portare avanti il suo progetto.

Come preparare gli studenti all’Industria 4.0

Preparare gli studenti all’Industria 4.0 richiede un approccio congiunto e proattivo da parte di docenti e istituzioni. Ecco alcune strategie per preparare in modo efficace gli studenti alle richieste del futuro mercato del lavoro nel settore della fabbricazione:

Integrazione delle tecnologie dell’Industria 4.0 in aula

Per mantenere gli studenti aggiornati e consentire loro di sperimentare tutti i recenti avanzamenti tecnologici utilizzati nel settore della fabbricazione, i docenti possono integrare le tecnologie dell’Industria 4.0 direttamente in aula.

Ciò potrebbe includere l’uso di simulazioni di realtà virtuale per insegnare concetti complessi o l’integrazione di robotica e automazione nei programmi di studio. Potrebbe anche comportare la creazione di makerspace interni che consentano agli studenti di imparare a utilizzare vari strumenti hardware e software, come stampanti 3D, scanner 3D, taglio laser, macchine CNC, software CAD e software di scultura 3D. Questi luoghi possono introdurre gli studenti al mondo delle tecnologie high-tech e dare loro una prospettiva su come potrà essere la loro giornata lavorativa. L’esperienza nell’utilizzo di scanner 3D o software CAD può arricchire la loro esperienza formativa e garantire un vantaggio rispetto agli altri nella ricerca del lavoro dei loro sogni.

Un esempio di questa iniziativa è il Design and Innovation Makerspace del College of Engineering dell’Università del Wisconsin-Madison. Inaugurato nel 2017 dopo la ristrutturazione di una vecchia biblioteca di ingegneria, il makerspace offre agli studenti l’accesso a un’ampia gamma di attrezzature ad alta tecnologia davvero straordinarie, tra cui stampanti 3D, scanner 3D, router CNC, taglio laser, droni, visori VR/AR e altro ancora. In gran parte gestito dagli studenti, il makerspace si propone di valorizzare gli studenti creando una comunità immersa nelle tecnologie emergenti e focalizzata sulla creazione di prodotti innovativi. Ad esempio, una delle attrezzature più apprezzate e versatili utilizzate dagli studenti di varie facoltà è lo scanner 3D portatile di Creaform Academia. Con questi strumenti, gli studenti possono agevolmente digitalizzare qualsiasi oggetto fisico, che si tratti di una parte di automobile o di un manufatto storico, e trasferirlo nel mondo digitale.

Se l’allestimento di uno spazio di questo tipo non rientra nel tuo budget, è comunque possibile introdurre gli studenti a tutti gli strumenti più recenti collaborando con un makerspace o un centro scientifico locale. Questi luoghi possono fornire l’accesso ad attrezzature ad alta tecnologia e predisporre corsi di formazione completi per i docenti, in modo che possano poi introdurre queste lezioni nei loro programmi di studio.

I corsi di officina tradizionali non sono più in grado di sostenere o preparare gli studenti alla crescente richiesta di lavoratori altamente qualificati da parte del settore, ecco perché occorre integrare nei programmi scolastici le tecnologie dell’Industria 4.0, come la fabbricazione additiva, la robotica e la programmazione.

Collaborazione con partner e professionisti del settore

La collaborazione con aziende locali e leader del settore può offrire agli studenti preziose opportunità di fare esperienze concrete, di conoscere le ultime tendenze e tecnologie e di approfondire abilità e competenze richieste per i lavori dell’Industria 4.0. Per raggiungere questo obiettivo, i docenti possono collaborare con partner e professionisti del settore in diversi modi.

Ad esempio, possono invitare esperti del settore come relatori ospiti per lezioni pratiche o workshop su argomenti legati all’Industria 4.0, in cui consentire agli studenti di apprendere alcune abilità pratiche o permettere a questi esperti di condividere il loro percorso professionale e rispondere alle possibili domande degli studenti.

Inoltre, è possibile organizzare visite regolari a fabbriche e stabilimenti di produzione, dove gli studenti possono osservare alcuni dei processi di fabbricazione e le giornate tipiche di un lavoratore in questo settore. Infine, i docenti possono offrire agli studenti l’opportunità di partecipare a tirocini o apprendistati con partner del settore per ottenere un’esperienza reale, utile per i loro futuri percorsi professionali.

Indipendentemente dalle modalità, la collaborazione con i leader del settore può permettere agli istituti didattici di acquisire le ultime ed esclusive informazioni e conoscenze del settore.

utilizzando lo scanner 3D Peel 3, l’insegnante trasmette ai suoi studenti le nozioni essenziali della scansione 3D.

Opportunità di tutoraggio, coaching e orientamento professionale

Districarsi nel complesso e dinamico mercato del lavoro dell’Industria 4.0 può essere sconfortante, soprattutto se i due fattori di cui abbiamo discusso non sono ancora stati introdotti nel sistema didattico. Nonostante tutti i progressi tecnologici e le innovazioni a cui abbiamo assistito negli ultimi anni, il settore della fabbricazione è ancora percepito a livello pubblico come pericoloso, sporco e con scarsa sicurezza lavorativa.

Per modificare questa percezione e creare un flusso di candidati qualificati, i docenti devono offrire opportunità di tutoraggio, coaching e orientamento professionale agli studenti che aspirano a intraprendere una carriera nell’Industria 4.0. Ad esempio, gli istituti didattici possono creare programmi di tutoraggio che mettano in contatto gli studenti con professionisti esperti in grado di condividere le loro conoscenze, competenze e reti e fornire feedback, consigli e supporto. Gli istituti didattici possono altresì offrire servizi di consulenza professionale e di inserimento lavorativo che aiutino gli studenti a identificare i loro punti di forza, interessi e obiettivi e li mettano in contatto con opportunità di lavoro e datori di lavoro pertinenti.

Possono anche evidenziare le opportunità, le ricompense e i vantaggi di una carriera in questo settore, mostrando agli studenti i vantaggi retributivi di un lavoro nel campo della fabbricazione. Fornisci agli studenti esempi concreti dei possibili guadagni se si possiedono determinate competenze e certificazioni. Un modo per farlo è creare crediti utilizzabili dagli studenti per ottenere certificazioni una volta conseguito il titolo di studio. Permetti agli studenti di accumulare crediti o di lavorare per ottenere certificazioni da conseguire successivamente al titolo di studio. Con queste certificazioni, potranno proseguire gli studi o trovare un lavoro.

Conclusione

Come sappiamo, l’Industria 4.0 continua a trasformare il settore della fabbricazione, creando nuove opportunità e sfide per gli studenti che si preparano ad entrare nel mondo del lavoro. Per garantire che la prossima generazione di lavoratori sia pronta per queste opportunità e sfide, dobbiamo preparare gli studenti ai lavori dell’Industria 4.0, aggiornare i programmi di studio in modo che siano incentrati su tecnologie emergenti e tendenze del settore e stabilire partnership tra istituti didattici e leader del settore. Lavorando insieme, possiamo colmare il divario di competenze e garantire al settore della fabbricazione l’accesso ai talenti necessari per continuare a crescere e innovare.