인더스트리 4.0에 대비하도록 학생들을 준비시키십시오.

지난 수십 년 동안 세계는 주로 기술 발전으로 인해 생활하고, 일하고, 소통하는 방식에 급격한 변화를 겪었습니다. 이러한 변화를 일반적으로 인더스트리 4.0이라고 하며, 이는 4차 산업혁명을 대표하는 용어입니다. 인더스트리 4.0을 통해 우리는 인공 지능, 로봇 공학, 사물 인터넷 등과 같은 신기술이 제조 산업에 통합되어 그 어느 때보다 스마트하고 효율적이며 연결성이 높아지는 것을 목격하고 있습니다.

인더스트리 4.0에 의해 제조 산업이 지속적으로 재편되고 있기 때문에 고용 시장 역시 재편되고 있어 새로운 기술과 역량이 필요해지고 있습니다. 이는 교육자와 기관들에게 학생들을 미래 취업 시장의 수요에 맞춰 준비시키고 그들이 인더스트리 4.0 시대에 성공하기 위해 필요한 기술을 갖추도록 보장할 책임이 있음을 의미합니다. 이 글에서는 인더스트리 4.0의 의미와 이에 필요한 기술, 이러한 혁명에 학생들을 대비시키기 위한 전략에 대해 살펴볼 것입니다.

엔지니어링 실험실에서 학생들은 물체를 실시간으로 3D 스캔하는 방법을 배웁니다.

인더스트리 4.0이란 무엇이며 이를 준비해야 하는 이유는 무엇입니까?

제조 산업은 초창기부터 1차, 2차, 3차, 그리고 인더스트리 4.0이라고도 알려진 4차 산업에 의해 이루어진 기술적 발전 덕분에 다양한 변화를 겪었습니다. 수력 및 증기 발전에서 전기 및 조립 라인, 컴퓨터 및 자동화에 이르기까지 전세계의 제조사는 현재 공정을 간소화하고, 효율성을 증대하고, 비용을 절감하기 위해 첨단 기술을 채택하고 있습니다.

인더스트리 4.0의 기술과 응용 분야는 제조사에 따라 매우 다르지만 4차 기술 시대는 다음을 통해 동작하는 것이 가장 일반적입니다.

1. 스마트 센서 및 사물 인터넷(IoT) 기기가 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하여 생산성을 향상시키고, 폐기물을 줄이고, 장비 고장을 방지합니다.
2. 로봇 공학 및 자동화 시스템이 반복적인 작업을 보다 빠르고, 보다 정밀하며, 높은 품질로, 오류와 사고의 위험이 감소된 상태로 수행합니다.
3. 인공 지능(AI) 및 기계 학습(ML) 알고리즘에 의해 대량의 데이터 세트를 분석하고 패턴, 트렌드, 통찰력이 식별되어 공정 최적화, 비용 절감, 효율성 향상에 이용될 수 있습니다.
4. 적층 제조(3D 프린팅이라고도함)에 의해 제조사는 복잡한 부품과 제품을 최소의 폐기물 및 리드 타임, 더 큰 고객 맞춤화와 유연성으로 생산할 수 있습니다.
5. 3D 스캐닝 기술을 통해 제조사는 품질 관리, 검사, 리버스 엔지니어링을 위해 물리적 개체와 환경의 정밀하고 세부적인 디지털 복제본을 생성할 수 있습니다.
6. 증강 및 가상 현실(AR/VR) 기술은 실제 시나리오를 시뮬레이션하고 학습 및 보유를 향상시키는 몰입형 및 대화형 경험을 제공하여 교육 및 유지관리 프로세스를 개선할 수 있습니다.
7. 클라우드 컴퓨팅 및 빅 데이터 분석을 통해 제조사는 센서, 기계, 인간을 비롯한 다양한 소스에서 얻은 대량 데이터를 보관, 처리, 분석하고 이를 의사 결정 개선과 혁신에 사용할 수 있습니다.
8. 사이버 보안 솔루션은 민감한 데이터, 지적 재산, 중요 인프라를 사이버 위협과 공격으로부터 보호합니다.

이러한 기술의 도입으로 인한 최적화와 경우에 따른 인적 자원 감소에도 불구하고 Deloitte와 Manufacturing Institute의 최근 연구에 따르면 인더스트리 4.0 기술은 일자리를 파괴하는 것이 아니라 더 많은 일자리를 창출할 가능성이 높습니다. 팬데믹 이전에서 산업 분야의 가장 중요한 문제 중 하나는 숙련된 노동력의 부족이었습니다. 연구에 따르면 제조 기술 격차로 인해 2030년에는 미국에서만 210만 개의 일자리가 채워지지 않고 그 비용은 최대 1조 US 달러에 이를 수 있습니다.

증가하는 기술 격차를 해결하기 위해서는 기존 인력뿐만 아니라 아직 자신의 진로를 선택하고 있으며 제조업을 그들의 옵션 중 하나로 고려하고 있는 학생들에게도 관련 교육과 훈련을 제공하는 것이 중요합니다. 인더스트리 4.0 기술이 더욱 보편화되고 더 큰 영향력을 가지게 됨에 따라 미래의 제조업 종사자가 고용 시장에서 성공하려면 새로운 기술과 지식이 필요합니다. 2030년도에 가장 일반적이 될 수 있는 제조업 일자리 중 일부는 아직 존재하지 않지만 현재의 일자리는 곧 사라질 수 있습니다.

그렇기 때문에 학생들은 의미와 보람이 있는 직업을 찾기 위해 새롭고 지속적으로 변화하는 인더스트리 4.0의 현실에 대비해야 합니다.

자동차 조립 라인의 자동 로봇 암

인더스트리 4.0에 필요한 기술

인더스트리 4.0이 제조 산업을 지속적으로 진화시키고 재편함에 따라 새로운 직업과 진로 경로 역시 지속적으로 진화되고 재편되어 새로운 기술과 역량에 대한 수요가 발생합니다. 로봇과 컴퓨터가 이미 일상적이고 단순하고 반복적인 작업 중 일부를 수행하고 있기 때문에 노동자는 전략적 의사 결정, 문제 해결 및 커뮤니케이션 활동에 더욱 집중할 수 있습니다. 다른 한편으로 교육 시스템은 산업 분야에서 일어나고 있는 모든 기술적 변화를 따라 잡는 데 어려움을 겪고 있습니다. 그 결과 숙련된 노동자에 대한 수요와 학생들이 배우는 내용 사이에는 여전히 큰 격차가 있습니다.

인더스트리 4.0 시대에 성공하려면 학생들은 기술과, 인지 및 사회 감정 능력을 결합시키는 기술을 습득해야 합니다. 이러한 기술은 산업 분야, 직업 역할, 책임 수준에 따라 매우 다양하지만 다음과 같은 사항들이 반드시 필요합니다.

1. 디지털 리터러시: 디지털 도구와 플랫폼을 사용하여 소통하고, 협동하고 문제를 푸는 능력. 예로는 소셜 미디어, 이메일, 인스턴트 메시징, 비디오 회의, 클라우드 스토리지, 프로젝트 관리 소프트웨어가
2. 데이터 분석: 다양한 소스와 형식의 데이터를 수집, 처리, 해석, 시각화하여 통찰력을 얻고, 결정을 내리고, 성과를 개선하는 능력. 예로는 Excel이나 Tableau, Python, R을 사용한 판매 데이터, 고객 피드백 또는 생산 지표 분석이 있습니다.
3. 자동화 및 로봇 공학: 반복적이거나 위험하거나 복잡한 작업을 수행할 수 있는 자동화된 로봇 시스템을 설계, 프로그래밍, 작동, 유지보수할 수 있는 능력. 예로는 Arduino 또는 Raspberry Pi, PLC를 사용한 로봇 팔이나, 컨베이어 벨트, 3D 프린터, 3D 스캐너 제어가 있습니다.
4. 인공 지능 및 기계 학습: 데이터에서 학습하고, 예측하고, 공정을 최적화하기 위해 알고리즘과 모델링을 이해, 적용, 개발하는 능력. 예로는 중립 네트워크나 결정 트리, 학습 강화 등을 사용한 챗봇이나 예측 유지보수, 공급망 최적화 도구 생성이 있습니다.
5. 창의성 및 혁신: 고객, 주주, 사회를 위한 가치를 창출하기 위해 새로운 아이디어나 제품, 프로세스를 생성하고, 평가하고, 구현하는 능력. 예로는 신제품 라인 설계, 마케팅 캠페인 개발, 폐기물이나 에너지 소비를 줄이기 위한 생산 프로세스 개선이 있습니다.
6. 비판적 사고 및 문제 해결: 논리, 증거 및 창의성을 적용하여 복잡하고 모호한 문제를 분석, 평가, 해결하는 능력. 예로는 기계 오작동 문제 해결, 고객 불만 해결 또는 품질 문제의 근본 원인 식별이 있습니다.
7. 소통 및 협업: 아이디어를 표현하고 적극적으로 경청하며 다양한 배경, 문화 및 관점을 가진 사람들과 효율적으로 협력하는 능력. 예로는 프레젠테이션, 팀 프로젝트 참여 또는 동료와의 갈등 해결 등이 있습니다.

인더스트리 4.0은 학생들에게 많은 도전 과제와 흥미로운 기회를 제공합니다. 혁신과 경쟁력에 필수적인 창의성, 문제 해결 능력, 소통 및 협업과 같이 다양한 능력과 소프트한 기술이 필요합니다. 인더스트리 4.0의 맥락에서 이러한 기술을 개발하고 적용할 수 있는 학생은 고용주가 원할 가능성이 높으며 더 많은 경력 개발과 개인적인 성장 기회를 가질 수 있습니다.

학생 엔지니어가 가상 현실 소프트웨어를 사용해 자신의 프로젝트를 진행하고 있습니다.

인더스트리 4.0에 대비하도록 학생들을 준비시키는 방법

인더스트리 4.0에 대비하도록 학생들을 준비시키려면 교육자와 기관의 협동적이고 능동적인 접근 방식이 필요합니다. 다음은 학생들을 미래의 제조업 취업 시장의 수요에 맞춰 효율적으로 준비시키기 위한 몇 가지 전략입니다.

강의실에 인더스트리 4.0 기술 통합

교육자는 학생들에게 최신 정보를 제공하고 제조 과정에 사용되는 모든 최신 첨단 기술에 대한 실습 경험을 제공하기 위해 인더스트리 4.0 기술을 강의실에 직접 통합할 수 있습니다.

여기에는 복잡한 개념을 가르치기 위해 자동화를 가상 현실 시뮬레이션 사용하거나 로봇 공학 및 자동화를 커리큘럼에 통합하는 것이 포함됩니다. 또한 학생들이 3D 프린터, 3D 스캐너, 레이저 절단기, CNC 기계, CAD 소프트웨어 및 3D 조각 소프트웨어와 같은 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 도구의 작동 방법을 배울 수 있는 사내 제작기 공간을 조성하는 것도 포함될 수 있습니다. 이러한 장소는 학생들을 최첨단 기술에 노출시켜 일상업무가 어떤 모습일 수 있는지에 대한 전망을 제공할 수 있습니다. 3D 스캐너를 작동하거나 CAD 소프트웨어를 사용한 경험은 학생들의 학습 경험을 풍부하게 하여 원하는 그들이 직업을 찾을 때 다른 사람들보다 우위를 점할 수 있도록 합니다.

이러한 이니셔티브의 한 가지 예는 위스콘신 대학교 매디슨의 공과 대학에 있는 Design and Innovation Makerspace입니다. 2017년 오래된 엔지니어링 도서관을 정비한 후 문을 연 Makerspace는 학생들이 3D 프린터, 3D 스캐너, CNC 라우터, 레이저 절단기, 드론, VR/AR 헤드셋 등 매우 인상적인 다양한 첨단 장비에 접근할 수 있도록 해줍니다. 주로 학생이 운영하는 Makerspace는 새로운 기술에 몰두하고 혁신적인 제품을 만드는 데 집중하는 커뮤니티를 만들어 학생들의 역량을 강화하기 위해 노력하고 있습니다. 예를 들면, 다양한 학부의 학생들이 사용하는 가장 인기 있고 다양한 장비 중 하나는 Creaform Academia의 휴대용 3D 스캐너입니다. 학생들은 이 장비를 사용해 자동차 부품이든 역사적 유물이든 모든 물리적 개체를 간편하게 디지털화할 수 있습니다.

이러한 공간을 조성하는 것이 예산을 초과하는 경우 현지 제작 공간 또는 과학 센터와 제휴하여 학생들을 모든 최신 도구에 노출시킬 수 있습니다. 이러한 공간은 최첨단 장비를 접할 수 있도록 하고 교사들을 위한 전체 교육 프로그램을 제공하여 교사들이 향후 자신들의 커리큘럼에 이러한 수업을 도입할 수 있도록 합니다.

전통적인 보여주기식 교육은 더 이상 유지될 수 없거나 고도로 숙련된 노동자에 대한 산업 분야의 증가하는 수요에 대해 학생들을 준비시킬 수 없습니다. 이것이 적층 제조, 로봇 공학 및 코딩과 같은 인더스트리 4.0 기술을 학교 프로그램에 통합해야 하는 이유입니다.

산업 파트너 및 전문가들과의 협업

현지 비즈니스 및 업계 리더와 협력하면 학생들은 실제 경험을 얻고 최신 트렌드와 기술에 대해 배울 수 있는 소중한 기회를 얻을 수 있으며 인더스트리 4.0 직업에 필요한 기술과 역량에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이를 위해 교육자는 다양한 방식으로 산업 파트너 및 전문가들과 협업해야 합니다.

예를 들면, 산업 전문가를 강의에 게스트로 초대해 인더스트리 4.0 관련 주제에 대한 실습 수업 또는 워크숍을 지도하거나 학생들에게 실용적인 기술을 가르치거나 경력 여정을 공유하고 학생들의 질문에 답하게 할 수 있습니다.

또 다른 방법은 학생들이 일부 제조 공정과 제조 노동자의 일상 생활을 경험할 수 있는 정기적인 공장 및 생산 시설 견학을 조직하는 것입니다. 마지막으로 교육자는 산업 파트너와 함께 학생들에게 인턴십이나 견습 과정에 참여할 수 있는 기회를 제공하여 그들의 미래 진로에 도움이 될 실제 경험을 얻을 수 있도록 할 수 있습니다.

형식에 관계 없이 업계 리더와 협력하면 학교는 다른 곳에서는 얻을 수 없는 최신 산업 관련 통찰력과 지식을 얻을 수 있습니다.

교사가 Peel 3 3D 스캐너를 사용하여 학생들에게 3D 스캐닝의 필수 개념에 대한 지식을 전달하고 있습니다.

멘토 관계, 코칭 및 진로 지도 제공

복잡하고 역동적인 인더스트리 4.0 취업 시장을 탐색하는 것은 위의 두 가지 요소가 아직 학교 시스템에 도입되지 않은 경우 매우 막막할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 도입된 모든 기술적인 성과와 혁신에도 불구하고 제조 산업은 일반적으로 여전히 위험하고 더럽고 직업 안정성이 낮은 것으로 인식됩니다.

이러한 인식을 바꾸고 자격을 갖춘 지원자와의 연결점을 만들기 위해 교육자는 인더스트리 4.0에서 경력을 쌓고자 하는 학생들에게 멘토 관계, 코칭 및 진로 안내를 제공해야 합니다. 예를 들어, 학교는 지식, 기술 및 네트워크를 공유하고 피드백, 조언 및 지원을 제공할 수 있는 숙련된 전문가와 학생을 연결하는 멘토링 프로그램을 만들 수 있습니다. 학교는 또한 학생들이 자신의 강점, 관심사 및 목표를 파악하고 이와 관련된 취업 기회 및 고용주와 연결하는 데 도움이 되는 진로 상담 및 취업 알선 서비스를 제공할 수 있습니다.

또한 학생들에게 제조 분야에서 근무할 때 받을 수 있는 급여를 제시하여 이 분야에서 경력을 쌓을 때 얻을 수 있는 기회, 보상 및 장점을 강조할 수 있습니다. 학생들에게 특정 기술과 자격증이 있는 경우 무엇을 할 수 있는지에 대한 실제 예시를 제공해야 합니다. 학생들이 졸업할 때 자격증에 이용할 수 있는 학점을 따게 하는 것도 이를 위한 한 가지 방법입니다. 학생들이 학점을 모으거나 졸업할 때 받을 수 있는 자격증을 위해 노력하게 하십시오. 이것들을 가지고 있으면 학생들은 계속 연구를 하거나 직업을 얻을 수 있습니다.

결론

보시다시피 인더스트리 4.0은 제조 산업을 지속적으로 변화시켜 취업을 준비하는 학생들에게 새로운 기회와 도전을 제공합니다. 차세대의 노동자들이 이러한 기회와 도전에 대비할 수 있도록 학생들이 인더스트리 4.0 직업에 대비하도록 준비시키고, 신기술 및 업계 동향에 맞춰 커리큘럼을 업데이트하고, 교육 기관과 업계 리더 간의 협력 관계를 구축해야 합니다. 협력을 통해 기술 격차를 해소하고 제조업이 계속해서 성장하고 혁신하는 데 필요한 인재를 지속적으로 얻을 수 있습니다.