Prepare Seus Estudantes para a Indústria 4.0

Nas últimas décadas, o mundo passou por uma rápida transformação em como vivemos, trabalhamos e nos comunicamos, principalmente devido aos avanços tecnológicos. Essa mudança é comumente chamada de Indústria 4.0, um termo que representa a quarta revolução industrial. Com a Indústria 4.0, estamos testemunhando a integração de novas tecnologias na indústria de manufatura, como inteligência artificial, robótica, Internet das Coisas e outras, tornando-a mais inteligente, eficiente e conectada do que nunca.

À medida que continua a remodelar a indústria manufatureira, a Indústria 4.0 também remodela o mercado de trabalho, criando a necessidade de um novo conjunto de habilidades e competências. Isso significa que educadores e instituições são responsáveis por preparar os estudantes para as demandas do futuro mercado de trabalho e garantir que eles tenham as habilidades necessárias para serem bem-sucedidos na era da Indústria 4.0. Neste artigo, exploraremos o significado da Indústria 4.0, as habilidades que ela exige e as estratégias para preparar os estudantes para essa revolução.

Em um laboratório de engenharia, estudantes aprendem como digitalizar objetos em 3D em tempo real.

O que é e por que se preparar para a Indústria 4.0?

Desde seus primórdios, a indústria manufatureira passou por múltiplas transformações graças aos avanços tecnológicos trazidos pela primeira, segunda, terceira e agora quarta revolução industrial, também conhecida como Indústria 4.0. Desde a geração de energia a vapor, passando por eletricidade e linhas de montagem até computadores e automação, fabricantes em todo o mundo estão adotando tecnologias avançadas para simplificar processos, aumentar a eficiência e reduzir custos.

Embora variem de fabricante para fabricante, aqui estão as tecnologias e aplicações da Indústria 4.0 mais comuns pelas quais a quarta era tecnológica opera:

1. Sensores inteligentes e dispositivos de Internet das Coisas (IoT) coletam e analisam dados em tempo real para melhorar os processos de produção, reduzir o desperdício e evitar quebras de equipamentos.
2. Sistemas de robótica e automação permitem realizar tarefas repetitivas de forma mais rápida, com maior precisão e qualidade, e com menor risco de erros e acidentes.
3. Algoritmos de Inteligência Artificial (IA) e Machine Learning (ML) podem analisar grandes conjuntos de dados e identificar padrões, tendências e insights, que podem ser usados para otimizar processos, reduzir custos e aumentar a eficiência.
4. Manufatura aditiva, também conhecida como impressão 3D, permite que fabricantes produzam peças e produtos complexos com mínimo desperdício e prazo de entrega reduzido, além de maior personalização e flexibilidade.
5. Tecnologias de digitalização 3D permitem aos fabricantes criar réplicas digitais precisas e detalhadas de objetos e ambientes físicos para fins de controle de qualidade, inspeção e engenharia reversa.
6. Tecnologias de Realidade Aumentada e Virtual (AR/VR) podem melhorar os processos de treinamento e manutenção, fornecendo experiências imersivas e interativas que simulam cenários da vida real e aprimoram o aprendizado e a retenção.
7. Computação em nuvem e análise de Big Data permitem aos fabricantes armazenar, processar e analisar grandes quantidades de dados de várias fontes, incluindo sensores, máquinas e humanos, e usá-los para melhorar a tomada de decisões e a inovação.
8. Soluções de cibersegurança protegem dados confidenciais, propriedade intelectual e infraestrutura crítica contra ameaças e ataques cibernéticos.

Apesar da otimização e, em alguns casos, redução de recursos humanos devido à introdução dessas tecnologias, um estudo recente da Deloitte e do Manufacturing Institute afirma que as tecnologias da Indústria 4.0 provavelmente criarão mais empregos em vez de destruí-los. Mesmo antes da pandemia, um dos grandes desafios do setor era a falta de mão de obra qualificada. De acordo com o estudo, a lacuna de habilidades na indústria de manufatura pode resultar em 2,1 milhões de vagas ociosas em 2030 somente nos EUA e levar a prejuízos de até US$ 1 trilhão.

Para abordar a crescente lacuna de habilidades, é crucial fornecer educação e treinamento relevantes não apenas para a força de trabalho existente, mas também para os estudantes que ainda estão escolhendo seu caminho e consideram a manufatura como uma de suas opções. À medida que se tornam mais difundidas e influentes, as tecnologias da Indústria 4.0 exigirão um novo conjunto de habilidades e conhecimentos dos futuros trabalhadores da manufatura para que tenham sucesso no mercado de trabalho. Alguns dos empregos industriais que serão comuns em 2030 ainda não existem, enquanto os atuais poderão não mais existir em breve.

É por isso que, para encontrarem carreiras significativas e gratificantes, estudantes devem se preparar para a nova realidade em constante mudança da Indústria 4.0.

Braços robóticos automatizados em uma linha de montagem de automóveis

Habilidades exigidas pela Indústria 4.0

A Indústria 4.0 continua a evoluir e remodelar a indústria manufatureira. O mesmo acontece com os novos empregos e planos de carreira, criando uma demanda por novas habilidades e competências. Robôs e computadores já executam algumas das tarefas rotineiras e repetitivas, permitindo que trabalhadores se concentrem mais na tomada de decisões estratégicas, resolução de problemas e atividades de comunicação. Por outro lado, os sistemas educacionais têm dificuldade em acompanhar todas as mudanças tecnológicas que ocorrem no setor. Como resultado, ainda há uma lacuna enorme entre a qualificação exigida dos trabalhadores e o que estudantes aprendem nas instituições de ensino.

Para ter sucesso na era da Indústria 4.0, estudantes devem adquirir habilidades que combinem habilidades técnicas, cognitivas e socioemocionais. Essas habilidades podem variar dependendo do setor, cargo e nível de responsabilidade, mas alguns dos itens obrigatórios são:

1. Expertise digital: usar ferramentas e plataformas digitais para comunicar, colaborar e resolver problemas. Exemplos incluem o uso de redes sociais, e-mail, mensagens instantâneas, videoconferência, armazenamento em nuvem e software de gerenciamento de projetos.
2. Análise de dados: a capacidade de coletar, processar, interpretar e visualizar dados de várias fontes e formatos para obter insights, tomar decisões e melhorar o desempenho. Exemplos incluem o uso de Excel, Tableau, Python ou R para analisar dados de vendas, feedback de clientes ou métricas de produção.
3. Automação e robótica: a capacidade de projetar, programar, operar e manter sistemas automatizados e robóticos que podem executar tarefas repetitivas, perigosas ou complexas. Exemplos incluem o uso de Arduino, Raspberry Pi ou CLPs para controlar um braço robótico, correia transportadora, impressora 3D ou escâner 3D.
4. Inteligência artificial e aprendizado de máquina: a capacidade de entender, aplicar e desenvolver algoritmos e modelos para aprender com dados, fazer previsões e otimizar processos. Exemplos incluem o uso de redes neurais, árvores de decisão ou aprendizado por reforço para criar chatbots, sistemas de manutenção preditiva ou ferramentas de otimização da cadeia de suprimentos.
5. Criatividade e inovação: a capacidade de gerar, avaliar e implementar novas ideias, produtos ou processos para criar valor para clientes, partes interessadas e sociedade. Exemplos incluem projetar uma nova linha de produtos, desenvolver uma campanha de marketing ou melhorar um processo de produção para reduzir o desperdício ou o consumo de energia.
6. Pensamento crítico e resolução de problemas: a capacidade de analisar, avaliar e resolver problemas complexos e ambíguos aplicando lógica, evidências e criatividade. Exemplos incluem a solução de problemas de mau funcionamento de uma máquina, a resolução de uma reclamação de cliente ou a identificação da causa raiz de um problema de qualidade.
7. Comunicação e colaboração: a capacidade de expressar ideias, ouvir ativamente e trabalhar de forma eficaz com outras pessoas de diversas origens, culturas e perspectivas. Exemplos incluem fazer uma apresentação, participar de um projeto de equipe ou resolver um conflito com um colega.

A Indústria 4.0 abre muitas oportunidades desafiadoras e empolgantes para estudantes. Ela requer um profundo conjunto de habilidades tecnológicas e interpessoais, como criatividade, resolução de problemas, comunicação e colaboração, essenciais para a inovação e competitividade. Estudantes capazes desenvolver e aplicar essas habilidades no contexto da Indústria 4.0 serão provavelmente muito mais procurados pelos empregadores e terão mais oportunidades de progressão na carreira e crescimento pessoal.

Estudante de engenharia utiliza um software de realidade virtual para aperfeiçoar seu projeto.

Como preparar estudantes para a Indústria 4.0

Preparar estudantes para a Indústria 4.0 requer uma abordagem conjunta e proativa de educadores e instituições. Aqui estão algumas estratégias para preparar de forma eficaz os estudantes para as demandas do futuro mercado de trabalho da manufatura:

Integrar tecnologias da Indústria 4.0 na sala de aula

Para manter os estudantes atualizados e dar-lhes experiência prática com todas as tecnologias avançadas recentes usadas na fabricação, os educadores podem incorporar tecnologias da Indústria 4.0 diretamente na sala de aula.

Isso pode incluir o uso de simulações de realidade virtual para ensinar conceitos complexos ou incorporar robótica e automação na grade curricular. Também pode envolver a criação de um Espaço Maker dentro da própria instituição, onde estudantes possam aprender a operar várias ferramentas de hardware e software, como impressoras 3D, escâneres 3D, cortadores a laser, máquinas CNC, software CAD e software de escultura 3D. Esses lugares podem expor os estudantes ao mundo das tecnologias de ponta e dar-lhes uma perspectiva de como pode ser o seu dia a dia no trabalho. Ter experiência na operação de um escâner 3D ou no uso de software CAD pode enriquecer sua experiência de aprendizado e dar a eles uma vantagem sobre os outros ao procurar o emprego dos sonhos.

Um exemplo de tal iniciativa é o Design and Innovation Makerspace Lab na Faculdade de Engenharia da Universidade de Wisconsin-Madison. Lançado em 2017 após a reforma de uma antiga biblioteca de engenharia, o Makerspace oferece a seus alunos acesso a uma ampla variedade de impressionantes equipamentos de alta tecnologia, incluindo impressoras 3D, escâneres 3D, cortadores CNC ou a laser, drones, óculos de VR/AR, e muito mais. Em grande parte administrado pelos estudantes, o Makerspace se esforça para capacitar os alunos, criando uma comunidade imersa em tecnologias emergentes e focada na criação de produtos inovadores. Por exemplo, um dos equipamentos mais populares e versáteis usados por estudantes de várias faculdades são os escâneres 3D portáteis da Creaform Academia. Com eles, estudantes podem digitalizar facilmente qualquer objeto físico, seja uma peça de automóvel ou um artefato histórico, e trazê-lo para o mundo digital.

Se a criação de um espaço como esse estiver fora do seu orçamento, ainda é possível expor os alunos a todas as ferramentas mais recentes em parceria com um Espaço Maker local ou um centro de ciências. Esses locais podem fornecer acesso a equipamentos de alta tecnologia e organizar treinamentos completos para professores, para que possam, posteriormente, introduzir essas aulas em suas grades curriculares.

As aulas de oficina tradicionais não podem mais sustentar ou preparar os alunos para as crescentes demandas da indústria por trabalhadores altamente qualificados, e é por isso que é necessário integrar as tecnologias da Indústria 4.0, como manufatura aditiva, robótica e codificação, nos programas das escolas.

Colaborar com parceiros industriais e profissionais

Parcerias com empresas locais e líderes do setor podem proporcionar aos estudantes oportunidades valiosas para obter experiência no mundo real, aprender sobre as últimas tendências e tecnologias e obter insights sobre as habilidades e competências necessárias para os empregos da Indústria 4.0. Para tanto, educadores podem colaborar das mais variadas formas com parceiros e profissionais do setor.

Eles podem, por exemplo, convidar especialistas do setor para ministrar aulas práticas ou workshops sobre assuntos relacionados à Indústria 4.0, onde estudantes possam aprender algumas habilidades práticas, ou podem compartilhar sua jornada de carreira e responder a perguntas que os estudantes possam ter.

Outra forma é organizar visitas regulares às fábricas e instalações de produção, onde estudantes possam observar alguns dos processos de fabricação e como pode ser o dia a dia de um trabalhador industrial. Por fim, os educadores podem oferecer aos estudantes oportunidades de participar de estágios ou aprendizados com parceiros da indústria para obter experiências da vida real que os ajudarão em suas carreiras futuras.

Independentemente do formato, trabalhar com líderes da indústria pode fornecer às escolas os insights e conhecimentos mais recentes do setor que eles não obterão em nenhum outro lugar.

Com o escâner 3D peel 3 em mãos, professor transmite conhecimento sobre os conceitos essenciais da digitalização 3D aos seus estudantes.

Fornecer mentoria, treinamento e orientação de carreira

Navegar no complexo e dinâmico mercado de trabalho da Indústria 4.0 pode ser desafiador, especialmente se os dois fatores anteriores ainda não foram introduzidos no sistema escolar. Apesar de todos os avanços tecnológicos e inovações introduzidos nos últimos anos, a indústria de manufatura ainda é comumente associada a um ambiente de trabalho potencialmente mais pesado.

Para mudar essa percepção ampliar o número de candidatos qualificados, educadores devem fornecer mentoria, treinamento e orientação profissional para estudantes que desejam seguir uma carreira na Indústria 4.0. Instituições de ensino podem, por exemplo, criar programas de mentoria que conectem os estudantes com profissionais experientes que possam compartilhar seus conhecimentos, habilidades e network, além de fornecer feedback, conselhos e suporte. As instituições também podem oferecer aconselhamento profissional e serviços de colocação profissional que ajudem os estudantes a identificar seus pontos fortes, interesses e objetivos, e combiná-los com oportunidades de emprego e empregadores relevantes.

Elas também podem destacar as oportunidades, recompensas e benefícios de seguir uma carreira nessa área, mostrando aos estudantes a vantagem salarial de trabalhar na manufatura. Forneça exemplos do mundo real, do que os estudantes podem esperar fazer se tiverem certas habilidades e certificações. Uma maneira de fazer isso é criar créditos que possam ser usados para certificações quando os estudantes se formarem. Permita que os estudantes acumulem créditos ou trabalhem em certificações que poderão obter quando se formarem. Com isso em mãos, eles poderão prosseguir seus estudos ou conseguir um emprego.

Conclusão

Como podemos ver, a Indústria 4.0 continua transformando a indústria de manufatura e criando novas oportunidades e desafios para estudantes que se preparam para entrar no mercado de trabalho. Para garantir que a próxima geração de trabalhadores esteja pronta para essas oportunidades e desafios, devemos preparar estudantes para empregos na Indústria 4.0, atualizar a grade curricular com foco em tecnologias emergentes e tendências do setor e estabelecer parcerias entre instituições educacionais e líderes do setor. Trabalhando juntos, podemos preencher a lacuna de habilidades e garantir que a indústria de manufatura tenha acesso ao talento necessário para continuar crescendo e inovando.