Prepara a tus estudiantes para la Industria 4.0

En las últimas décadas, el mundo ha experimentado una rápida transformación en cómo vivimos, trabajamos y nos comunicamos, principalmente debido a los avances tecnológicos. Este cambio se conoce comúnmente como Industria 4.0, un término que representa la cuarta revolución industrial. Con la Industria 4.0, estamos presenciando la integración de nuevas tecnologías como la inteligencia artificial, la robótica, el Internet de las cosas y otras en la industria manufacturera, lo que la hace más inteligente, eficiente y conectada que nunca.

A medida que la Industria 4.0 continúa remodelando el sector manufacturero, también está transformando el mercado laboral, creando la necesidad de un nuevo conjunto de habilidades y competencias. Esto significa que los educadores y las instituciones son responsables de preparar a los estudiantes para las demandas del futuro mercado laboral y garantizar que tengan las habilidades necesarias para tener éxito en la era de la Industria 4.0. En este artículo, exploraremos el significado de la Industria 4.0, las habilidades requeridas y las estrategias para preparar a los estudiantes para esta revolución.

En un laboratorio de ingeniería, los estudiantes aprenden a escanear objetos en 3D en tiempo real.

¿Qué es la Industria 4.0 y por qué prepararse para ella?

Desde sus inicios, el sector manufacturero ha experimentado múltiples transformaciones gracias a los avances tecnológicos traídos por las primeras, segundas, terceras y ahora cuarta revolución industrial, conocida también como Industria 4.0. Desde la generación de energía con agua y vapor hasta la electricidad y las líneas de montaje, así como la introducción de computadoras y automatización, los fabricantes de todo el mundo están adoptando tecnologías avanzadas para optimizar procesos, aumentar eficiencia y reducir costos.

Si bien las tecnologías y aplicaciones de la Industria 4.0 varían de un fabricante a otro, estas son las más comunes en esta cuarta era tecnológica:

1. Sensores inteligentes y dispositivos de Internet de las cosas (IoT) que recopilan y analizan datos en tiempo real para mejorar los procesos de producción, reducir desperdicios y evitar averías en los equipos.
2. Sistemas de robótica y automatización que realizan tareas repetitivas de manera más rápida, precisa y con menor riesgo de errores y accidentes.
3. Algoritmos de inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML) que analizan grandes conjuntos de datos e identifican patrones, tendencias y conocimientos para optimizar procesos, reducir costos y aumentar eficiencia.
4. Fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, que permite a los fabricantes producir piezas y productos complejos con mínimo desperdicio y tiempo de entrega, además de ofrecer mayor personalización y flexibilidad.
5. Tecnologías de escaneo 3D que permiten a los fabricantes crear réplicas digitales precisas y detalladas de objetos y entornos físicos para control de calidad, inspección e ingeniería inversa.
6. Tecnologías de realidad aumentada y virtual (AR/VR) que mejoran los procesos de capacitación y mantenimiento mediante experiencias inmersivas e interactivas que simulan escenarios de la vida real, favoreciendo el aprendizaje y la retención.
7. Computación en la nube y análisis de Big Data que permiten a los fabricantes almacenar, procesar y analizar grandes cantidades de datos provenientes de diversas fuentes, incluyendo sensores, máquinas y humanos, para mejorar la toma de decisiones y la innovación.
8. Soluciones de ciberseguridad que protegen datos confidenciales, propiedad intelectual e infraestructuras críticas de amenazas y ataques cibernéticos.

A pesar de la optimización y, en algunos casos, la reducción de la mano de obra debido a la introducción de estas tecnologías, un estudio reciente de Deloitte y el Instituto de Fabricación afirma que es probable que las tecnologías de la Industria 4.0 creen más empleos de los que destruyen. Incluso antes de la pandemia, uno de los desafíos importantes de la industria era la falta de mano de obra calificada. Según el estudio, la brecha de habilidades en la fabricación podría resultar en 2,1 millones de puestos de trabajo vacantes en 2030 solo en los EE. UU., y costar hasta $1 billón.

Para abordar esta creciente brecha de habilidades, es crucial proporcionar educación y capacitación relevantes no solo a la fuerza laboral existente, sino también a los estudiantes que aún están eligiendo su camino y considerando la fabricación como una de sus opciones. A medida que las tecnologías de la Industria 4.0 se vuelvan más omnipresentes e influyentes, se requerirá un nuevo conjunto de habilidades y conocimientos por parte de los futuros trabajadores de la fabricación para tener éxito en el mercado laboral. Algunos de los trabajos de fabricación que serán comunes en 2030 aún no existen, mientras que los actuales pueden desaparecer pronto.

Es por eso que los estudiantes deben prepararse para la nueva realidad en constante cambio de la Industria 4.0 para encontrar carreras significativas y gratificantes.

Brazos robóticos automatizados en una línea de montaje de automóviles

Habilidades requeridas para la Industria 4.0

A medida que la Industria 4.0 continúa evolucionando y remodelando el sector de la fabricación, también surgen nuevos trabajos y caminos profesionales, creando una demanda de nuevas habilidades y competencias. Los robots y las computadoras ya realizan algunas tareas rutinarias, mundanas y repetitivas, lo que permite a los trabajadores concentrarse más en la toma de decisiones estratégicas, la resolución de problemas y las actividades de comunicación. Sin embargo, los sistemas educativos tienen dificultades para mantenerse al día con todos los cambios tecnológicos que ocurren en la industria. Como resultado, todavía existe una gran brecha entre la demanda de trabajadores calificados y lo que los estudiantes están aprendiendo.

Para tener éxito en la era de la Industria 4.0, los estudiantes deben adquirir habilidades que combinen habilidades técnicas, cognitivas y socioemocionales. Estas habilidades pueden variar según la industria, el puesto de trabajo y el nivel de responsabilidad, pero algunas de las habilidades imprescindibles son:

1. Alfabetización digital: el uso de herramientas y plataformas digitales para comunicarse, colaborar y resolver problemas. Ejemplos incluyen redes sociales, correo electrónico, mensajería instantánea, videoconferencias, almacenamiento en la nube y software de gestión de proyectos.
2. Análisis de datos: la capacidad de recopilar, procesar, interpretar y visualizar datos de varias fuentes y formatos para obtener información, tomar decisiones y mejorar el rendimiento. Ejemplos incluyen el uso de Excel, Tableau, Python o R para analizar datos de ventas, comentarios de clientes o métricas de producción.
3. Automatización y robótica: la capacidad de diseñar, programar, operar y mantener sistemas automatizados y robóticos que pueden realizar tareas repetitivas, peligrosas o complejas. Ejemplos incluyen el uso de Arduino, Raspberry Pi o PLC para controlar un brazo robótico, una cinta transportadora, una impresora 3D o un escáner 3D.
4. Inteligencia artificial y aprendizaje automático: la capacidad de comprender, aplicar y desarrollar algoritmos y modelos para aprender de los datos, hacer predicciones y optimizar procesos. Ejemplos incluyen el uso de redes neuronales, árboles de decisión o aprendizaje reforzado para crear chatbots, sistemas de mantenimiento predictivo o herramientas de optimización de la cadena de suministro.
5. Creatividad e innovación: la capacidad de generar, evaluar e implementar nuevas ideas, productos o procesos para crear valor para los clientes, las partes interesadas y la sociedad. Ejemplos incluyen el diseño de una nueva línea de productos, el desarrollo de una campaña de marketing o la mejora de un proceso de producción para reducir los desechos o el consumo de energía.
6. Pensamiento crítico y resolución de problemas: la capacidad de analizar, evaluar y resolver problemas complejos y ambiguos aplicando lógica, evidencia y creatividad. Ejemplos incluyen solucionar el mal funcionamiento de una máquina, resolver una queja de un cliente o identificar la causa raíz de un problema de calidad.
7. Comunicación y colaboración: la capacidad de expresar ideas, escuchar activamente y trabajar eficazmente con otras personas de diversos orígenes, culturas y perspectivas. Ejemplos incluyen dar una presentación, participar en un proyecto de equipo o resolver un conflicto con un colega.

La Industria 4.0 abre muchas oportunidades desafiantes y emocionantes para los estudiantes. Requiere un conjunto de habilidades tecnológicas profundas y habilidades interpersonales, como la creatividad, la resolución de problemas, la comunicación y la colaboración, que son esenciales para la innovación y la competitividad. Los estudiantes que puedan desarrollar y aplicar estas habilidades en el contexto de la Industria 4.0 probablemente tendrán una gran demanda por parte de los empleadores y tendrán más oportunidades de avance profesional y crecimiento personal.

El estudiante de ingeniería está utilizando un software de realidad virtual para avanzar en su proyecto.

Cómo preparar a los estudiantes para la Industria 4.0

Preparar a los estudiantes para la Industria 4.0 requiere un enfoque conjunto y proactivo de educadores e instituciones. Aquí hay algunas estrategias para preparar de manera efectiva a los estudiantes para las demandas del futuro mercado laboral de fabricación:

Integrar las tecnologías de la Industria 4.0 en el aula

Para mantener a los estudiantes actualizados y brindarles experiencia práctica con todas las tecnologías avanzadas recientes utilizadas en la fabricación, los educadores pueden incorporar directamente las tecnologías de la Industria 4.0 en el aula.

Esto podría incluir el uso de simulaciones de realidad virtual para enseñar conceptos complejos o la integración de robótica y automatización en el plan de estudios. También puede implicar la creación de espacios de creación internos donde los estudiantes puedan aprender a operar varias herramientas de hardware y software, como impresoras 3D, escáneres 3D, cortadores láser, máquinas CNC, software CAD y software de escultura 3D. Estos lugares pueden exponer a los estudiantes al mundo de las tecnologías de alta tecnología y darles una perspectiva de cómo podría ser su día a día en el trabajo. Tener experiencia en la operación de un escáner 3D o en el uso de software CAD puede enriquecer su experiencia de aprendizaje y darles una ventaja sobre los demás cuando busquen el trabajo de sus sueños.

Un ejemplo de tal iniciativa es el Makerspace de Diseño e Innovación en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Wisconsin-Madison. Lanzado en 2017 después de la renovación de una antigua biblioteca de ingeniería, Makerspace ofrece a sus estudiantes acceso a una amplia gama de equipos de alta tecnología muy impresionantes, que incluyen impresoras 3D, escáneres 3D, enrutadores CNC, cortadores láser, drones, cascos VR/AR y más. Dirigido en gran parte por estudiantes, Makerspace se esfuerza por empoderar a los estudiantes mediante la creación de una comunidad inmersa en tecnologías emergentes y enfocada en la creación de productos innovadores. Por ejemplo, uno de los equipos más populares y versátiles que utilizan los estudiantes de varias facultades son los escáneres 3D portátiles de Creaform Academia. Con ellos, los estudiantes pueden digitalizar fácilmente cualquier objeto físico, ya sea una pieza de automóvil o un artefacto histórico, y llevarlo al mundo digital.

Si la creación de un espacio de este tipo está fuera de su presupuesto, aún es posible exponer a los estudiantes a las herramientas más recientes al asociarse con un espacio de creación local o un centro de ciencias. Estos lugares pueden brindar acceso a equipos de alta tecnología y organizar una capacitación completa para los docentes, para que luego puedan incorporar dichas clases en sus planes de estudios.

Las clases de taller tradicionales ya no pueden sostener ni preparar a los estudiantes para las crecientes demandas de la industria de trabajadores altamente calificados, por lo que es necesario integrar las tecnologías de la Industria 4.0, como la fabricación aditiva, la robótica y la codificación, en los programas escolares.

Colaborar con socios y profesionales de la industria

Asociarse con empresas locales y líderes de la industria puede brindar a los estudiantes oportunidades valiosas para obtener experiencia en el mundo real, aprender sobre las últimas tendencias y tecnologías, y obtener información sobre las habilidades y competencias requeridas para los trabajos de la Industria 4.0. Para lograr esto, los educadores pueden colaborar con socios y profesionales de la industria de múltiples maneras.

Por ejemplo, pueden invitar a expertos de la industria como profesores invitados para impartir clases prácticas o talleres sobre temas relacionados con la Industria 4.0, donde los estudiantes pueden aprender habilidades prácticas o compartir su trayectoria profesional y responder preguntas que los estudiantes puedan tener.

Otra forma es organizar recorridos regulares por las fábricas y las instalaciones de producción, donde los estudiantes pueden observar algunos de los procesos de fabricación y experimentar cómo puede ser la vida diaria de un trabajador de fabricación. Finalmente, los educadores pueden brindarles a los estudiantes la oportunidad de participar en internados o aprendizajes con socios de la industria para obtener una experiencia de la vida real que los ayudará en sus futuras carreras profesionales.

Independientemente del formato, trabajar con líderes de la industria puede brindar a las escuelas las últimas perspectivas y conocimientos de la industria que no obtendrán en ningún otro lugar.

Uso del escáner 3D Peel 3, el profesor imparte conocimientos a sus alumnos sobre los conceptos esenciales del escaneado 3D.

Proporcionar tutoría, entrenamiento y orientación profesional

Navegar por el complejo y dinámico mercado laboral de la Industria 4.0 puede ser abrumador, especialmente si los dos factores anteriores aún no se han introducido en el sistema escolar. A pesar de todos los avances e innovaciones tecnológicas introducidos en los últimos años, el sector de la fabricación todavía se percibe públicamente como peligroso, sucio y con poca seguridad laboral.

Para cambiar esa percepción y crear una fuente de solicitantes calificados, los educadores deben brindar tutoría, entrenamiento y orientación profesional para los estudiantes que aspiran a seguir una carrera en la Industria 4.0. Por ejemplo, las escuelas pueden crear programas de tutoría que conecten a los estudiantes con profesionales experimentados que puedan compartir sus conocimientos, habilidades y redes, y brindar comentarios, consejos y apoyo. Las escuelas también pueden ofrecer orientación profesional y servicios de colocación laboral que ayuden a los estudiantes a identificar sus fortalezas, intereses y metas, y relacionarlos con oportunidades laborales y empleadores relevantes.

También pueden resaltar las oportunidades, las recompensas y los beneficios de seguir una carrera en este campo al mostrarles a los estudiantes las ventajas salariales de trabajar en el sector de la fabricación. Den ejemplos del mundo real de lo que pueden esperar hacer si tienen ciertas habilidades y certificaciones. Una forma de hacerlo es crear créditos que puedan usarse para obtener certificaciones cuando los estudiantes se gradúen. Permitan que los estudiantes acumulen créditos o trabajen para obtener certificaciones que puedan obtener cuando se gradúen. Con estas en la mano, pueden seguir estudiando o conseguir un trabajo.

Conclusion

Como vemos, la Industria 4.0 continúa transformando el sector de la fabricación, creando nuevas oportunidades y desafíos para los estudiantes que se preparan para ingresar a la fuerza laboral. Para garantizar que la próxima generación de trabajadores esté lista para estas oportunidades y desafíos, debemos preparar a los estudiantes para los trabajos de la Industria 4.0, actualizar el plan de estudios para enfocarnos en las tecnologías emergentes y las tendencias del sector, y establecer asociaciones entre instituciones educativas y líderes del sector. Al trabajar juntos, podemos cerrar la brecha de habilidades y garantizar que el sector de fabricación tenga acceso al talento que necesita para seguir creciendo e innovando.