Dans une récente enquête YouScience, les dirigeants de l'industrie affirment que leur défi numéro un est la diminution du bassin de talents. Les tendances en matière d'embauche de STEM montrent qu'en raison des progrès rapides de la technologie, les compétences et les attributs que les employeurs recherchent chez les candidats potentiels évoluent vers une demande plus élevée de professionnels ayant à la fois une expérience technique et des compétences interpersonnelles ou des compétences générales précieuses. Un décalage entre ces compétences générales et les connaissances techniques a laissé de nombreux employeurs frustrés par le bassin de talents actuel dans l'industrie manufacturière industrielle.

La cellule de travail CTE est conçue pour combler cette lacune en offrant aux étudiants une exposition aux applications réelles des cellules de travail dans le contexte de l'automatisation industrielle. En s'engageant dans des activités STEM authentiques, les étudiants apprennent les principes fondamentaux de la robotique industrielle et des opérations de fabrication, y compris le transport d'objets, le tri et la palettisation, tout en développant de précieuses compétences non techniques, telles que la pensée critique, l'adaptabilité, la résolution créative de problèmes, la communication et la collaboration. Examinons de plus près comment les différentes fonctionnalités de la cellule de travail CTE se connectent aux applications de l'industrie et permettent aux étudiants de réussir à la fois personnellement et professionnellement.

Développer les leaders de demain

Les élèves développent à la fois des compétences techniques et des compétences générales en explorant les différentes composantes de la cellule de travail du CTE, en complétant les unités de laboratoire STEM et en participant au processus de conception technique. La conception de la cellule de travail CTE et les activités du programme STEM Labs s'alignent sur les normes actuelles de l'industrie et permettent aux étudiants d'explorer les applications réelles des cellules de travail. 

Bras à 6 axes et système de coordonnées cartésiennes 

En manipulant le bras à 6 axes, les élèves acquerront de précieuses compétences mathématiques tout en explorant la fabrication industrielle. Comme de nombreux bras robotisés dans l'industrie manufacturière, le bras à 6 axes fonctionne en utilisant le système de coordonnées cartésiennes, une grille mathématique de valeurs qui comprend les axes x, y et z pour un espace tridimensionnel (3D). De nombreux robots industriels utilisent une configuration cartésienne, y compris des imprimantes 3D ainsi que des bras robotiques utilisés pour les opérations de prélèvement et de placement, la manutention des matériaux, l'assemblage des produits, le soudage, la peinture, le perçage et la palettisation.

En apprenant le système de coordonnées cartésiennes, les élèves maîtriseront des concepts mathématiques tels que la compréhension des plans de coordonnées ; l'identification des emplacements de coordonnées ; et le calcul et le codage des mouvements précis du bras à 6 axes. Les étudiants peuvent également utiliser le pendentif Teach dans VEXcode EXP, conçu pour émuler les appareils portables du monde réel utilisés pour contrôler les machines robotiques. Les élèves qui trouvent normalement les mathématiques intimidantes trouveront l'apprentissage passionnant en complétant des activités pertinentes basées sur des cas d'utilisation réels.

Convoyeurs et tour de signalisation

En plus du bras à 6 axes, la cellule de travail CTE comprend à la fois des convoyeurs en serpentin et des convoyeurs linéaires, les deux convoyeurs les plus couramment utilisés dans la fabrication industrielle. Au fur et à mesure que les élèves exploreront ces convoyeurs, ils apprendront l'importance de la synchronisation pendant le transport des matériaux et les applications réelles de l'utilisation de capteurs pour détecter et trier les objets. À l'aide des convoyeurs et des capteurs CTE, les étudiants peuvent transporter, trier et palettiser des disques et des cubes en fonction de leurs caractéristiques respectives, telles que la couleur et la balise April.

En outre, la Signal Tower, une structure utilisée pour communiquer l'état de fonctionnement à l'aide de lumières colorées, est également conçue pour enseigner aux étudiants des applications industrielles authentiques. Les élèves apprendront à coder la tour de signalisation pour signaler les erreurs, la nécessité d'une intervention humaine, les conditions de sécurité, et plus encore. Au fur et à mesure que les élèves exploreront ces applications, ils amélioreront leurs compétences en codage. Les étudiants amélioreront également leur capacité à collecter et à analyser des données et renforceront leurs compétences en matière de recherche scientifique en observant, prédisant, enregistrant et communiquant les résultats du projet.

Auto-évaluation de l'élève

Les étudiants utiliseront des cahiers d'ingénierie pour démontrer leur apprentissage au cours des unités de laboratoire STEM à travers des invites, des questions d'auto-réflexion et des activités d'évaluation. Les élèves enregistreront les termes clés, les questions, les conceptions et les nouvelles idées pour cataloguer leur apprentissage. En effectuant des auto-évaluations à mi-parcours et à la fin des unités, les élèves évalueront leur apprentissage, identifieront les domaines à améliorer et démontreront leur croissance.

Processus de conception technique

Grâce aux activités de CTE Workcell, les élèves apprendront les composants de base du processus de conception technique, y compris la façon de définir un problème, de développer des solutions et d'optimiser de manière itérative les solutions. Dans le processus, les élèves apprendront que l'échec est la voie de la croissance et que la prise de risque est la clé de l'innovation. Ces qualités sont ce que les employeurs recherchent activement - des candidats qui ont la capacité de résoudre efficacement les problèmes, de s'adapter aux nouveaux défis et de réfléchir aux processus d'amélioration et de raffinement.

Au fur et à mesure que les étudiants complètent leurs cahiers d'ingénierie et leurs unités de laboratoire STEM, ils apprendront à collaborer efficacement avec leurs pairs pour fournir des commentaires et développer des solutions innovantes aux défis. Les compétences générales telles que la pensée critique, la communication et le travail d'équipe profiteront aux étudiants non seulement en classe, mais aussi sur le lieu de travail, à la fois dans le domaine des STEM et au-delà.

Alignement sur les normes de l'industrie

Les composants CTE Workcell et les unités de laboratoire CTE STEM sont conçus pour répondre aux normes de l'industrie en matière d'automatisation industrielle. Les leçons s'alignent sur la liste de contrôle des compétences robotiques fournie par la Society for Manufacturing Engineering (SME) et comprennent des sujets tels que les fondements de la fabrication, les applications robotiques, la sécurité, le matériel et les logiciels robotiques, ainsi que la programmation et les opérations robotiques. Les étudiants acquerront les mêmes compétences de base requises des ingénieurs et des machinistes, y compris la capacité de décrire les systèmes de coordonnées, de comprendre les effecteurs finaux et d'effectuer le codage en ligne.

Les cours CTE sont une ressource solide pour tout étudiant souhaitant obtenir la certification Robotics in Manufacturing Fundamentals (RMF). Pour plus d'informations sur les connexions spécifiques aux normes industrielles, consultez la ressource suivante : VEX CTE Workcell Industry Standards.

La cellule de travail CTE a le pouvoir d'inspirer la prochaine génération de machinistes, d'ingénieurs, de programmeurs et de concepteurs. Selon un sondage YouScience, 62 % des élèves du secondaire croient que la préparation à l'université et à la carrière est l'une des responsabilités de leur école, mais seulement 41 % se sentent prêts à faire un choix de carrière à l'obtention de leur diplôme. Pour les étudiants qui se sentent incertains quant à leur avenir, développer des intérêts professionnels au sein de l'automatisation industrielle grâce à la cellule de travail CTE peut être transformateur à mesure qu'ils acquièrent de nouvelles compétences et découvrent leurs aptitudes naturelles. En favorisant l'expérience pratique et en suscitant la passion, le CTE Workcell répond non seulement à cette lacune, mais ouvre également la voie à une main-d' œuvre confiante et compétente, prête à relever les défis des industries de demain.