In un recente sondaggio di YouScience, i leader del settore affermano che la loro sfida numero uno è una riduzione del pool di talenti. Le tendenze nelle assunzioni STEM mostrano che, a causa dei rapidi progressi tecnologici, le competenze e gli attributi che i datori di lavoro cercano nei potenziali candidati si stanno evolvendo in una maggiore domanda di professionisti con esperienza tecnica e preziose competenze interpersonali o soft skills. Una disconnessione tra queste competenze trasversali e le conoscenze tecniche ha lasciato molti datori di lavoro frustrati dall'attuale pool di talenti all'interno dell'industria manifatturiera industriale.

La CTE Workcell è progettata per colmare questa lacuna fornendo agli studenti l'esposizione alle applicazioni del mondo reale delle celle di lavoro nel contesto dell'automazione industriale. Impegnandosi in autentiche attività STEM, gli studenti apprendono i fondamenti della robotica industriale e delle operazioni di produzione, tra cui il trasporto, lo smistamento e la pallettizzazione degli oggetti, oltre a sviluppare preziose competenze trasversali, come il pensiero critico, l'adattabilità, la risoluzione creativa dei problemi, la comunicazione e la collaborazione. Diamo un'occhiata più da vicino a come le varie funzionalità di CTE Workcell si collegano alle applicazioni del settore e consentono agli studenti di avere successo sia personalmente che professionalmente.

Sviluppare i leader di domani

Gli studenti sviluppano sia hard skill che soft skill esplorando i diversi componenti della CTE Workcell, completando LE unità di laboratorio STEM e partecipando al processo di progettazione ingegneristica. La progettazione della CTE Workcell e le attività del curriculum STEM Labs sono in linea con gli attuali standard del settore e consentono agli studenti di esplorare le applicazioni reali delle celle di lavoro. 

Braccio a 6 assi e sistema di coordinate cartesiane 

Attraverso la manipolazione del braccio a 6 assi, gli studenti acquisiranno preziose competenze matematiche durante l'esplorazione della produzione industriale. Come molti bracci robotici nell'industria manifatturiera, il braccio a 6 assi opera utilizzando il sistema di coordinate cartesiane, una griglia matematica di valori che include gli assi x, y e z per uno spazio tridimensionale (3D). Molti robot industriali utilizzano una configurazione cartesiana, tra cui stampanti 3D e bracci robotizzati utilizzati per operazioni di prelievo e posizionamento, movimentazione dei materiali, assemblaggio dei prodotti, saldatura, verniciatura, perforazione e pallettizzazione.

Attraverso l'apprendimento del sistema di coordinate cartesiane, gli studenti padroneggeranno concetti matematici come la comprensione dei piani di coordinate, l'identificazione delle posizioni delle coordinate e il calcolo e la codifica di movimenti precisi del braccio a 6 assi. Gli studenti possono anche utilizzare il Teach Pendant in VEXcode EXP, progettato per emulare i dispositivi portatili del mondo reale utilizzati per controllare i macchinari robotici. Gli studenti che normalmente trovano la matematica intimidatoria troveranno l'apprendimento entusiasmante attraverso il completamento di attività pertinenti basate su casi d'uso del mondo reale.

Trasportatori e Torre di Segnalazione

Oltre al braccio a 6 assi, la cella di lavoro CTE include trasportatori sia a serpentina che lineari, i due trasportatori più comunemente utilizzati nella produzione industriale. Mentre gli studenti esplorano questi trasportatori, impareranno l'importanza della tempistica durante il trasporto di materiale e le applicazioni del mondo reale dell'utilizzo di sensori per rilevare e ordinare gli oggetti. Utilizzando i trasportatori e i sensori CTE, gli studenti possono trasportare, ordinare e pallettizzare dischi e cubi in base alle rispettive caratteristiche, come il colore e il tag aprile.

Inoltre, la Signal Tower, una struttura utilizzata per comunicare lo stato di funzionamento utilizzando luci colorate, è progettata anche per insegnare agli studenti le autentiche applicazioni del settore. Gli studenti impareranno come codificare la Signal Tower per indicare errori, la necessità di intervento umano, condizioni di sicurezza e altro ancora. Man mano che gli studenti esplorano queste applicazioni, miglioreranno le loro capacità di codifica. Gli studenti miglioreranno anche la loro capacità di raccogliere e analizzare i dati e rafforzeranno le loro capacità di indagine scientifica mentre osservano, prevedono, registrano e comunicano i risultati del progetto.

Autovalutazione dello studente

Gli studenti useranno quaderni di ingegneria per dimostrare il loro apprendimento nel corso delle unità di laboratorio STEM attraverso suggerimenti, domande di auto-riflessione e attività di valutazione. Gli studenti registreranno termini chiave, domande, progetti e nuove idee per catalogare il loro apprendimento. Completando le autovalutazioni a metà e alla fine delle Unità, gli studenti misureranno il loro apprendimento, identificheranno le aree di miglioramento e dimostreranno la crescita.

Processo Progettazione Ingegneria

Attraverso le attività di CTE Workcell, gli studenti apprenderanno i componenti fondamentali del processo di progettazione ingegneristica, incluso come definire un problema, sviluppare soluzioni e ottimizzare iterativamente le soluzioni. Nel processo, gli studenti impareranno che il fallimento è la via per la crescita e l'assunzione di rischi è la chiave per l'innovazione. Queste qualità sono ciò che i datori di lavoro cercano attivamente: candidati che abbiano la capacità di risolvere efficacemente i problemi, adattarsi alle nuove sfide e riflettere sui processi di miglioramento e perfezionamento.

Man mano che gli studenti completano i loro quaderni di ingegneria e le unità di laboratorio STEM, impareranno a collaborare efficacemente con i loro coetanei per fornire feedback e sviluppare soluzioni innovative alle sfide. Le competenze trasversali come il pensiero critico, la comunicazione e il lavoro di squadra andranno a beneficio degli studenti non solo in classe, ma anche sul posto di lavoro, sia all'interno che all'esterno del campo STEM.

Allineamento con gli standard del settore

I componenti CTE Workcell e le unità di laboratorio CTE STEM sono progettati per soddisfare gli standard del settore nell'automazione industriale. Le lezioni sono in linea con la lista di controllo delle competenze robotiche fornita dalla Society for Manufacturing Engineering (SME) e includono argomenti come fondamenti di produzione, applicazioni robotiche, sicurezza, hardware e software robotici e programmazione e operazioni robotiche. Gli studenti apprenderanno le stesse competenze fondamentali richieste agli ingegneri e ai macchinisti, compresa la capacità di descrivere i sistemi di coordinate, comprendere gli effettori finali ed eseguire la codifica online.

I corsi CTE sono una solida risorsa per tutti gli studenti che desiderano ottenere la certificazione Robotics in Manufacturing Fundamentals (RMF). Per ulteriori informazioni su connessioni standard di settore specifiche, consultare la seguente risorsa: VEX CTE Workcell Industry Standards.

La CTE Workcell ha il potere di ispirare la prossima generazione di macchinisti, ingegneri, programmatori e progettisti. Secondo un sondaggio di YouScience, il 62% degli studenti delle scuole superiori ritiene che la preparazione all'università e alla carriera sia una delle responsabilità della propria scuola, ma solo il 41% si sente pronto a fare una scelta di carriera alla laurea. Per gli studenti che si sentono incerti sul loro futuro, lo sviluppo di interessi di carriera all'interno dell'automazione industriale attraverso la CTE Workcell può essere trasformativo in quanto acquisiscono nuove competenze e scoprono le loro naturali attitudini. Promuovendo l'esperienza pratica e accendendo la passione, CTE Workcell non solo colma questa lacuna, ma apre anche la strada a una forza lavoro fiduciosa e capace, pronta ad affrontare le sfide delle industrie di domani.