Dix ans d’expérimentation dans la formation à l’automatisation industrielle
Le programme d’automatisation industrielle du Bakersfield College entame sa dixième année, ce qui montre clairement que la formation en automatisation industrielle est de plus en plus étroitement liée aux besoins régionaux en main-d’œuvre.
Le programme a débuté dans le cadre du projet pilote initial de licence des community colleges de Californie, avec un objectif pratique : former localement des ingénieurs et des spécialistes de l’automatisation pour les employeurs qui éprouvaient des difficultés à recruter du personnel qualifié.
Sa première promotion ne comptait que sept étudiants. Dix ans plus tard, le programme a produit une promotion record de 34 étudiants et fait état d’un taux d’insertion professionnelle de 98 % parmi les diplômés à la recherche d’un emploi.
Du point de vue industriel, cette progression est plus significative que les seuls chiffres d’inscription. Les systèmes d’automatisation deviennent de plus en plus complexes, mais l’offre de techniciens et d’ingénieurs maîtrisant à la fois le matériel de commande et les processus de production n’a pas toujours suivi le rythme.
La demande de l’industrie a créé le programme
Le développement initial du programme a été motivé par un problème industriel très concret.
Les employeurs locaux avaient besoin de personnes capables de travailler avec des systèmes d’automatisation, mais le vivier régional de talents était trop limité. Les entreprises recrutaient donc en dehors du comté de Kern et, dans certains cas, en dehors des États-Unis.
Cette situation illustre une caractéristique importante de l’emploi dans l’automatisation industrielle : les entreprises n’ont pas simplement besoin de programmeurs.
Les professionnels de l’automatisation moderne peuvent devoir comprendre les automates programmables industriels (API), les réseaux industriels, les capteurs, la robotique, les systèmes de mouvement, la vision industrielle, le câblage électrique, le dépannage et les logiciels de production. Ils doivent également comprendre comment ces technologies interagissent au sein d’une usine en fonctionnement.
Le Bakersfield College semble avoir structuré son programme autour de cette exigence plus large, plutôt que de considérer l’automatisation comme une discipline de programmation étroitement définie.
Le laboratoire devient la véritable salle de classe
L’agrandissement du laboratoire de robotique revêt une importance particulière.
Les étudiants sont désormais exposés aux robots industriels, à la vision par ordinateur, aux contrôleurs d’automatisation et aux nouvelles plateformes robotiques, notamment les robots humanoïdes et quadrupèdes.
Ce type d’environnement de laboratoire offre quelque chose que l’enseignement traditionnel en classe ne peut pas facilement reproduire : la possibilité de diagnostiquer et de dépanner des systèmes physiques.
Dans une installation d’automatisation réelle, une panne se manifeste rarement par une erreur logicielle clairement identifiable. Un technicien peut devoir déterminer si le problème provient d’un capteur, d’une connexion de câblage, d’un module d’E/S, de la logique du contrôleur, de la communication réseau, du positionnement mécanique ou du logiciel applicatif.
Ce processus de diagnostic constitue l’une des compétences les plus précieuses qu’un programme d’automatisation puisse enseigner.
Les compétences en robotique dépassent la programmation des robots
Les étudiants actuels apprennent à construire et à programmer des robots, mais la valeur plus large réside dans la compréhension d’architectures d’automatisation complètes.
Un robot fonctionne normalement comme un composant d’un système plus vaste. Ses performances peuvent dépendre de la commande par API, des circuits de sécurité, des systèmes de vision, de l’Ethernet industriel, des capteurs, des servovariateurs, de l’outillage en bout de bras, des bases de données de production.
Par conséquent, les futurs ingénieurs en automatisation ont besoin de connaissances à l’échelle du système plutôt que de compétences isolées en robotique.
L’expérience des étudiants du Bakersfield College reflète cette orientation. Les étudiants participent à des activités de robotique, à des stages, à des travaux en laboratoire et à des échanges avec les employeurs, tout en développant des capacités pratiques de diagnostic et de dépannage.
La vision industrielle transforme les fonctions des techniciens en automatisation
L’expérience de l’ancien étudiant Francisco Hernandez constitue un autre exemple utile.
Il travaille désormais avec un système de vision industrielle qui identifie les défauts et trie les produits agricoles sur une ligne de production.
Cela illustre une transition plus large dans l’automatisation industrielle. Les systèmes de vision transfèrent de plus en plus les tâches d’inspection des opérateurs humains vers la détection et la classification automatisées.
Cependant, le déploiement de la vision industrielle n’élimine pas le besoin de personnel technique.
Il faut toujours quelqu’un pour configurer les caméras, valider les paramètres de détection, résoudre les problèmes de communication, entretenir l’équipement, examiner les fausses détections et relier les résultats de l’inspection au système de contrôle de la production.
Autrement dit, l’automatisation modifie la charge de travail technique au lieu de simplement la supprimer.
Les stages créent un lien direct avec l’industrie
Les relations du programme avec les employeurs constituent un autre facteur important expliquant ses résultats déclarés en matière d’emploi.
Son salon annuel de l’emploi attire des entreprises de plusieurs régions, tandis que les étudiants peuvent acquérir une expérience pratique grâce à des stages et à des postes en laboratoire.
Ce lien avec l’industrie réduit l’écart entre la formation universitaire et les exigences de la production.
Pour les employeurs du secteur de l’automatisation, un candidat ayant déjà travaillé avec des contrôleurs, des robots, des systèmes de vision, du câblage et du dépannage présente un profil différent de celui d’une personne dont l’expérience se limite à des cours théoriques.
Le même principe s’applique aux laboratoires nationaux et aux organisations de fabrication avancée, où le personnel chargé de l’automatisation peut travailler avec la robotique, les systèmes d’ingénierie et des technologies de contrôle spécialisées.
Le développement de la main-d’œuvre dans l’automatisation devient une exigence systémique
L’exemple de Bakersfield met également en lumière un problème industriel plus vaste.
La pénurie de main-d’œuvre dans le domaine de l’automatisation ne peut pas être résolue simplement en achetant davantage de robots.
Tout système de production automatisé crée des besoins en ingénierie, en mise en service, en programmation, en maintenance, en diagnostic, en cybersécurité, en validation de la sécurité et en assistance tout au long du cycle de vie.
À mesure que les usines intègrent davantage d’équipements connectés, l’éventail de compétences requis s’élargit.
Un technicien moderne en automatisation peut être de plus en plus amené à intervenir entre le génie électrique, l’ingénierie des systèmes de contrôle, les technologies de l’information, la robotique et les opérations de production.
Cela rend particulièrement précieuse la formation interdisciplinaire.
Les robots ne suppriment pas automatiquement les emplois
L’observation du professeur Roy Allard selon laquelle les robots remplacent généralement les tâches monotones, dangereuses ou salissantes met en évidence une distinction importante dans l’automatisation industrielle.
L’objectif principal de nombreuses applications robotiques est de transférer les tâches répétitives ou dangereuses des personnes vers les machines.
La main-d’œuvre humaine se tourne alors vers des activités nécessitant le dépannage, l’optimisation des processus, la programmation, la maintenance, la supervision et le jugement technique.
À mon avis, la formulation la plus exacte n’est pas « les robots remplacent les travailleurs ».
Au contraire, les robots redistribuent le travail humain dans l’ensemble du système de production.
Le résultat économique dépend fortement de la volonté des entreprises d’investir dans la main-d’œuvre nécessaire pour exploiter et améliorer ces systèmes automatisés.
Le prochain défi consiste à développer l’infrastructure de formation
La croissance du programme crée un problème auquel de nombreux programmes techniques performants finissent par être confrontés : la capacité.
Davantage d’étudiants nécessitent davantage d’enseignants, d’équipements de laboratoire, de postes de travail, de plateformes robotiques, de systèmes de formation électrique et d’espaces dédiés aux projets pratiques.
Il ne s’agit pas simplement d’une question d’administration de l’enseignement.
Les équipements d’automatisation industrielle ont des limites physiques. Les étudiants ne peuvent pas apprendre efficacement la mise en service, le câblage, l’utilisation des robots ou le dépannage si l’accès aux laboratoires est trop limité.
Par conséquent, augmenter le nombre de diplômés nécessite d’investir parallèlement dans les infrastructures de formation.
Les robots humanoïdes sont intéressants, mais les fondamentaux restent essentiels
L’utilisation prévue de robots humanoïdes et quadrupèdes indique la direction que pourrait prendre la formation en robotique.
Ces plateformes peuvent initier les étudiants à la perception avancée, à la mobilité, à l’interaction homme-machine, à la navigation autonome et au contrôle robotique.
Cependant, la valeur pédagogique ne devrait pas résider dans la nouveauté du robot lui-même.
Les étudiants doivent toujours comprendre les fondamentaux : capteurs, actionneurs, logique de commande, réseaux de communication, fonctions de sécurité, contrôle des mouvements, diagnostic et intégration des systèmes.
Ces principes restent applicables même lorsque la forme physique du robot change.
La prochaine décennie sera consacrée à l’intégration
La première décennie de Bakersfield College montre à quel point la formation en automatisation peut s’aligner sur la demande industrielle régionale.
Le passage de sept diplômés à une promotion de 34 étudiants constitue un indicateur mesurable. Le taux d’insertion professionnelle annoncé de 98 % en fournit un autre.
Plus important encore, le programme s’oriente vers un modèle dans lequel la robotique, la vision par ordinateur, le contrôle industriel, les stages et les relations avec les employeurs fonctionnent de concert.
Cette orientation correspond à l’évolution même de l’automatisation industrielle.
La prochaine génération de professionnels de l’automatisation ne travaillera pas avec des machines isolées. Elle travaillera avec des systèmes interconnectés dans lesquels la robotique, les automates programmables, la vision, les réseaux, les logiciels, les données et les opérateurs humains interagissent en permanence.
Le véritable défi des dix prochaines années ne sera donc pas d’enseigner aux étudiants à utiliser des robots.
Il leur enseignera à concevoir, intégrer, diagnostiquer et améliorer en continu des systèmes complets de production automatisés.
