Par exemple, l’industrie textile connaît une pénurie de main-d’œuvre de 20 % et l’industrie de la fabrication métallique s’attend à une pénurie de 400 000 travailleurs d’ici 2024. La première décennie du 21e siècle a vu à elle seule les emplois manufacturiers américains diminuer d’un tiers, passant de 17 millions en 2000 à moins de 12 millions en 2010.

Je suis un chercheur en fabrication qui travaille sur les moyens de résoudre un élément clé des défis de la fabrication américaine : préparer les travailleurs à tirer parti de la technologie d’aujourd’hui tout en faisant progresser la technologie de demain. Une nouvelle main-d’œuvre qualifiée dans la conception et l’exploitation de machines-outils nouvelles et existantes est nécessaire pour s’assurer que l’Amérique dispose de suffisamment de travailleurs pour occuper les emplois.

Mais ce ne sont pas les machines de ta mère. Ils sont mis en réseau pour une fiabilité et une collecte de données améliorées, programmables pour l’automatisation, et peuvent transformer des alliages métalliques et des matériaux composites en produits critiques tels que des implants médicaux, des turbines pour moteurs d’avion et des moules pour bouteilles en plastique.

Du boom à l’effondrement

Les Américains ont l’habitude d’avoir des produits et des services à portée de clic – une société souvent décrite comme postindustrielle et basée sur la connaissance. Mais les problèmes de chaîne d’approvisionnement de la pandémie ont révélé les dangers de la dépendance des États-Unis à l’égard des biens et matériaux étrangers, des puces informatiques aux pièces automobiles.

Les États-Unis étaient autrefois en tête du monde dans la production de machines-outils, de machines électriques telles que les tours, les fraiseuses et d’autres équipements utilisés pour la coupe, le façonnage et la finition. Ceux-ci constituent la base de la fabrication de pièces pour soutenir les industries de l’automobile, de l’aérospatiale, de la défense, de la médecine et des biens de consommation.

En 2021, cependant, la Chine détenait 31 % de part de marché de la production de machines-outils, suivie par l’Allemagne et le Japon, tous deux à 13 %. Les États-Unis ont été classés quatrièmes, devançant l’Italie par une marge étroite. Dans l’ensemble, les pays asiatiques représentaient plus de 50 % de la production mondiale de machines-outils. La production chinoise a augmenté de 5 milliards de dollars entre 2020 et 2021, tandis que la production totale des États-Unis en 2021 n’était que de 7,5 milliards de dollars.

Mais la disponibilité de l’équipement ne représente que la moitié de l’équation. Les travailleurs ont besoin d’être éduqués et d’être formés aux derniers outils et technologies de fabrication.

Par exemple, l’usinage est un processus dans lequel un outil électrique stationnaire est utilisé pour couper, façonner ou enlever avec précision de la matière d’un objet. Étant donné que le tranchant et la pièce à couper ne sont pas rigides, la force peut provoquer des vibrations indésirables. Cela nécessite une compréhension de la relation entre les paramètres de fonctionnement de la machine et le comportement vibratoire de l’arête de coupe et de la pièce.

L’utilisation efficace de ce type d’équipement nécessite des connaissances dans des domaines tels que les mathématiques, la géométrie et la physique. Des opportunités de formation pour les carrières dans le secteur de la fabrication sont disponibles dans de nombreux collèges communautaires, écoles techniques et universités. Une fois formés, les travailleurs qualifiés peuvent obtenir des emplois en tant qu’opérateurs de machines, programmeurs, scientifiques des données, ingénieurs de fabrication, concepteurs de machines et entrepreneurs.

Pour développer la force de fabrication qualifiée, la création d’un système d’éducation K-12 plus robuste qui met l’accent sur les matières STEM – sciences, technologie, ingénierie et mathématiques – tout en offrant simultanément des programmes professionnels et des apprentissages à tous les élèves est importante.

Mais l’éducation STEM aux États-Unis est à la traîne de nombreux autres pays. Sur 37 pays de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE), les États-Unis se classent au septième rang en sciences et au 25e rang en mathématiques, derrière des pays comme le Japon, la Corée du Sud, l’Estonie et les Pays-Bas.

Efforts de formation en cours

Pourtant, il y a des tentatives pour préparer les travailleurs à travers plusieurs initiatives. Des organisations telles que l’American Society of Mechanical Engineers (ASME), la STEM For All Foundation et la Next Wave STEM visent à fournir un accès équitable aux programmes d’enseignement STEM aux étudiants de tous horizons afin de constituer une nouvelle génération de travailleurs qualifiés.

Je suis impliqué dans America’s Cutting Edge, une initiative nationale pour le développement et l’avancement de la technologie des machines-outils qui est soutenue par le programme d’analyse et de maintien de la base industrielle du ministère de la Défense du Bureau de la politique industrielle. America’s Cutting Edge propose une formation gratuite en ligne et en personne sur l’usinage et la mesure.

Dans le camp d’entraînement d’une semaine sur l’usinage, les participants apprennent à programmer et à utiliser des machines-outils contrôlées par ordinateur tout en produisant les composants d’un moteur pneumatique à piston oscillant, qui imite le fonctionnement du moteur à combustion des voitures.

Les participants apprennent comment la variation de la dimension d’une pièce, connue sous le nom de tolérances, affecte l’assemblage des pièces dans un système. Ils apprennent également la relation entre les vibrations d’usinage et les paramètres de fonctionnement.

America’s Cutting Edge a fourni une formation en ligne à plus de 3 500 personnes dans les 50 États et s’est étendu du Tennessee au Texas, en Caroline du Nord, en Virginie-Occidentale et en Floride pour les camps d’entraînement d’usinage en personne avec des plans pour une présence nationale. Bien que le camp d’entraînement ne puisse pas remplacer un programme d’apprentissage ou d’éducation traditionnel, il offre aux participants une exposition aux concepts d’usinage clés et leur permet de décider de la prochaine étape de leur parcours d’éducation et de carrière.

Pour peupler ces programmes et d’autres, je crois que les efforts de recrutement doivent s’étendre des élèves du primaire, du collège et du lycée aux parents aux établissements d’enseignement de deux et quatre ans.

La Marine, et l’industrie en général, est dans une guerre des talents. Il est nécessaire de remplir les viviers de talents sur l’ensemble de ce spectre. Si nous n’agissons pas maintenant, la défense nationale et l’économie des États-Unis seront compromises.

Tony Schmitz est professeur de génie mécanique, aérospatial et biomédical à l’Université du Tennessee.

Ce commentaire a été initialement publié par The Conversation – Ce ne sont pas les machines de votre mère – la prochaine génération de fabrication américaine est de haute technologie et des travailleurs qualifiés sont nécessaires pour faire fonctionner ces outils avancés.

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