Четвертая промышленная революция, или как ее по-другому называют Индустрия 4.0 и ее приложения, – одна из самых важных проблем для стран, которые хотят сохранить свою конкурентоспособность в области науки, технологий и инноваций в современном мире. Страны, которые не могут адаптироваться к процессам Индустрии 4.0, не смогут развиваться с научной и технической точек зрения или идти в ногу с текущими инновационными процессами.

Как передает Azerbaycan 24, одна из целей этой статьи – объяснить концепцию индустрии 4.0 нашим читателям в понятной форме и показать, насколько научное образование на самом деле связано с индустрией 4.0.

В общем смысле Индустрия 4.0 или, другими словами, 4-я промышленная революция — это выражение, которое включает в себя множество современных процессов автоматизации, большие базы данных, которые взаимодействуют друг с другом, роботизированные устройства и умные фабрики, короче говоря, качественные производственные технологии.

Кроме того, Индустрия 4.0 включает современные технологии, такие как аддитивное производство, автономные роботы, большие данные, искусственный интеллект, дополненная реальность, системная интеграция, Интернет вещей, кибербезопасность, облачные вычисления, машинное обучение и т. д. Эти технологии играют важную роль. особенно в формировании новых умных фабрик.

Рассматривая фабрики, которые были известны в прошлом, было замечено, что на разных машинах работали рабочие, и эти рабочие принимали участие в процессах контроля и принятия решений. Однако сегодня есть заводы, на которых даже не горит свет, не говоря уже, о присутствии на них людей, а процессы мгновенного принятия решений выполняются автоматически с помощью современных роботизированных устройств. На таких предприятиях данные, полученные в ходе всех процессов, постоянно подвергаются высокоуровневому анализу и используются для создания новых бизнес-моделей с целью повышения эффективности предприятия.

После предоставления информации о концепции и процессах Индустрии 4.0 полезно кратко обсудить историческую парадигму перехода индустрии 1.0 к 4.0. Индустрия 1.0, известная как первая промышленная революция, произошла между 18 и 20 веками и в основном использовала механические производственные системы с потреблением энергии воды и пара. Основная цель здесь – увеличить производство за счет повышения эффективности рабочих. Некоторые технологии, такие как паровозы, промышленные ткацкие устройства, могут быть определены как производные индустрии 1.0.

Индустрия 2.0 началась в начале 20 века. Появление электричества в качестве источника энергии в этот период привело к прекращению использования воды и пара на заводах. Одна из важных инициатив этого периода заключалась в том, что машины, необходимые для заводов, рассчитывались как использующие электроэнергию. В начале этого периода возникли концепции эффективности и производительности. Он начал сосредотачиваться на процессах, которые влияют на производство, например, какой работник будет работать на каком оборудовании и, на что нужно обратить внимание, когда продукция, произведенная этим рабочим, перейдет на следующий этап.

Дополнительные процессы для улучшения выпуска и качества продукции считаются важными функциями заводов.

Индустрия 3.0, подошла к середине 20 века. В этот период открытие электронных схем и интеграция этих схем друг с другом начали облегчать функции рабочих на заводах, а в некоторых случаях они начали заменять их. Ближе к концу этого периода появились полностью автоматизированные линии. В период “Индустрии 3.0” требования к программному обеспечению казались в значительной степени очевидными. Были проведены более глубокие исследования таких концепций, как управление производственными процессами, последующее наблюдение и операционные ресурсы на предприятиях, и становилось очевидным, что вместо ручных процессов следует использовать цифровые технологии и программное обеспечение для автоматизации.

Ко времени появления Индустрии 4.0 наступила новая эра технологий, когда машины на заводах общаются и взаимодействуют друг с другом через Интернет вещей (IoT). В этот период видно, что машины играют активную роль в процессах принятия решений, обмениваясь мгновенными реальными данными. В этом процессе разработки мы видим, что существуют системы, в которых предприятия могут планировать свое производство наиболее эффективным образом, и они могут взять на себя управление и принимать решения, используя мгновенные данные. Видно, что заводы сами увеличивают свои производственные процессы с помощью достижений Индустрии 4.0 до самого высокого уровня и контролируют процессы.

В приведенном выше разделе была предпринята попытка обобщить парадигму индустрии 1.0 – 4.0. Возможно, лучше продолжить задав вопрос, чтобы понять ситуацию между промышленными разработками и научным образованием: в какой степени эти отраслевые разработки произошли в естественно-научном образовании?

Отвечая на этот вопрос, мы можем начать с объяснения изменений в школах и процессах, происходящих в них. Мы можем взять пример из кабинетов естественных наук. Когда исследуются классы периода Индустрии 1.0 и сегодняшние классы естествознания, невозможно указать на произошедшие огромные изменения. Сегодня видно, что большинство учащихся по-прежнему пассивно пытаются понять информацию, поступающую от учителей, в максимально возможной степени в своих классах в большинстве стран. Так было и раньше. Научные темы, преподаваемые студентам, более или менее идентичны при сравнении. То есть сегодня, как и в 19-ом веке картина одна и та же. Учитель, аудитория, доска, учащиеся.

А что если сделать сравнения в разработках телефонов после изобретения его Грэмом Беллом в 1876 году? Раньше было невозможно связаться с человеком без кабельного соединения, но теперь мы можем говорить сколько угодно в любом месте мира. Короче говоря, мы носим в карманах высокотехнологичные компьютеры.

Очевидно, что изменения в отрасли технологических разработок усовершенствовались, а в естественнонаучном образовании не претерпели изменений в своей форме.

Второй важный вопрос может быть связан с научным образованием: Соответствует ли сегодняшнее образование с позиции его содержания цифровым ожиданиям людей?

На этом этапе на первый план выходит важность научного и технологического образования, учитывая, что рабочие, которые будут работать на заводах в будущем, должны иметь технологические знания и опыт высокого уровня.

Понятно, что эти знания и опыт нужно получать с ранних этапов обучения. Очень важно, чтобы квалифицированные кадры, оснащенные научно-техническими знаниями и опытом, повысили конкурентоспособность этой страны в области науки и технологий. На министерства образования возложена большая ответственность за подготовку квалифицированных кадров, способных адаптироваться к этим невероятным преобразованиям в отрасли. В противном случае у нас будет большое количество людей, которым будет сложно найти работу, требующую каких-либо навыков.

С этой точки зрения радикальные изменения в естественнонаучном образовании неизбежны. Приоритет следует отдавать системам, в которых учащиеся могут выработать альтернативные решения, используя полученные знания и навыки, особенно когда они сталкиваются со сложными научными проблемными ситуациями.

При разработке альтернативных решений от учащихся требуется эффективное общение со своими друзьями, учителями и заинтересованными сторонами во внешнем мире, а не индивидуальные занятия.

Кроме того, необходимо развивать мыслительные навыки высокого уровня, такие как критическое мышление и решение сложных проблем.

В качестве заключительного замечания к этой статье следует отметить, что некоторые из сложных наборов навыков, для которых даже одного университетского диплома недостаточно, неизбежно будут подвергнуты сомнению лидерами отрасли в области науки и технологий. По этой причине люди, которые умеют проявлять изобретательность, креативность, адаптируемость и гибкость, выиграют гонку среди других. Также очевидно, что эти навыки легко развить, используя возможности естественнонаучного образования.