Contributions towards navigating the fourth industrial revolution technology trends, research directions, workforce implications

Benjamin Meindl

Informações chave

Autores:

Benjamin Meindl (Benjamin Meindl)

Orientadores:

Joana Serra da Luz Mendonça (Joana Serra da Luz Mendonça); Daron Acemoglu

Publicado em

06/05/2022

Resumo

As tecnologias da quarta revolução industrial (4IR) trazem muitas oportunidades, tais como a redução dos custos de produção e o combate à escassez de competências. No entanto, muitas empresas enfrentam dificuldades na implementação destas tecnologias e correm o risco de ficar para trás. Um dos desafios é compreender as tendências, conceitos, e oportunidades de investigação da 4IR. Esta compreensão ajuda os investigadores a dirigir a sua atenção, os profissionais a concentrar os esforços de implementação, e os decisores políticos a criar medidas em conformidade. Com a implementação de rnais tecnologias da 4IR, torna-se cada vez rnais importante compreender o impacto da mudança tecnológica para a preparação da força de trabalho para uma transformação bem sucedida e sustentável. Este entendimento permitirá aos trabalhadores planear carreiras e apoiar os decisores políticos e as empresas a navegar numa transição bem sucedida e sustentável do mercado de trabalho. A dissertação aborda ambos os desafios explorando a evolução das tendências e conceitos tecnológicos, identificando direcções de investigação, e analisando a exposição das profissões às tecnologias da 4IR. Para enfrentar o primeiro desafio, pesquiso dois tópicos-chave, tendências tecnológicas e orientações de investigação. Para ambos revejo artigos científicos no campo da Indústria 4.0 utilizando processamento de linguagem natural (NLP), análise de rede, e aprendizagem de máquina. Primeiro, analiso as tendências das tecnologias da 4IR e descubro que, seguindo as definições iniciais, a internet industrial das coisas é actualmente o núcleo do panorama das tecnologias da 4IR. O forte crescimento no campo da inteligência artificial (AI) sugere que a AI pode evoluir como o novo núcleo da tecnologia. Em segundo lugar, sugiro orientações de investigação utilizando o panorama dos quatro “smarts”. O trabalho inteligente é a dimensão menos explorada, com muitas oportunidades para investigação futura. Outras oportunidades existem nas interfaces entre as diferentes dimensões inteligentes, particularmente entre o Trabalho Inteligente e a Cadeia de Fornecimento Inteligente. Para enfrentar o segundo desafio, analiso o terceiro tópico chave, implicações de mão-de-obra. Utilizo o NLP para criar um mapeamento de patentes e profissões. Este mapeamento serve como base para calcular as pontuações da exposição das profissões às tecnologias da 4IR. A minha análise mostra que a exposição às tecnologias da 4IR difere da exposição às tecnologias tradicionais. As profissões com muitas tarefas manuais, tais como construção e produção, são expostas principalmente a tecnologias tradicionais (não 4IR) e têm uma baixa exposição a tecnologias da 4IR. Globalmente, a dissertação descreve a evolução das tecnologias e conceitos relacionados à 4IR; identifica direções de investigação para assegurar uma evolução integrada e holística da 4IR; e analisa a exposição das profissões às tecnologias da 4IR, ajudando trabalhadores, profissionais, e decisores políticos a navegar com sucesso pela 4IR. Technologies of the Fourth Industrial Revolution (4IR) offer many opportunities, such as reducing production costs and addressing skill shortages. However, many companies have faced difficulties implementing these technologies and risk falling behind. One challenge in this area is understanding 4IR trends, concepts, and research opportunities. Such an understanding would help researchers to direct their attention, practitioners to focus their implementation efforts, and policymakers to create appropriate measures. With the implementation of more 4IR technologies, it is increasingly important to understand the impact of technological change on the workforce in order to prepare for a successful and sustainable transformation. This will enable workers to plan their careers and will support policymakers and companies in navigating a successful and sustainable labor market transition. This dissertation addresses both challenges by exploring the evolution of technological trends and concepts, identifying future research directions, and analyzing the exposure of various occupations to 4IR technologies. To address the first challenge, I researched two key topics: technology trends and research directions. For both, I reviewed scientific articles in the field of Industry 4.0 using natural language processing (NLP), network analysis, and machine learning. First, I analyzed 4IR technology trends and found that, based on the initial definitions, the industrial Internet of Things is the current core of the 4IR technology landscape, but strong growth in the field of artificial intelligence (AI) suggests that AI may evolve as the new core technology. Second, I examined research directions using the “four smarts” framework. Smart Working is the least explored dimension, with many opportunities for future research. Further opportunities lie in the intersections of the smart dimensions, particularly between Smart Working and Smart Supply Chain. To address the second challenge, I analyzed the third key topic: workforce implications. I used NLP to mapping of patents and occupations in order to calculate scores of occupations’ exposures to 4IR technologies. My analysis shows that exposure to 4IR technologies differs from traditional technology exposure. Occupations that involve many manual tasks, such as construction and production, have been exposed mainly to traditional (i.e., non-4IR) technologies and have low exposure to 4IR technologies. Overall, the dissertation depicts the evolution of 4IR technologies and concepts; identifies research directions to assure an integrated, holistic evolution of the 4IR; and analyzes the exposure of occupations to 4IR technologies. Thus, the dissertation supports workers, practitioners, and policymakers in navigating the 4IR.