Os EUA precisam de mais engenheiros. Qual é a solução?

Este conteúdo foi desenvolvido em parceria com a SAE International.

todos os anos, os EUA precisarão de cerca de 400.000 novos engenheiros. No entanto, os conjuntos de habilidades de próxima geração que esses engenheiros precisarão faltam muito, apresentando a possibilidade alarmante de que quase uma em cada três funções de engenharia permanecerá não preenchida a cada ano até pelo menos 2030. Essa lacuna de talento persistente corre o risco de curto-circuito o progresso de várias indústrias essenciais. Também pode inibir seriamente várias iniciativas governamentais dos EUA destinadas a aumentar a economia e a competitividade dos EUA, como o 2022 Build Back Act (BBBA) e a Lei de Cascas e Ciência de 2022. e instituições educacionais. Neste artigo, escrito por BCG em colaboração com

Efforts to bridge the gap today face a number of hurdles, including a struggle to increase diversity and inclusion, insufficient reskilling and upskilling efforts, and limited coordination—both across industries and between industries and educational institutions. In this paper, written by BCG in collaboration with SAE International , propomos uma resposta coordenada, multiplicada e sustentável que envolve jogadores do setor público e privado. O talento de engenharia, em particular, é escasso, com uma lacuna crescente entre oferta e demanda que coloca o progresso de indústrias importantes em risco e ameaça ter um tremendo impacto negativo na economia - igual a quase 40% do impacto do PIB projetado de todas as lacunas de talento. Os dados do Bureau of Labor Statistics (BLS) indicam que a demanda por habilidades de engenharia crescerá cerca de 13% de 2023 a 2031. E o Conselho Americano de Empresas de Engenharia, que representa quase 6.000 empresas, emitiu uma carta ao Presidente Biden, que não é a BBBA. Por exemplo, o Ministério da Economia japonês previu um déficit de mais de 700.000 engenheiros no Japão até 2030, e o Instituto Econômico Alemão relatou uma escassez de 320.000 especialistas em STEM na Alemanha em abril de 2022.

A Core Driver of GDP Impact and Economic Risk

A recent BCG survey revealed that an overwhelming 92% of leaders of global companies rank attracting and retaining talent among their top three priorities. Engineering talent in particular is in short supply, with a growing gap between supply and demand that puts the progress of important industries at risk and threatens to have a tremendous negative impact on the economy—equal to nearly 40% of the projected GDP impact of all talent gaps expected in the US through 2030. (See Exhibit 1.)

Our analysis of Bureau of Labor Statistics (BLS) data indicates that demand for engineering skills will grow by about 13% from 2023 to 2031. And the American Council of Engineering Companies, which represents nearly 6,000 firms, has issued a letter to President Biden stating that a talent scarcity in the engineering and design services industry is already impeding important work for the BBBA.

The US is not the only country facing an engineering talent shortage. For example, the Japanese Ministry of Economy has predicted a deficit of over 700,000 engineers in Japan by 2030, and the German Economic Institute reported a shortage of 320,000 STEM specialists in Germany as of April 2022.

à luz desses desafios globais e do limite de longa data dos EUA sobre os vistos H-1B, o que limita a imigração de engenharia estrangeira e outros talentos especializados a 85.000 pessoas por ano, é provável que o recrutamento de outros países preencherá apenas uma parte modesta da lacuna anual antecipada. Consequentemente, os setores públicos e privados dos EUA devem abordar o déficit através de oleodutos de suprimentos de talentos domésticos. Journey.

Key Challenges to Bridging the Gap

Together with SAE International, we have identified several challenges that hinder US efforts to address and close the engineering gap, from a lack of the most in-demand skills to limited diversity at every stage of the engineering journey.

Incompatibilidade entre habilidades disponíveis e sob demanda. Grande parte da lacuna de engenharia esperada nos EUA nos próximos dez anos envolverá posições não fundidas em engenharia de software, industrial, civil e elétrica, totalizando um impressionante 186.000 vagas de emprego nos EUA em 2031. Ao mesmo tempo, que se destacamos em que mais se esgotaremos em áreas como materiais, químicos, aeroespacia e engenharia mecânica - awhich, que se autodenomina, em áreas como materiais, químicos, aeroespacia e engenharia mecânica - awhichs tradicionalmente são tradicionalmente candidatos qualificados no mesmo ano. (Veja a Figura 2.) Além disso, o Although the overall gap between new engineering roles created and new engineers entering the market each year is already stark, at about 133,000, the underlying data presents an even more problematic picture. Much of the engineering gap expected in the US over the next ten years will involve unfilled positions in software, industrial, civil, and electrical engineering, amounting to a staggering 186,000 job vacancies across the US by 2031. At the same time, we project that other engineering roles, in areas such as materials, chemical, aerospace, and mechanical engineering—which have traditionally been popular choices for undergraduate study—will see an oversupply of 41,000 qualified candidates by the same year. (See Exhibit 2.) What’s more, the Habilidades necessárias Para entregar todas essas funções, é dinâmico, não estático. Até as funções de engenharia convencionais exigirão cada vez mais uma fusão de habilidades duras e sociais, com perfis de habilidade em forma de T que incluem conhecimento profundo em uma área específica e experiência interdisciplinar. E as funções de engenharia virão com uma expectativa de linha de base de que os trabalhadores estejam familiarizados com as técnicas de próxima geração-aquelas que se prevêem ver o maior crescimento da demanda nos próximos cinco anos, como metodologia ágil, desenvolvimento de novos produtos e desenvolvimento acionado por teste. interrupções. Embora reduza alguns requisitos de talento, a Genai também criará novas necessidades para engenheiros que possam entender e interagir com a tecnologia. Esses requisitos de brotamento aumentarão a lacuna de habilidades e afetarão ainda mais o planejamento da força de trabalho.

Rapid growth in generative AI (GenAI) capabilities will cause further skill disruptions. Although it will reduce some talent requirements, GenAI will also create new needs for engineers who can understand and interact with the technology. These budding requirements will add to the skills gap and further affect workforce planning.

Uma luta pela diversidade e inclusão. Apesar do investimento significativo e de numerosos programas destinados a reduzir a lacuna de gênero na engenharia, apenas 16% dos engenheiros dos EUA são mulheres, de acordo com uma análise dos dados de 2022 BLS. E a proporção de mulheres entre os graduados dos EUA nos campos de engenharia estagnou em cerca de 20%, com um CAGR quase plano na década de 2012 a 2022. Além disso, nossa análise revela que os negros americanos, latinos, nativos americanos e ilhas do Pacífico também são sub -representadas em relação à sua incidência na população. (Veja a Figura 3.) No entanto, o aumento da diversidade tem vários benefícios, incluindo a melhoria da qualidade de The engineering field has long struggled to broaden its diversity and inclusiveness. Despite significant investment and numerous programs aimed at reducing the gender gap in engineering, just 16% of US engineers are women, according to an analysis of 2022 BLS data. And the proportion of women among US college graduates in engineering fields has stagnated at around 20%, with a nearly flat CAGR in the decade from 2012 to 2022. In addition, our analysis reveals that Black Americans, Latinxs, Native Americans, and Pacific Islanders are also underrepresented relative to their incidence in the population. (See Exhibit 3.) Yet increasing diversity has multiple benefits, including improving the quality of saída de trabalho e inovação e ampliar o suprimento de talento disponível.

Insufficient Reskilling and Upskilling. The size of the engineering gap and the degree of the skills shift have implications for how to address the shortages. Although employers often seek to “buy” their way out of talent shortages through new hires, many are increasingly resorting to borrowing or building scarce talent by engaging highly skilled gig workers and upskilling current employees, among other measures. For next-generation engineering skills in particular, there simply are not enough potential hires in the market for companies to buy their way out of the shortage. Organizations must upskill their current employees (by moving them from more junior roles into more senior ones), reskill them (by cross-training them from engineering roles that are less in demand), or hire a partial fit and upskill the last 10% to 20% of capabilities.

Embora os CEOs reconheçam o Precisa treinar Sua base de funcionários, nossa pesquisa indica que muitos lutam para desenvolver ecossistemas robustos de aprendizado e desenvolvimento (L&D) e têm confiança mista na capacidade de suas equipes de RH de proporcionar impacto. E essa luta escorre: de acordo com a Harvard Business Review, 75% dos aproximadamente 1.500 gerentes pesquisados ​​entre as organizações dizem que estão insatisfeitos com a L&D de sua empresa. Indústrias pesadas de engenharia como bens industriais são particularmente subdesenvolvidos, com cerca de 10% a 20% menos horas de L&D por trabalhador, em média, do que outras indústrias fornecem, tornando -a uma questão cada vez mais urgente.

Major Leaks in the Pipeline. Um pipeline de talentos com vazamento exacerba a lacuna de engenharia, especialmente no que diz respeito à diversidade e ao tempo de entrega necessário para desenvolver talentos a partir da educação inicial. Do número total de estudantes que expressam interesse em engenharia ainda no ensino médio, apenas cerca de 13% concluem um diploma universitário em engenharia, de acordo com a análise do BCG. Várias organizações (incluindo SAE International, SAE Foundation e Society of Women Engineers) mostraram que incentivar e manter o interesse STEM ao longo da educação de uma criança, especialmente no nível do ensino médio, é fundamental para ajudar a preencher a lacuna de talentos; Por outro lado, se o interesse diminuir durante esse período, há uma menor probabilidade de que o aluno busque um diploma de engenharia. (Veja o Anexo 4.) Menos da metade dos aproximadamente 200.000 estudantes dos EUA que concluem os diplomas de engenharia nos campos que analisamos continuam a perseguir uma função de engenharia. De acordo com a American Society for Engineering Education, apenas 37% dos estudantes iniciam uma carreira de engenharia depois de concluir um diploma de engenharia. Além disso, embora as mulheres compõem a maioria dos estudantes universitários, apenas 2% das mulheres se formam com um diploma de engenharia, em comparação com 10% dos homens. Dobrar o número de mulheres que buscam graus de engenharia pode contribuir com até 40.000 engenheiros anualmente e reduzir a diferença de engenharia dos EUA em 30%, assumindo uma taxa de conversão de 100% para carreiras de engenharia. para estatísticas de ciências e engenharia. Embora os graduados em engenharia do sexo masculino e feminino iniciem suas carreiras com taxas de retenção semelhantes, as taxas de retenção para mulheres caem drasticamente abaixo daquelas para os homens ao longo do tempo. Como exemplo, apenas 27% das mulheres que concluíram os graus de engenharia de 2006 a 2010 ainda estavam trabalhando em empregos em engenharia em 2021, em comparação com 41% de seus colegas do sexo masculino.

Our own research, which focuses further along the pipeline, reveals additional challenges in converting engineering students to practitioners. (See Exhibit 4.) Fewer than half of the approximately 200,000 US students who complete engineering degrees in the fields we analyzed go on to pursue an engineering role. According to American Society for Engineering Education, only 37% of students begin an engineering career after completing an engineering degree. Moreover, although women make up the majority of college students, only 2% of women graduate with an engineering degree, compared to 10% of men. Doubling the number of women who pursue engineering degrees could contribute up to 40,000 more engineers annually and reduce the US engineering gap by 30%, assuming a 100% conversion rate to engineering careers.

Persistence in engineering careers is uneven, too, according to a 2022 survey of college graduates by the National Center for Science and Engineering Statistics. Although male and female engineering graduates start their careers with similar retention rates, the retention rates for women drop drastically below those for men over time. As an example, only 27% of women who completed engineering degrees from 2006 to 2010 were still working in engineering jobs in 2021, compared to 41% of their male counterparts.

Misaligned Incentives Across Stakeholders. Outro obstáculo para o progresso envolve desconexões estruturais entre as partes interessadas do setor público e público que subvertem a colaboração. As empresas se encontram competindo pelo talento do mesmo pool limitado e, portanto, podem relutar em ingressar nos esforços de aumento ou marketing por preocupação de se juntar a preocupação de que seus investimentos beneficiem os concorrentes. Enquanto isso, as instituições e empregadores educacionais operam com prazos radicalmente diferentes-com instituições que educam a próxima geração, mesmo quando os empregadores buscam talentos prontos para implantar hoje. Os dois também podem ter opiniões diferentes sobre se os professores ou futuros empregadores devem ter a palavra final sobre o que os alunos devem aprender. alteração. Os programas atuais variam em tamanho e escala, com envolvimento nos setores privado, público e sem fins lucrativos, e mostraram resultados positivos. Por fim, no entanto, estreitando a lacuna exigirá grandes partes interessadas - empregadores, educadores e o governo - para se reunir de novas maneiras para escalar os esforços atuais que oferecem resultados positivos e a implantar uma série de novas iniciativas, desde o aumento da representação feminina até a reavaliação da força de trabalho atual, testando essas iniciativas e aprendizagem à medida que avançam.

Although public and private educational institutions are well intentioned and aspire to solve the problem, these structural misalignments can lead to friction in collaborative initiatives that they undertake with companies and industry organizations, often resulting in one-off approaches and subscale or redundant efforts that fail to achieve meaningful change.

Tackling the Challenges

We recognize that ample efforts to mitigate the looming engineering gap already exist. Current programs range in size and scale, with involvement across the private, public, and not-for-profit sectors, and have shown positive results. Ultimately, however, narrowing the gap will require major stakeholders—employers, educators, and the government—to come together in new ways to scale current efforts that deliver positive results and to deploy a range of new initiatives, from increasing female representation to reskilling the current workforce, testing these initiatives and learning as they go.

A solução requer forte coordenação. Portanto, ele implicará a identificação de um orquestrador central-uma figura ou organização central para assumir a responsabilidade de coreografar os esforços colaborativos de todas as partes interessadas e garantir que eles concordem. e outras partes interessadas em todo o país. Através de benchmarking, informações das partes interessadas e pesquisa, lançou um programa de talentos de primeira linha que prevê títulos e lacunas para os próximos cinco anos, engajou provedores de educação para desenvolver programas de treinamento personalizados e iniciaram os esforços de recrutamento para criar vários esforços para criar vários esforços para os esforços de um dos outros e futuros. Etapas práticas que as empresas individuais podem tomar para aproveitar as realizações anteriores e trabalhar para fechar a lacuna de talentos.

As an example, one public-private partnership agency dedicated to job creation, growth, and economic development in a Southeast Asian country embraced the role of core orchestrator by collaborating closely with industries, education providers, and other stakeholders across the country. Through benchmarking, stakeholder input, and research, it launched a first-of-its-kind talent program that forecasted job titles and gaps for the next five years, engaged education providers to develop tailored training programs, and initiated recruiting efforts to build a talent pipeline for current and future roles.

Although various efforts to create a cooperative organization and designate a core orchestrator continue, we propose several practical steps that individual companies can take to build on prior achievements and work toward closing the talent gap.

Planeje a força de trabalho estrategicamente. O planejamento estratégico da força de trabalho, por um lado, é crucial se as organizações navegarem com sucesso em um ambiente em mudança e preencher as inúmeras novas funções que surgirão nos próximos anos. Ao analisar e prever proativamente seus requisitos de força de trabalho, as empresas podem tomar decisões informadas sobre aquisição, desenvolvimento e retenção de talentos e garantir que tenham as pessoas certas nos papéis certos no momento certo. Em resposta, ele mapeou 20.000 funções de trabalho técnicas internas vagas em campos emergentes, como computação em nuvem e aprendizado de máquina, e depois implementou iniciativas como universidades de aprendizado de máquina, aprendizados, programas de aulas pré -pagas e treinamento intensivo de TI para seus trabalhadores não técnicos. O varejista agora visa treinar um total de 100.000 funcionários a um custo de US $ 700 milhões até 2025, aumentando uma força de trabalho qualificada para preencher a lacuna de talentos. Companies should allocate resources to initiatives that have the greatest potential to create significant positive outcomes, such as efforts to improve diversity or boost the general understanding of future needs. Strategic workforce planning, for one, is crucial if organizations are to successfully navigate a changing environment and fill the myriad new roles that will emerge in the coming years. By proactively analyzing and forecasting their workforce requirements, companies can make informed decisions about talent acquisition, development, and retention, and ensure that they have the right people in the right roles at the right time.

One major online retailer faced challenges in sourcing technically qualified candidates and struggled internally to understand its true talent needs. In response, it mapped 20,000 vacant internal technical job roles in emerging fields such as cloud computing and machine learning, and then implemented initiatives such as machine learning universities, apprenticeships, prepaid tuition programs, and intensive IT training for its nontechnical workers. The retailer now aims to train a total of 100,000 employees at a cost of $700 million by 2025, growing a skilled workforce to bridge the talent gap.

Crie uma taxonomia comum. As empresas precisam colaborar em todo o setor na criação de uma taxonomia comum para reduzir a confusão e apoiar a previsão eficaz. Com uma taxonomia comum, as empresas poderiam explorar rotas de contratação não convencionais, como parceria com faculdades comunitárias, para aumentar o pool de talentos. Essa abordagem garantiria que os funcionários em potencial já possuam as habilidades necessários e permitiriam que as empresas se concentrassem em treinamento e desenvolvimento adicionais. Na ausência desse esforço colaborativo, a identificação e a categorização inconsistentes das habilidades podem restringir os benefícios potenciais das parcerias da escola do setor. Inicialmente, a agência procurou discernir as iniciativas mais cruciais para melhorar significativamente as habilidades da força de trabalho do estado. Com uma abordagem abrangente que incluía benchmarking, contribuição das partes interessadas e pesquisa extensa, identificou iniciativas de talento de alto impacto de acordo com as prioridades do estado. Em seguida, lançou um programa de talentos pioneiros em estreita colaboração com a indústria, instituições educacionais e outras partes interessadas. Este programa abordou as necessidades mais prementes do empregador e construiu uma taxonomia comum para habilidades de engenharia, usando dados do Burning Glass Institute e entrevistas do empregador. A nova taxonomia ajudou a prever os títulos de trabalho necessários, identificando lacunas de habilidades e se envolvendo com os provedores de educação para criar módulos de aprendizado personalizados que apoiaram os esforços para treinar o talento necessário para preencher a lacuna. Diante de um excesso de oferta projetada de 41.000 engenheiros em campos qualificados herdados até 2031, por exemplo, as empresas devem mudar parte de seu foco da contratação para a resgate ou o aumento, afastando seus funcionários de habilidades de engenharia mais antigas e mais novas habilidades através do uso de programas de treinamento intensivo. Essa reciclagem reflete a conscientização sobre os benefícios a longo prazo e a relação custo-benefício do investimento na força de trabalho atual de uma empresa. Notavelmente, a Comissão de Habilidades de Serviços Financeiros estima que o custo da contratação de um novo funcionário é cerca de 2,5 vezes mais alto que o custo de reciciar um funcionário existente.

For example, a public-private partnership agency that was focused on job creation and economic growth embarked on a journey to address talent development challenges in one US state. Initially, the agency sought to discern the most crucial initiatives for significantly improving the state's workforce skills. With a comprehensive approach that included benchmarking, stakeholder input, and extensive research, it identified high-impact talent initiatives in line with the state's priorities. Then it launched a pioneering talent program in close collaboration with industry, educational institutions, and other stakeholders. This program addressed the most pressing employer needs and constructed a common taxonomy for engineering skills, using data from The Burning Glass Institute and employer interviews. The new taxonomy helped in forecasting required job titles, identifying skill gaps, and engaging with education providers to create tailored learning modules that supported efforts to train the talent needed to fill the gap.

Retrain existing employees. In designing and implementing talent initiatives, companies should focus on ensuring that they have a lasting impact on the talent pool. Faced with a projected oversupply of 41,000 engineers in legacy skilled fields by 2031, for example, companies should shift some of their focus away from hiring to reskilling or upskilling, moving their employees away from older engineering skills and toward newer skills through the use of intensive training programs. Such retraining reflects awareness of the long-term benefits and cost effectiveness of investing in a company’s current workforce. Notably, the Financial Services Skills Commission estimates that the cost of hiring a new employee is about 2.5 times as high as the cost of retraining an existing employee.

Uma empresa global de bens de consumidores de consumo implementou com sucesso um programa de aprendizado experimental para ajudar os funcionários a desenvolver novas habilidades críticas de negócios em marketing de desempenho e análise de dados e aplicar esses recursos a projetos nas principais áreas de negócios. A empresa ensinou conceitos dos participantes do programa e os ajudou a desenvolver proficiência através da aplicação desses conceitos em projetos da vida real. Por fim, incorporou e envolveu o novo conhecimento dos funcionários, tornando-o parte de seus empregos do dia-a-dia. No ano piloto, o programa certificou quase 50 funcionários; A empresa agora está escalando para certificar muito mais no futuro.

Collaborate. Forming Parcerias entre empresas e instituições educacionais , incluindo universidades e faculdades comunitárias - e mesmo envolvendo o setor público - tem grande potencial. Tais colaborações podem melhorar as comunicações e a transparência em relação às demandas de talentos de vários setores-por exemplo, para conectar mais de perto as ofertas educacionais e as necessidades da força de trabalho. Atualmente, o programa atende mais de 50 escolas secundárias e 3.000 estudantes, e a empresa agora está contratando a maioria dos graduados do programa. Programa, que prepara os alunos para vários papéis relacionados à IA. Por meio de suas parcerias com as faculdades, a empresa também criou novas categorias de emprego, como o técnico de engenharia da IA. Essa iniciativa inovadora reconhece que nem todas as habilidades de IA exigem diplomas tradicionais de bacharel e incentiva os alunos interessados ​​nessas funções para buscar diplomas da faculdade comunitária. À medida que os resultados do programa se desenrolam, a empresa está monitorando ativamente o desempenho dos alunos, promovendo a colaboração com os empregadores e apoiando as populações de estudantes sub -representadas em papéis de IA. Essa abordagem de visão de futuro visa atender às necessidades do mercado de trabalho, promovendo a diversidade e a inclusão no mercado de trabalho emergente orientado para a tecnologia. À medida que a produção de veículos do motor de combustão interna diminui, é provável que a demanda por engenheiros mecânicos especializados nessa área caia. Por meio do diálogo aberto, as empresas automotivas podem apresentar suas prioridades e requisitos de talento para as escolas, ajudando a última a ajustar seus programas e equipar os alunos com habilidades que são mais urgentemente necessárias em áreas emergentes da indústria, como em veículos elétricos ou de condução autônoma, que se aproxima de um desafio mais forte. Ao focar no desenvolvimento de futuros engenheiros desde um estágio inicial e em trabalhar juntos para abordar questões sistêmicas, as partes interessadas podem fortalecer o pipeline de talentos e garantir um suprimento contínuo e sustentável de profissionais qualificados para as próximas decades. Dan, Jamie e Joan também são curadores da Fundação SAE, braço de caridade da SAE International. SAE International

With state support, one leading global aerospace company collaborated with regional high schools to develop a two-year advanced manufacturing curriculum to prepare students for high-demand jobs through hands-on learning. The program currently serves more than 50 high schools and 3,000 students, and the company is now hiring most of the program’s graduates.

In another example, a prominent global technology leader has initiated an AI workforce program that offers 225 hours of AI course content, faculty training, and implementation guidance to community colleges across the US, with the goal of expanding AI education to all 50 states by 2023. Currently, 31 schools in 18 states have joined the program, which prepares students for various AI-related roles. Through its partnerships with the colleges, the company has also created new job categories, such as AI engineering technician. This innovative initiative recognizes that not all AI skills require traditional bachelor's degrees and encourages students interested in these roles to pursue community college degrees. As the program’s outcomes unfold, the company is actively monitoring student achievement, fostering collaboration with employers, and supporting underrepresented student populations in AI roles. This forward-thinking approach aims to address labor market needs while promoting diversity and inclusion in the emerging tech-driven job market.

A similar collaboration between engineering schools and the automotive industry could help close the engineering gap in that sector. As production of internal combustion engine vehicles declines, demand for mechanical engineers who specialize in this area is likely to fall. Through open dialogue, automotive companies could present their changing priorities and talent requirements to schools, helping the latter to adjust their programs and equip students with skills that are more urgently needed in emerging areas of the industry, such as in electric vehicles or autonomous driving technologies.

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Addressing the talent gap in engineering is a complex challenge that requires a sustained, coordinated, multipronged approach that involves both public and private sector players. By focusing on developing future engineers from an early stage and working together to address systemic issues, stakeholders can strengthen the talent pipeline and ensure a continuous and sustainable supply of skilled professionals for decades to come.

The author team deeply appreciates the invaluable contributions of their partners at SAE International, Sri Srinath, Dan Nicholson, Jamie Ferguson, and Joan Wills. Dan, Jamie, and Joan are also trustees of the SAE Foundation, SAE International’s charitable arm.