5 Gründe, warum Studierende die Diskrete Ereignissimulation kennen sollten

Das Streben nach einer intelligenten vernetzten Welt wird durch die Integration von Simulation und Digital Twin-Konzepten in traditionelle Geschäftsprozesse ermöglicht. Die diskrete Ereignissimulation (DES) ist ein solches Konzept, das in diese Kategorie fällt, da es zur Modellierung komplexer Geschäftssysteme und -abläufe verwendet werden kann. Mit DES ist es möglich, digitale Simulationen von industriellen Prozessen und Geschäftsabläufen zu entwickeln, um Geschäftseinblicke oder operative Exzellenz zu erhalten. In der Tat nutzt die verarbeitende Industrie derzeit DES-Tools, um komplexe Systeme und Prozesse wie das Lieferkettenmanagement und die Produktionslebenszyklen zu verbessern.

Obwohl die diskrete Ereignissimulation einen wichtigen Platz in den Produktionszyklen eingenommen hat, wird sie in den Ingenieurbüros und in der Wirtschaft im Allgemeinen immer noch übersehen. Untersuchungen zufolge ist die mangelnde Integration der DES in diesen Kreisen auf eine ungesunde Abneigung der Studenten der Ingenieurwissenschaften gegen Statistiken zurückzuführen, und die Studenten der Wirtschaftswissenschaften sind nicht weit davon entfernt. Außerdem übersehen die Studenten im Allgemeinen die Bedeutung der statistischen Analyse und ihre Bedeutung für die Vereinfachung von Entscheidungsprozessen. Diese und andere persönliche Gründe haben die Integration von DES in den Ingenieur- und Wirtschaftskreislauf behindert.

Trotz dieser Herausforderungen hat die diskrete Ereignissimulation den Studierenden der Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften, die ihren Beruf in einer zunehmend digitalisierten Welt ausüben wollen, noch viel zu bieten. Um als Ermutigung zu dienen und die Bedeutung von DES zu verdeutlichen, werden die Hauptgründe diskutiert, warum diskrete Ereignissimulation an Ingenieur- und Wirtschaftshochschulen gelehrt werden sollte .

Am Ende dieses Artikels werden die Schülerinnen und Schüler von verstehen:

Worum es bei der diskreten Ereignissimulation geht und wie sie in der Wirtschaft und im Ingenieurwesen eingesetzt wird.
Die Bedeutung des Lehrens und Lernens über diskrete Ereignissimulation in Schulen.
Wie DES angewandt wird, anhand von Fallstudien, die seine Anwendung und Vorteile aufzeigen.

Worum geht es bei der diskreten Ereignissimulation?

Die diskrete Ereignissimulation ist eine Methode für die Modellierung komplexer Umgebungen oder Systeme, in denen Ereignisse in Sequenzen auftreten. Sie modelliert auch die Interaktionen zwischen Objekten und Systemoperationen innerhalb des Systems, wenn diese Interaktionen zeitabhängig sind. Diskrete Ereignissimulationen können auch die Unsicherheiten, Einschränkungen und Abhängigkeiten, die zwischen verschiedenen Ereignissen auftreten, in das Modell aufnehmen.

Ein einfaches Beispiel für die Anwendung von DES ist die Modellierung eines Mautstellensystems, bei dem Fahrzeuge eine Gebühr entrichten müssen, um die Schranke zu passieren. In diesem Szenario sind die Systementitäten in dem Modell die Arbeitsstationen mit Kassierern und die Fahrzeugschlange. Das Systemereignis ist die Fahrzeugankunft und -abfahrt, die nach einer Zahlung erfolgt. Die Systemzustände, die sich mit jedem Ereignis ändern, sind die Anzahl der Fahrzeuge in der Warteschlange und der Status der Arbeitsstation, die entweder mit einem Fahrzeug besetzt ist oder ein Fahrzeug abgezogen hat. Die Zufallsvariablen oder Ungewissheiten, die in das System einfließen, sind die Ankunftszeiten der Fahrzeuge und die Servicezeit der Arbeitsstation.

DES-Tools oder Softwareanwendungen erfassen die verschiedenen Prozesse, die rund um die Mautstelle ablaufen, in diskreten Ereignissen. Dies erleichtert die Analyse noch komplexerer Systeme und die Berücksichtigung von Hunderten von Variablen innerhalb eines DES-Modells, und genau das tun die Hersteller. In der Fertigung wird ein DES-Tool verwendet, um einen digitalen Zwilling – ein digitales Modell von physischen Einheiten – des gesamten Fertigungssystems zu erstellen. Das digitale Modell ermöglicht die Analyse der Auswirkungen zusätzlicher Prozesse, wie z. B. eine Erhöhung des Angebots oder der Nachfrage auf das System. Auf diese Weise wird eine wertvolle digitale Umgebung geschaffen, um die Auswirkungen verschiedener Faktoren auf ein Fertigungssystem zu bewerten, bevor geschäftliche Entscheidungen getroffen werden.

Die Bedeutung des Unterrichts der diskreten Ereignissimulation in Schulen für Wirtschaftsingenieurwesen verstehen

Im Jahr 2017 veröffentlichte der Baker Dearing Educational Trust Fund einen Bericht , in dem die Defizite in der naturwissenschaftlich-technischen und mathematischen (MINT)-Ausbildung aufgezeigt wurden. Der Bericht hob die Tatsache hervor, dass 45 % der Studenten, die eine Ingenieurschule besucht haben, glauben, dass das erworbene Wissen nur schwer in der realen Welt anwendbar ist. 61 % der Studenten, die MINT-Institute besucht haben, glauben außerdem, dass das Erlernen technischer Fähigkeiten sie besser auf die reale Welt vorbereitet hätte.

In den Bereichen Ingenieurwesen und Industrie wird die reale Welt von neuen Technologien und Industrie 4.0 beherrscht, in der die Digitalisierung eine wichtige Rolle spielt. Daher ist ein praktischerer Ansatz erforderlich, um Studierende auf diese Welt vorzubereiten. Hier ist die Bedeutung der Vermittlung von Techniken der diskreten Ereignissimulation, der Analyse und der Modellierung zu sehen. Die 5 Gründe, warum DES an Ingenieurschulen gelehrt werden sollte, sind:

Vorbereitung der Studenten auf eine Industrie 4.0-Welt

Die Welt entwickelt sich zu einer intelligenteren, vernetzten Gemeinschaft von Dingen, und das gilt auch für die Industrie. Die Technik bewegt sich heute von einer Welt, die von Computern und CAD-Software dominiert wird, zu einer Welt, die von cyber-physikalischen Systemen und der autonomen Übertragung von Informationen beherrscht wird, worum es bei Industrie 4.0 geht. Während die computergestützte Konstruktion immer noch ein wichtiger Prozess in der industriellen Fertigung ist, konzentriert sich Industrie 4.0 mehr auf die Modellierung kompletter Produktionssysteme, Anlagen und Prozesse, um jeden industriellen Vorgang zu automatisieren.

In einer Welt, die von cyber-physikalischen Systemen dominiert wird, sind Kenntnisse über die diskrete Ereignissimulation und die Erstellung von Digital Twin-Umgebungen wichtig. Die Integration der diskreten Ereignissimulation und der für die DES-Modellierung verwendeten Werkzeuge in die Lehrpläne des Wirtschaftsingenieurwesens ist eine bessere Vorbereitung auf eine von Industrie 4.0 bestimmte Zukunft.

Erhalt von Business Insights

Statistiken aus den USA. zeigt, dass Wirtschaftsingenieure, die sich für einen Master in Business Administration (MBA) entscheiden, mehr verdienen als ihre Kollegen, die dies nicht tun. Das liegt daran, dass in Industriekreisen das Wissen über Maschinen oder Anlagen nicht mehr ausreicht, um die Karriereleiter zu erklimmen. Die Unternehmen suchen heute vor allem Ingenieure, die in der Lage sind, Geschäftsanalysen durchzuführen und fundierte Entscheidungen zu treffen, die zu einer höheren Kapitalrendite führen oder die Effizienz steigern.

Diskrete Ereignissimulationsmodelle sind bekannt für ihre Fähigkeit, Simulationen durchzuführen, die aufzeigen, wie sich Ereignisse auf bestimmte Geschäftsabläufe auswirken. Ein solches Ereignis könnte der Kauf einer neuen Ausrüstung oder die Einführung eines neuen Materialflusssystems sein. Ein DES-Modell kann die Auswirkungen von anstehenden Ereignissen auf den gesamten Betrieb simulieren, was einen fundierteren Entscheidungsprozess ermöglicht.

Durch die Einführung von DES-Konzepten in Ingenieurschulen erhalten Studenten das nötige Wissen, um Modelle zu erstellen und Simulationen durchzuführen, die einen echten Einblick in die Geschäftsabläufe bieten. Dies hilft den Studierenden, bessere Entscheidungen zu treffen und in verschiedenen industriellen Nischen zu arbeiten.

Generierung quantitativer und qualitativer Daten zur Steuerung des Betriebs

Diskrete Ereignissimulationen liefern exakte Modelle, die die von einem Unternehmen generierten Daten für sich arbeiten lassen. Dies ermöglicht die Integration eines datengesteuerten Ansatzes zur Optimierung von Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und industriellen Systemen. In der realen Welt wollen Manager immer wissen, warum bestimmte Phänomene in einem realen System auftreten, und ein tiefgreifendes Verständnis kann durch DES erreicht werden.

DES kann verwendet werden, um ganze industrielle Systeme oder Prozesse als Sequenzen von Operationen zu modellieren, die an passiven Einheiten durchgeführt werden. Dies bietet eine Umgebung, in der diskrete Ereignisse analysiert und die von ihnen erzeugten Daten verwendet werden können, um festzustellen, wie das jeweilige Ereignis optimiert werden kann. Dies führt zur Generierung von approximierten Daten, die zur Verbesserung der Produktivität und der Leistung der Mitarbeiter verwendet werden können. Auf diese Weise kann ein Ingenieurstudent die Daten und die Abfolge der optimierten Ereignisse generieren, die die Produktivität in der Industrie verbessern können.

Die Bedeutung des Unterrichts der diskreten Ereignissimulation in Wirtschaftsschulen verstehen

Die traditionellen Lehrmethoden an Business Schools beinhalten den Einsatz von traditionellen Unterrichtsstunden und Fallstudien . Diese waren das Rückgrat der Wissensvermittlung in MBA-Programmen und diese Werkzeuge haben nur begrenzten Wert, wenn es darum geht, das im Klassenzimmer Gelernte praktisch zu testen. Hier kann die diskrete Simulation helfen, aktives Lernen durch die Simulation von physikalischen Systemen in die MBA-Klassenzimmer zu bringen. Einige der Gründe, warum es wichtig ist, DES in den Klassenraum einzuführen, sind:

Verbesserung der Unternehmensstrategie-Sitzungen

Die Möglichkeit, digitale Modelle zu erstellen, die auf Einschränkungen und interaktive Beziehungen reagieren, schafft eine Plattform für schwierige Entscheidungen, ohne dass man sich mit den Folgen auseinandersetzen muss. Das ist es, was die Integration der diskreten Ereignissimulation in MBA-Programme erreichen kann. Mit DES, das Lieferketten verwaltet, bewegt sich die Analyse der Auswirkungen neuer Geschäftskonzepte von einfachen Fallstudien zu einer tatsächlichen digitalen Umgebung, in der aktives Lernen möglich ist.

In jüngster Zeit haben MBA-Programme an Schulen wie Harvard Simulationen durch spielerische Szenarien eingeführt, um den Studenten etwas über Kommunikation und Projektmanagement beizubringen. Obwohl diese Spiele nützlich sind, um die Teamarbeit zu fördern, fehlt ihnen die detaillierte Struktur, die DES bietet. Ein DES-System kann zum Beispiel verwendet werden, um die genauen Geschäftsabläufe in einem Industriesystem zu modellieren. Das Modell enthält eine digitale Darstellung der Ausrüstung, des Layouts der Werkshalle, der Versorgungskette, des Inventars und sogar der Produktion und der Beziehungsvariablen. Einschränkungen und zusätzliche Variablen können auch in Echtzeit hinzugefügt und ihre Auswirkungen analysiert werden.

Mit diesem Wissen sind Studierende und Fachleute aus der Wirtschaft besser darauf vorbereitet, mit Unsicherheiten und Echtzeitereignissen umzugehen, die in der realen Welt Auswirkungen auf den Geschäftsbetrieb haben können.

Verbessern Sie die prädiktive Analyse

Die Fähigkeit, genau vorherzusagen, wie sich künftige Ereignisse auf komplexe Systeme auswirken werden, verschafft Unternehmen den nötigen Wettbewerbsvorteil, um sich in einem wettbewerbsintensiven Industriebereich einen Marktanteil zu sichern. Durch diskrete Ereignissimulationen werden Modelle erstellt, die zur Durchführung von Vorhersageanalysen in komplexen Systemen verwendet werden können. Dies ist vergleichbar mit dem Einsatz von CAD-Simulationen zur Durchführung von Belastungsanalysen an Prototypen, jedoch auf systematischer Ebene. Das bedeutet, dass DES-Modelle verwendet werden können, um digitale Zwillinge sehr komplexer Vorgänge zu erstellen und jeden Parameter oder jede Einschränkung, die das komplexe System definiert, genau zu erfassen.

Ein genaues DES-Modell ist ein leistungsfähiges Werkzeug für Entwicklungsfachleute und Projektmanager. Der Fachmann erhält eine digitale Darstellung der aufeinanderfolgenden Ereignisse und die Möglichkeit, noch mehr Ereignisse einzufügen, um ihre Auswirkungen auf das Gesamtsystem zu bestimmen. Auf diese Weise können Geschäftseinblicke über das beste Anlagenlayout erhalten werden, das eine Just-in-Time-Lieferung garantiert, und es kann unter anderem die prozentuale Erhöhung der Geschwindigkeit der Lieferkette berechnet werden, um festgelegte Fristen einzuhalten. Um die prädiktiven analytischen Fähigkeiten von DES nutzen zu können, muss es zunächst verstanden werden. MBA-Programme können das Verständnis der Studenten für prädiktive Analytik und ihre Umsetzung durch den Einsatz von diskreten Ereignissimulationswerkzeugen fördern.

Testen und Integrieren neuer Unternehmensrichtlinien

Die Verantwortung für die Entwicklung neuer Richtlinien, die zu einem leistungsstarken System führen können, liegt ganz klar auf den Schultern des Unternehmensentwicklers oder -analysten. In vielen MBA-Programmen erfolgt die Erstellungs- und Experimentierphase bei der Entwicklung von Unternehmensrichtlinien durch Fallstudien und das Verständnis älterer Standards. Das bedeutet, dass neue Unternehmensrichtlinien oder -konzepte in der Regel auf dem Papier erstellt werden, ohne dass ihre Auswirkungen auf bestehende Systeme ermittelt werden können.

Die Einführung der diskreten Ereignissimulation in MBA-Programme kann die eher begrenzten Methoden der Vermittlung von Politikentwicklungen unter Verwendung von vereinfachten Wirtschaftssimulationstools verändern. Mit einem DES-Tool können Anlagen und betriebliche Systeme für die Einführung von Strategien in Echtzeit modelliert werden. Ein Beispiel dafür ist das Management des Übergangs von einer traditionellen Produktionsstätte zu einer automatisierten Fabrik mit begrenzten Ressourcen. In diesem Szenario kann ein DES-Tool verwendet werden, um die bestehenden Systemabläufe zu modellieren und die Auswirkungen der Einführung automatisierter Ausrüstung oder Wartungsverfahren in das System zu analysieren. Das Endergebnis wird die Entwicklung eines Industrie 4.0-Geschäftsmodells sein, das die Geschäftsabläufe hervorhebt, die automatisiert werden sollten, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Vorbereitung von Studenten auf eine sich verändernde Unternehmenslandschaft

Von einem Unternehmensentwickler oder -verwalter wird erwartet, dass er in jeder Branche tätig ist, in der Geschäftsvorgänge stattfinden. Das kann in der Automobilindustrie oder im Gesundheitswesen sein. Der Zweck der Wirtschaftsschule ist es, Studenten darin zu schulen, Geschäftsstrategien, Management, Statistik und Wirtschaft anzuwenden, um den ROI zu erhöhen. Daher müssen die Studierenden die erforderlichen Kenntnisse erwerben, um die verfügbaren Instrumente zur Steigerung der Geschäftstätigkeit zu nutzen.

Diskrete Ereignissimulationswerkzeuge sind Beispiele für einige der Werkzeuge, die in jedem Unternehmen unabhängig von seiner industriellen Nische eingesetzt werden können. Das liegt daran, dass mit DES sowohl einfache als auch komplexe Systeme zu Simulationszwecken modelliert werden können. Daher ist die Einführung von DES in MBA-Programmen eine hervorragende Möglichkeit, MBA-Studenten auf die beruflichen Veränderungen vorzubereiten, die im Laufe ihres Berufslebens auftreten werden.

Schlussfolgerung

Die diskrete Ereignissimulation wird eine wichtige Rolle bei der digitalen Transformation spielen, die in jeder Branche stattfindet. Die oben genannten Gründe machen deutlich, wie wichtig es ist, sie in MINT- und Wirtschaftsschulen zu integrieren. Laut akademischer Forschung lernen Studenten am besten durch aktives Lernen mit technologischen Werkzeugen. Daher ist die Integration von DES-Tools in den Unterricht eine gute Möglichkeit, komplexe Systeme durch Digitalisierung und 3D-Visualisierungen zu analysieren.

Ressourcen:

https://link.springer.com/article/10.1186/s41039-015-0014-0

https://www.businessstudent.com/careers/salary-outlook-mba-in-engineering/

https://sciencecouncil.org/schools-are-ineffective-at-preparing-students-for-technical-careers/