5 raisons pour lesquelles les étudiants devraient connaître la simulation d'événements discrets

La poursuite d’un monde intelligent interconnecté est rendue possible par l’intégration des concepts de simulation et de jumeau numérique dans les processus d’entreprise traditionnels. La simulation d’événements discrets (Discrete Event Simulation – DES) est un concept qui entre dans cette catégorie car il peut être utilisé pour modéliser des systèmes et des opérations d’entreprise complexes. Grâce à la DES, il est possible de développer des simulations numériques de processus industriels et d’opérations commerciales afin d’obtenir des informations commerciales ou de parvenir à l’excellence opérationnelle. En fait, l’industrie manufacturière utilise actuellement des outils DES pour améliorer des systèmes et des processus complexes tels que la gestion de la chaîne d’approvisionnement et les cycles de production.

Bien que la simulation d’événements discrets ait acquis une place importante dans les cycles de fabrication, elle est encore négligée dans les opérations d’ingénierie et dans la communauté des affaires au sens large. Selon la recherche, le manque d’intégration de la simulation d’événements discrets dans ces cercles est dû à une aversion malsaine des étudiants en ingénierie pour les statistiques, et les étudiants en commerce ne sont pas loin derrière. En outre, les étudiants négligent généralement l’importance de l’analyse statistique et son rôle dans la simplification des processus de prise de décision. Ces raisons, parmi d’autres raisons personnelles, ont entravé l’intégration de la DES dans les cycles d’ingénierie et de gestion.

Malgré ces défis, la simulation d’événements discrets a encore beaucoup à offrir aux étudiants en ingénierie et en gestion qui ont l’intention d’exercer leur métier dans un monde de plus en plus numérisé. Afin d’encourager et de souligner l’importance de la simulation d’événements discrets, les principales raisons pour lesquelles la simulation d’événements discrets devrait être enseignée dans les écoles d’ingénieurs et de commerce seront discutées.

A la fin de cet article, les étudiants de comprendront :

Ce qu’est la simulation d’événements discrets et son application dans les créneaux industriels des affaires et de l’ingénierie.
L’importance de l’enseignement et de l’apprentissage de la simulation d’événements discrets dans les écoles.
Comment le DES est appliqué en utilisant des études de cas pour mettre en évidence son application et ses avantages.

Qu’est-ce que la simulation d’événements discrets ?

La simulation d’événements discrets est une méthode de modélisation d’environnements ou de systèmes complexes dans lesquels les événements se produisent en séquences. Elle modélise également les interactions entre les objets et les opérations du système lorsque ces interactions dépendent du temps. Les simulations d’événements discrets peuvent également inclure dans le modèle les incertitudes, les contraintes et les interdépendances qui se produisent entre les différents événements.

Un exemple simpliste de l’application du DES est la modélisation d’un système de péage où les véhicules doivent payer une taxe pour passer la barrière. Dans ce scénario, les entités du système dans le modèle sont les postes de travail avec les guichetiers et la file d’attente des véhicules. L’événement du système est l’arrivée et le départ d’un véhicule après un paiement. Les états du système qui changent à chaque événement sont le nombre de véhicules dans la file d’attente et l’état du poste de travail qui est soit engagé avec un véhicule, soit l’a désengagé. Les variables aléatoires ou incertitudes modélisées dans le système seront les temps d’inter-arrivée des véhicules et le temps de service du poste de travail.

Les outils ou applications logicielles DES capturent les différents processus qui se déroulent autour de la barrière de péage sous forme d’événements discrets . Il est ainsi plus facile d’analyser des systèmes encore plus complexes et de prendre en compte des centaines de variables dans un modèle DES, et c’est ce que font les fabricants. Dans la fabrication , un outil DES est utilisé pour créer un jumeau numérique (Digital Twin) – un modèle numérique d’entités physiques – de l’ensemble du système de fabrication. Le modèle numérique permet d’analyser les effets de processus supplémentaires tels qu’une augmentation de l’offre ou de la demande sur le système. Il crée ainsi un environnement numérique précieux pour évaluer les effets de divers facteurs sur un système de fabrication avant de prendre des décisions commerciales.

Comprendre l’importance de l’enseignement de la simulation d’événements discrets dans les écoles d’ingénieurs industriels

En 2017, le Baker Dearing Educational Trust Fund a publié un rapport qui fait état des lacunes de l’enseignement des sciences, de la technologie, de l’ingénierie et des mathématiques (STEM). Le rapport souligne que 45 % des étudiants qui sont passés par des écoles d’ingénieurs estiment que les connaissances qu’ils ont acquises sont difficiles à appliquer dans le monde réel. 61 % des étudiants qui sont passés par des instituts STEM pensent également que l’acquisition de compétences techniques les aurait mieux préparés au monde réel.

Dans la communauté des ingénieurs et des industriels , le monde réel est dominé par les technologies émergentes et Industrie 4.0 où la numérisation joue un rôle important. Il est donc nécessaire d’adopter une approche plus pratique pour préparer les étudiants à ce monde. C’est là que l’importance d’enseigner les techniques de simulation d’événements discrets, l’analyse et la modélisation est nécessaire. Les 5 raisons pour lesquelles les DES devraient être enseignées dans les écoles d’ingénieurs sont les suivantes :

Préparer les étudiants au monde de l’industrie 4.0

Le monde évolue vers une communauté de choses plus intelligente et interconnectée, et cela s’applique également aux efforts industriels. Aujourd’hui, l’ingénierie passe d’un monde dominé par les ordinateurs et les logiciels de CAO à un monde dominé par les cyber-systèmes physiques et le transfert autonome d’informations, ce qui constitue l’objet de l’industrie 4.0. Si la conception assistée par ordinateur reste un processus important dans la fabrication industrielle, l’industrie 4.0 se concentre davantage sur la modélisation de systèmes de production, d’installations et de processus complets afin d’automatiser chaque opération industrielle.

Dans un monde dominé par les cyber-systèmes physiques, les connaissances sur la simulation d’événements discrets et la création d’environnements de jumeaux numériques sont importantes. L’intégration de la simulation d’événements discrets et des outils utilisés pour la modélisation DES dans les programmes d’études en génie industriel constitue une meilleure préparation à un avenir défini par l’industrie 4.0.

Recevoir des informations commerciales

Statistiques des États-Unis. montre que les ingénieurs industriels qui choisissent d’obtenir un Master in Business Administration (MBA) gagnent plus que leurs homologues qui ne le font pas. En effet, dans les milieux industriels, la connaissance des machines ou des équipements ne suffit plus pour gravir les échelons. Les entreprises s’intéressent désormais aux ingénieurs capables de réaliser des analyses commerciales et de prendre des décisions éclairées qui conduisent à des retours sur investissement plus élevés ou à des niveaux d’efficacité accrus.

Les modèles de simulation d’événements discrets sont réputés pour leur capacité à gérer des simulations qui mettent en évidence la manière dont des événements affectent des opérations commerciales spécifiques . Cet événement peut être l’achat d’un nouvel équipement ou l’introduction d’un nouveau système de manutention. Un modèle DES peut simuler les effets d’événements en attente sur des opérations entières, ce qui permet de prendre des décisions plus éclairées .

L’introduction des concepts DES dans les écoles d’ingénieurs donne aux étudiants les connaissances nécessaires pour créer des modèles et exécuter des simulations qui fournissent un aperçu réel des opérations commerciales. Cela aide les étudiants à prendre de meilleures décisions et à travailler dans diverses niches industrielles.

Générer des données quantitatives et qualitatives pour piloter les opérations

Les simulations d’événements discrets fournissent des modèles exacts qui permettent aux données générées par une entreprise de travailler pour elle. Cela permet d’intégrer une approche fondée sur les données pour optimiser les activités de recherche et de développement et les systèmes industriels. Dans le monde réel, les gestionnaires veulent toujours savoir pourquoi certains phénomènes se produisent dans un système réel et une compréhension approfondie peut être obtenue grâce à la DES.

Le DES peut être utilisé pour modéliser des systèmes industriels entiers ou processus comme des séquences d’opérations effectuées sur des entités passives. Cela fournit un environnement dans lequel des événements discrets peuvent être analysés et les données qu’ils génèrent utilisées pour déterminer comment cet événement particulier peut être optimisé. Cela conduit à la génération de données approximatives qui peuvent être utilisées pour améliorer la productivité et les performances de la main-d’œuvre. Ainsi, un étudiant en ingénierie peut générer les données et la séquence d’événements optimisés qui peuvent améliorer la productivité dans les environnements industriels.

Comprendre l’importance de l’enseignement de la simulation d’événements discrets dans les écoles de commerce

Les méthodes d’enseignement traditionnelles dans les écoles de commerce impliquent l’utilisation d’enseignements traditionnels en classe et d’études de cas . Celles-ci ont constitué l’épine dorsale de la transmission des connaissances dans les programmes de MBA et ces outils ont une valeur limitée lorsqu’il s’agit de tester en pratique ce qui a été appris en classe. C’est là que la simulation discrète peut aider à introduire l’apprentissage actif dans les classes de MBA grâce à la simulation de systèmes physiques. Voici quelques-unes des raisons pour lesquelles il est important d’introduire la DES dans la salle de classe :

Améliorer les sessions de stratégie commerciale

La capacité de créer des modèles numériques qui répondent à des contraintes et à des relations interactives crée une plateforme permettant de prendre des décisions difficiles sans avoir à en gérer les conséquences. C’est ce que l’intégration de la simulation d’événements discrets peut réaliser dans les programmes de MBA. Avec le DES sur la gestion des chaînes d’approvisionnement, l’analyse des effets des nouveaux concepts commerciaux passe de simples études de cas à un environnement numérique réel où l’apprentissage actif est possible.

Récemment, les programmes de MBA d’écoles telles que Harvard ont introduit la simulation par le biais de jeux de scénarios pour enseigner aux étudiants la communication et la gestion de projet ( ). Bien que ces jeux soient utiles pour encourager le travail d’équipe, ils n’ont pas la structure détaillée qu’offre le DES. Par exemple, un système DES peut être utilisé pour modéliser les opérations commerciales exactes qui se produisent dans un système industriel . Le modèle contiendra une représentation numérique de l’équipement , de l’agencement de l’atelier, de la chaîne d’approvisionnement, des stocks et même de la production et des variables relationnelles. Des contraintes et des variables supplémentaires peuvent également être ajoutées en temps réel et leur impact analysé.

Grâce à ces connaissances, les étudiants en gestion ou les professionnels seront mieux préparés à gérer les incertitudes et les événements en temps réel qui peuvent affecter les opérations commerciales dans le monde réel.

Améliorer l’analyse prédictive

La capacité à prédire avec précision l’impact d’événements futurs sur des systèmes complexes donne aux entreprises l’avantage concurrentiel nécessaire pour se tailler une part de marché dans un espace industriel compétitif. Les simulations d’événements discrets créent des modèles qui peuvent être utilisés pour conduire des analyses prédictives dans des systèmes complexes. Cela revient à utiliser des simulations de CAO pour effectuer des analyses de contraintes sur des prototypes, mais au niveau systématique. Cela signifie que les modèles DES peuvent être utilisés pour créer des jumeaux numériques d’opérations très complexes et inclure avec précision chaque paramètre ou contrainte qui définit le système complexe.

Un modèle DES précis est un outil puissant pour les professionnels du développement et les chefs de projet. Le professionnel obtient une représentation numérique des événements séquencés et la possibilité d’introduire encore plus d’événements pour déterminer leur impact sur l’ensemble du système. Ainsi, il est possible d’obtenir des informations commerciales sur le meilleur agencement des installations pour garantir une livraison juste à temps . Le pourcentage d’augmentation de la vitesse de la chaîne d’approvisionnement pour respecter les délais fixés peut également être calculé, entre autres choses. Pour tirer parti des pouvoirs analytiques prédictifs du DES, il faut d’abord le comprendre. Les programmes de MBA peuvent lancer le processus d’amélioration de la compréhension de l’analyse prédictive et de sa mise en œuvre en utilisant des outils de simulation d’événements discrets.

Test et intégration de nouvelles politiques commerciales

La responsabilité de l’élaboration de nouvelles politiques susceptibles de conduire à un système très performant repose entièrement sur les épaules du développeur ou de l’analyste d’entreprise. Dans de nombreux programmes de MBA, la phase de création et d’expérimentation liée au développement de politiques d’entreprise se fait par le biais d’études de cas et de la compréhension d’anciennes normes. Cela signifie que les nouvelles politiques ou les nouveaux concepts sont généralement créés sur le papier sans qu’il soit possible de déterminer leur impact sur les systèmes existants.

L’introduction de la simulation d’événements discrets dans les programmes de MBA peut changer les méthodes plutôt limitées d’enseignement des développements politiques en utilisant des outils de simulation commerciale simplifiés. Avec un outil DES, les installations et les systèmes opérationnels peuvent être modélisés pour l’introduction de politiques en temps réel. Un exemple peut être la gestion du passage d’un atelier traditionnel à une usine automatisée utilisant des ressources limitées. Dans ce scénario, un outil DES peut être utilisé pour modéliser les opérations du système existant et analyser les effets de l’introduction d’équipements automatisés ou de procédures de maintenance dans le système . Le résultat final sera le développement d’un modèle d’entreprise Industrie 4.0 qui met en évidence les opérations commerciales à automatiser pour obtenir les meilleurs rendements.

Préparer les étudiants à un paysage économique en mutation

On attend du développeur ou de l’administrateur d’entreprise qu’il soit capable de fonctionner dans tous les secteurs d’activité où des opérations commerciales ont lieu. Il peut s’agir de l’industrie automobile ou de l’industrie des soins de santé. L’objectif de l’école de commerce est de former les étudiants à appliquer les stratégies commerciales, la gestion, les statistiques et l’économie afin d’augmenter le retour sur investissement. Par conséquent, l’étudiant doit acquérir les connaissances requises pour utiliser les outils disponibles afin de développer les activités de l’entreprise.

Les outils de simulation d’événements discrets sont des exemples d’outils qui peuvent être appliqués à toute opération commerciale , quel que soit son créneau industriel. En effet, le DES peut être utilisé pour modéliser des systèmes simples et complexes à des fins de simulation. L’introduire dans les programmes de MBA est donc un excellent moyen de préparer les étudiants en MBA aux changements de carrière qui se produiront tout au long de leur vie professionnelle.

Conclusion

La simulation d’événements discrets est appelée à jouer un rôle de premier plan dans la transformation numérique qui s’opère dans tous les secteurs . Les raisons évoquées ci-dessus soulignent l’importance de l’intégrer dans les écoles de STIM et de commerce. Selon la recherche universitaire, les étudiants apprennent mieux grâce à un apprentissage actif utilisant des outils technologiques. Ainsi, l’intégration des outils DES dans les salles de classe est une excellente option pour analyser des systèmes complexes grâce à la numérisation et à la visualisation en 3D.

Ressources :

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/