Jianbiao John Pan, professeur de génie industriel et d’ingénierie des procédés, est également un spécialiste de la microélectronique et de l’assemblage électronique. Ses cours d’ingénierie des procédés sont spécialement conçus pour préparer les étudiants à occuper des postes à responsabilité dans le secteur industriel.
Temoignage Client
Une approche concrète de l’analytique réunit des élèves ingénieurs de deux continents
Dans un contexte de plus en plus mondialisé, Jianbiao John Pan utilise JMP® pour préparer ses élèves ingénieurs à exercer dans l’industrie
California Polytechnic State University
| Défi | Une fois diplômés, la grande majorité des élèves ingénieurs de premier cycle font carrière dans le secteur industriel. Il faut les préparer à réussir, mais aussi à avoir l’esprit d’innovation et à donner une dimension internationale à leur discipline, ce qui n’est pas toujours facile. |
|---|---|
| Solution | Les étudiants sont encouragés à utiliser JMP en cours et en dehors. |
| Résultats | En utilisant JMP pour enseigner l’ingénierie, Jianbiao John Pan prépare ses étudiants à faire carrière dans les plus grandes entreprises partout dans le monde. |
Lorsque les étudiants de premier cycle de la California Polytechnic State University (Cal Poly) choisissent l’ingénierie comme matière principale, ils savent qu’ils se destinent à une carrière dans un secteur qui encourage l’innovation − surtout si celle-ci s’appuie sur des analyses précises et fiables. Dès lors, préparer les étudiants à occuper un poste dans l’industrie est devenu l’un des crédos pédagogiques du 21e siècle dans les écoles d’ingénieurs du monde entier.
Jianbiao John Pan, professeur de génie industriel et d’ingénierie des procédés à Cal Poly, est également un spécialiste de la microélectronique et de l’assemblage électronique. Chaque trimestre, il enseigne différentes matières aux étudiants de premier cycle, de l’introduction à la conception et à l’analyse d’essais techniques aux cours avancés sur l’ingénierie de la qualité, les plans d’expériences et les techniques de fiabilité.
Comme d’autres précurseurs en matière de formation des ingénieurs, Jianbiao John Pan entend motiver ses étudiants à travers un enseignement dynamique et coopératif articulé autour d’un projet.
-
-
Le Cal Poly College of Engineering est l’une des plus prestigieuses écoles d’ingénieurs américaines. Ses enseignants adoptent une philosophie pédagogique à base de projets associant théorie et travaux pratiques. Leur mission consiste à « proposer un excellent processus d’apprentissage par la pratique et à diplômer, en fonction de la demande, des professionnels immédiatement opérationnels. »
-
Jianbiao John Pan présente à ses étudiants un exemple illustrant la manière dont l’analytique permet de résoudre des problèmes d’amélioration de la qualité et des processus. Au fil de son analyse, les étudiants le suivent dans JMP sur leurs propres postes de travail — en manipulant les données pour vérifier eux-mêmes les possibilités offertes.
-
« JMP est un outil très puissant, doté de graphiques extrêmement dynamiques », explique Jianbiao John Pan. Grâce à cette souplesse, doublée d’une interface conviviale, il est très utile aux étudiants qui doivent apprendre par eux-mêmes les concepts d’ingénierie en explorant les données — et en faisant des expériences. « Lorsque nous étions amenés à étudier des concepts, M. Pan nous montrait dans JMP — de manière très concrète — ce que cela donnait », explique David Otsu, étudiant de deuxième cycle. « Rien de tel que JMP pour apprendre et mettre nos connaissances en pratique. »
Les analyses JMP® interactives favorisent l’apprentissage de la qualité, de la fiabilité et des plans d’expériences
Il est communément admis que la contextualisation de la théorie, exposée sous forme de problèmes pertinents, stimule les étudiants sur le plan intellectuel. Toutefois, l’intégration de travaux pratiques et d’applications dans les cours requiert de nouvelles technologies, plus accessibles aux étudiants. C’est la raison pour laquelle Jianbiao John Pan présente le logiciel de découverte statistique JMP à ses étudiants.
« JMP est un outil très puissant, doté de graphiques extrêmement dynamiques − ce que j’apprécie tout particulièrement », explique-t-il. « Il permet de manipuler aisément l’échelle et le type des axes X et Y, et même de changer la taille de la police. Bref, il offre une liberté totale. » Pour ses cours sur les plans d’essais techniques, Jianbiao John Pan explique utiliser les modèles d’analyse − Distribution, Ajuster Y en fonction de X, Grandeurs appariées et Modèle linéaire −, auxquels il ajoute les plans d’expériences, la fonctionnalité Qualité et procédés et les modèles de fiabilité et de survie pour ses cours plus avancés.
En projetant JMP pendant ses cours magistraux, il démontre point par point les concepts les plus complexes grâce à des représentations visuelles interactives que les étudiants peuvent ensuite reproduire eux-mêmes dans JMP, que ce soit simultanément sur leur ordinateur portable ou dans le cadre d’autres activités. « Les étudiants doivent créer des graphiques et des visualisations pour de nombreux travaux à réaliser en dehors des cours et projets assignés en classe », explique Jianbiao John Pan. Ces outils sont parfaits pour présenter et communiquer des résultats, mais aussi pour approfondir les connaissances des étudiants sur les concepts et la théorie qui se cachent derrière les problématiques concrètes auxquelles ils pourraient se retrouver confrontés une fois dans la vie active.
« Je passe pas mal de temps sur l’ingénierie des matériaux, qui exige beaucoup d’expérimentations. Fort heureusement, JMP simplifie l’ensemble du processus de plan d’expériences — par exemple, pour les plans factoriels fractionnaires, il est très facile de tout mettre en place afin qu’ils soient générés par JMP. Dans la mesure où JMP est interactif et intuitif, il facilite considérablement l’observation des données et permet de les analyser à la volée. Ce logiciel est très utile pour ceux qui, comme moi, ont une mémoire visuelle.
— David Otsu, étudiant de deuxième cycle
Par exemple, dans le cadre d’un projet récent, plusieurs étudiants ont examiné le taux de cristallinité de l’acide polylactique, un polymère thermoplastique biodégradable polyvalent produit à partir de sources renouvelables, comme le maïs et la canne à sucre. En raison de sa biodégradabilité, ce polymère constitue une alternative idéale, plus respectueuse de l’environnement, pour les applications courantes traditionnelles – emballage alimentaire et vaisselle jetable.
Dans la mesure où l’acide polylactique peut être traité à différents niveaux de cristallinité, les étudiants de Jianbiao John Pan ont cherché à identifier et analyser les facteurs ayant une incidence sur ce paramètre − et par extension, sur le potentiel de ce produit en tant qu’alternative viable au plastique − en faisant varier la qualité polymère, le temps de relaxation et la vitesse de refroidissement.
En analysant les interactions de leurs variables, ils sont arrivés à la conclusion, avec un degré de certitude élevé, que le matériau et la vitesse de refroidissement avaient un impact majeur sur la cristallisation. « JMP nous a aidés à mettre en place une série d’expériences − et à finaliser rapidement le projet en nous permettant de planifier à l’avance un maximum d’éléments », explique David Otsu, étudiant.
« Il est tellement simple à utiliser que nous avons pu faire face aux changements et aux problèmes survenus au cours du projet. »
-
Cal Poly offre également aux élèves ingénieurs une occasion unique d’étudier à l’étranger, en l’occurrence en Chine. Le cursus d’ingénierie de la qualité se double d’un projet indépendant dans le cadre duquel les étudiants doivent concevoir des solutions pour résoudre des problèmes techniques concrets. « J’ai suivi les cours d’ingénierie de la qualité de M. Pan en Chine, où j’ai travaillé avec des étudiants [de la Zhejiang University of Technology] sur un projet de réseau de transport à Hangzhou. Que ce soit en cours ou dans le cadre du projet, JMP était vraiment très pratique », insiste Wade Bedinger, étudiant de premier cycle.
-
« La souplesse de JMP est impressionnante. Il permet de modifier les graphiques afin qu’ils trouvent parfaitement leur place dans les présentations, et d’en manipuler les axes pour montrer les données sur lesquelles il faut vraiment insister. »
— Wade Bedinger, étudiant de premier cycle
Des élèves ingénieurs américains et chinois unissent leurs efforts pour trouver des solutions à des problèmes concrets
À Cal Poly, l’enseignement ne se limite pas à la salle de classe ou au campus. Outre les cours dispensés pendant l’année scolaire, Jianbiao John Pan dirige un programme d’étude à l’étranger unique en son genre pour de futurs ingénieurs. Baptisé Engineering in China, ce programme est le fruit d’un partenariat entre Cal Poly et la Zhejiang University of Technology (ZJUT) de Hangzhou. Au cours de l’été 2016, 11 étudiants de Cal Poly et 22 de la ZJUT ont étudié ensemble l’ingénierie de la qualité et travaillé en équipe en vue d’identifier et de résoudre des problèmes techniques concrets à l’aide de JMP.
Cet été-là, Jianbiao John Pan leur a enseigné les bases de l’ingénierie de la qualité et des ANOVA. Les étudiants ont ensuite préparé un projet de groupe pour mettre en pratique ces connaissances fraîchement acquises. Dans le cadre de ce projet, il leur a été demandé d’identifier un problème technique pour améliorer la qualité d’un système existant − un hôpital, une banque ou un réseau de transport, par exemple −, de collecter et d’analyser des données en lien avec ce problème, de créer une présentation et de produire un rapport.
« [Pendant les cours de M. Pan] nous utilisions des processus Six Sigma pour analyser des projets de groupe. Le projet m’a incontestablement aidé à me familiariser avec la maîtrise statistique des procédés et différents modules de qualité, en observant les graphiques disponibles. L’interface de JMP est très agréable — elle permet de créer des graphiques à partir de données brutes pour mieux les analyser et les interpréter. »
— Kyle Batman, étudiant de premier cycle
Lorsque l’une des équipes a observé les temps d’attente prolongés et le système d’admission inefficace d’un hôpital local de Hangzhou, les étudiants ont vu les axes d’amélioration possibles. Ils ont entrepris de concevoir une solution permettant d’améliorer la prise en charge des patients. Pour ce faire, ils ont commencé par recueillir des données : nombre de patients par tranche horaire, délais d’attente et temps passé au service d’admission. Ils ont ensuite analysé ces données et formulé des recommandations d’amélioration.
Selon Jianbiao John Pan, l’objectif pédagogique du programme était non seulement d’appliquer les concepts d’ingénierie enseignés à des systèmes existants, mais aussi d’« apprendre aux étudiants à évoluer dans un environnement international pluridisciplinaire. Il s’agit d’une compétence essentielle – pouvoir travailler en équipe, comprendre différentes cultures et surmonter la barrière linguistique. » Aujourd’hui, cette compétence est d’ailleurs très prisée dans le secteur de l’ingénierie.
« Il est extrêmement important de se mettre au diapason du marché », déclare Jianbiao John Pan. Face au nombre de groupes industriels mondiaux qui cherchent à recruter les meilleurs diplômés, Jianbiao John Pan assure que ses étudiants quittent Cal Poly avec toutes les cartes en main − une excellente compréhension des concepts techniques et de la théorie, des capacités avérées à collaborer avec des confrères de tous horizons et de différentes nationalités, et une bonne maîtrise de la technologie.
Préparer les futurs diplômés à exercer dans l’industrie
Il y a quelques années, alors que Jianbiao John Pan participait à une série de réunions de l’American Society for Quality à San Jose, en Californie, il s’est aperçu que nombre de dirigeants d’entreprise industrielles utilisaient JMP. « J’ai pensé que ce serait une bonne idée pour nos étudiants de savoir utiliser JMP, puisque beaucoup d’entre eux étaient amenés à travailler pour ces sociétés californiennes. « Nous assurons leur formation, et avec leurs connaissances du logiciel, nos étudiants une fois diplômés auront un sérieux avantage. »
« En étudiant l’ingénierie de la qualité avec M. Pan en Chine, j’ai découvert différents moyens de traiter de grandes quantités de données. Nous avons pu mettre en pratique nos connaissances en ingénierie et en statistiques avec plusieurs progiciels, même si j’ai surtout utilisé JMP. Je sais que lorsqu’il faut réaliser une analyse avec plusieurs dimensions dans le secteur industrieI, un logiciel statistique tel que JMP joue un rôle déterminant en facilitant l’analyse des jeux de données volumineux. J’ai entendu dire que dans le secteur de la fabrication, tout le monde utilisait JMP pour l’analyse. »
— Kyle Batman, étudiant de premier cycle