チャレンジ
工学を専攻する学部生の大多数は、卒業後に産業界でのキャリアを歩みます。 彼らが成功するだけでなく、それぞれの分野に真の革新とグローバルな世界観をもたらせるように準備するのは、決して簡単なことではありません。
解決策
学生は教室の内外で JMP を使用することが推奨されます。
結果
Pan 氏は、JMP を使用してエンジニアリングを教えることで、米国だけでなく世界中のトップ企業で競争力のあるキャリアを築けるよう学生を育成しています。
カリフォルニア工科州立大学 (Cal Poly) の学部生が工学を専攻することを選ぶとき、彼らは、特にその革新が正確で精度の高い分析によってサポートされている場合は、革新が評価される業界でのキャリアに運命づけられていることを知っています。 そのため、学生をエンジニアリング業界での雇用に備えさせることは、世界中の大学レベルのエンジニアリング教室における 21 世紀の教育法の基礎となっています。
Jianbiao John Pan 博士は、Cal Poly の産業製造工学教授であり、マイクロエレクトロニクスと電子パッケージングの専門家です。 彼は四半期ごとに、入門レベルのエンジニアリングテスト設計と分析から、品質工学、実験計画法、信頼性工学などの上級コースまで、さまざまなトピックの学部コースを教えています。
工学教育を先導する他の人々と同様に、パン氏はプロジェクトベースの能動的かつ協調的な学習を通じて学生の意欲を高めることを目指しています。
Jianbiao John Pan 博士は、産業および製造工学の教授であり、マイクロエレクトロニクスと電子パッケージングの専門家です。 彼の製造工学のコースは、学生が業界での有力なキャリアに備えられるよう特別に設計されています。
カリフォルニア・ポリテクニック大学工学部は、全米有数の工学教育機関のひとつです。 カリフォルニア・ポリテクニック大学の教授陣は、理論と実践を組み合わせたプロジェクトベースの教育哲学を支持しています。 彼らの使命は？ 「優れた実践型教育を提供し、需要の高い、即戦力となる専門家を輩出する」
Pan 氏は、分析を使用して品質とプロセス改善の課題を克服する方法の例を学生に説明します。 彼が分析を実演している間、学生たちは自分のモニターで JMP を使ってそれに従い、データを操作して何ができるかを自分で確かめます。
「JMP は非常に強力で、ダイナミックなグラフィックを備えています」と Pan 氏は言います。 この柔軟性とユーザーフレンドリーなインターフェースにより、JMP は、学生がデータを探索し、実験することでエンジニアリングの概念を自ら学ぶための重要なツールとなります。 「私たちがコンセプトを検討しているとき、パン博士は JMP を開いて、それがどのようなものか非常に具体的な方法で示してくれました」と大学院生のデイビッド・オツは言います。 「JMP は学習し、その学習内容を応用するのに最適でした。」
インタラクティブなJMP®分析により、実験の品質、信頼性、設計に関する積極的な学習が促進されます。
理論を関連のある問題に当てはめて文脈化すると、学生はより知的に刺激されるだろうという考えです。 しかし、アプリケーションや実践的な練習を教室に取り入れるには、学生にとってよりアクセスしやすい新しいテクノロジーの導入も必要になります。
Pan 氏にとって、それは学生たちに JMP 統計発見ソフトウェアを紹介することを意味します。 「JMP は非常に強力で、ダイナミックなグラフィックスを備えています。私はそれがとても気に入っています」と彼は言います。 「Y 軸と X 軸の両方でスケールとタイプを簡単に操作でき、フォント サイズも変更できます。 君にはすごく自由があるよ。」 パン氏は、エンジニアリング テスト設計のコースでは、分布、Y と X の適合、マッチしたペア、適合モデルなどの分析モデルを活用していると述べています。 さらに上級のコースでは、実験計画、品質とプロセス、信頼性と生存能力などについても取り上げます。
パン氏は講義中に JMP を投影することで、インタラクティブなビジュアルを使用して最も高度な概念も段階的に実演します。学生は、授業中にラップトップで JMP を使って学習したり、課題を完了するために JMP を使用したりして、それを自分で再現できます。 「私の授業で課される多くの宿題やプロジェクトでは、生徒たちはプロットや視覚化を作成します」とパン氏は言います。 これらの出力は、結果を報告して伝達するだけでなく、学生が製造業界で働く際に遭遇する可能性のある現実世界の課題の根底にある概念と理論に対する理解を深めるのにも最適です。
「私は材料工学に重点を置いていますが、その分野では多くの実験が必要です。 幸いなことに、実験計画プロセス全体は JMP によって容易になります。たとえば、何らかの部分実施要因計画を実行する場合、すべてを JMP で生成するように設定するのは非常に簡単です。 JMP は非常にインタラクティブかつ直感的なので、データの確認や即時の作業がはるかに簡単になります。 私のように視覚的に学習する人にとって、これは本当に役に立ちます。」
— デイビッド・オオツ、大学院生
たとえば、最近の最終プロジェクトでは、数人の学生が、トウモロコシやサトウキビなどの再生可能な資源から生産される、多用途で生分解性の熱可塑性ポリマーであるポリ乳酸の結晶度を調べました。 このポリマーは生分解性があるため、食品包装や使い捨て食器などの従来の商品用途に代わる、より環境に優しい理想的な代替品となります。
ポリ乳酸はさまざまな結晶度で加工できることを知り、パン氏の学生たちはポリマーのグレード、滞留時間、冷却速度を変えることで、結晶度に影響を与える要因を特定し、調査し、それによって代替プラスチックとしての可能性を探ろうとしました。 「最初の段階では、PLA 結晶化の非常に現実的な製造方法、つまり業界で実際に使用されるプロセスに焦点を当てましたが、うまくいきませんでした」と、カリフォルニア ポリテクニック大学の大学院生である David Otsu 氏は振り返ります。 「そこで、私たちは別の段階に切り替えて、同じことを実験室環境で行わなければなりませんでした。非常に制御された環境で行いました。しかし、生産には決して使用できないようなものでした。 そして、その結果から、私たちはこれら 2 つの中間の段階、つまり最終的に実際に製品を生成するために使用できる実験室で制御されたプロセスに移行することができました。」 さらに、変数の相互作用を分析することで、大津氏と彼の同僚は、材料と冷却速度が結晶化に大きな影響を与えることを高い確信を持って述べることができました。 「JMP は一連の実験の準備に役立ち、事前に計画を立てられるようになったことでプロジェクト全体がスムーズかつ迅速に進むようになりました」と彼は言います。 「JMP は非常に使いやすいため、プロセスの途中で発生した変更や問題にも適応することができました。」
米国と中国の工学部の学生が協力して現実世界の課題に対する解決策を設計
Cal Poly では、学習は教室やキャンパス内だけに限定されません。 パン氏は、学期中の教育に加えて、エンジニア志望者向けのユニークな留学プログラム「エンジニアリング・イン・チャイナ」を主導しており、カリフォルニア工科大学は杭州の浙江理工大学（ZJUT）と提携している。 2016 年の夏、Cal Poly の 11 人の学生と ZJUT の 22 人の学生が品質工学を学び、チームで協力して JMP を使用して現実世界のエンジニアリングの課題を特定し、解決しました。
夏の間、パン氏は学生たちに品質工学とANOVAの基礎を教えました。 その後、生徒たちは学んだことを基にチームプロジェクトを準備しました。 この課題では、既存のシステム（病院、銀行、交通ネットワークなど）内の品質改善に関する技術的問題を特定し、その問題に関連するデータを収集して分析し、プレゼンテーションを準備してレポートを作成することが求められました。
Cal Poly は工学部の学生に中国への留学というユニークな機会も提供しています。 品質工学の授業は、学生が現実世界の工学問題に対するソリューションを設計するという課題に取り組む独立したプロジェクト要素によって強化されています。 「私は中国でパン教授の品質工学の授業を受講し、浙江理工大学の学生たちと一緒に杭州の交通システムを調べるプロジェクトに取り組みました。 「授業でもプロジェクトでも、JMP は本当に役に立ちました」と学部生の Wade Bedinger さんは言います。
「JMP は柔軟性が高いので、さまざまなことが可能になります。 グラフをプレゼンテーションにうまく収まるように変更したり、軸を操作して本当に注目したいデータを表示したりできます。」
— ウェイド・ベディンジャー、学部生
あるチームが杭州の地元病院で長い待ち時間と非効率的な登録システムを観察したとき、学生たちは改善の機会を見出しました。 彼らは患者の体験を向上させるソリューションの設計に着手しました。 そのために、彼らはまず、時間帯別の患者数、待ち時間の長さ、登録手続きに費やされた時間などのデータを収集することから始めました。 その後、学生たちはデータを分析し、改善案を作成しました。
「[パン博士の授業では]シックスシグマのプロセスを使用してチームプロジェクトを分析しました。 このプロジェクトでは、利用可能なチャートを見ながら、統計的プロセス制御とさまざまな品質モジュールを学ぶことができました。 JMP のインターフェースは非常に優れており、生データを使用してグラフを作成し、データを分析および解釈できます。」
— カイル・バットマン、学部生
パン氏によると、このプログラムの学習目標は、学生に学んだ工学概念を既存のシステムに適用させることだけではなく、「多分野にわたる国際的なチーム環境で機能できるように学生を教育すること」です。 チームで働き、異なる文化を理解し、言語の壁を乗り越えることができるというのは、非常に重要なスキルです。」 そして、それは今日のエンジニアリングの分野において特に関連のあるものです。
「業界に合わせて調整することが非常に重要です」とパン氏は言う。 非常に多くの世界的な製造会社が一流の卒業生の採用を模索している中、パン氏は学生がカリフォルニア工科大学を卒業するときに、工学の概念と理論に対する優れた理解、あらゆる背景や国籍の仲間と協力しながら働く実証された能力、そして業界の技術に関する経験など、適切なツールキットを身に付けられるようにしています。
卒業後に業界でのキャリアを積むための学生の準備
Pan 氏は数年前、カリフォルニア州サンノゼで開催された一連のアメリカ品質協会支部会議に出席した後、多くの業界リーダーが JMP を使用していることに気付きました。 「私たちの学生の多くがカリフォルニアの企業で働くことになるので、JMP の使い方を知っておくのは良いことだと思いました。
「私たちはトレーニングを提供しており、卒業後にソフトウェアの知識を身に付けることで、私たちの学生は有利になります。」
「中国でパン博士のもとで品質工学を学んだことで、大量のデータを処理する方法についての理解が深まりました。 主に JMP を使用していますが、さまざまなソフトウェア パッケージを使用して、エンジニアリングと統計の知識を活用する練習をすることができました。 製造分野では、多次元の分析を扱うときはいつでも、JMP のような統計ソフトウェアが大規模なデータセットの分析に不可欠な役割を果たすことがわかっています。 製造業では、誰もが分析に JMP を使用していると聞きます。」
— カイル・バットマン、学部生
この記事に記載されている成果は、本稿記載の特定の状況、ビジネスモデル、データ入力、計算環境に固有のものです。Each SAS customer’s experience is unique, based on business and technical variables, and all statements must be considered nontypical.実際の節約、成果、および性能といった特性は、各顧客の構成および条件により異なります。SASは、すべての顧客が同様の結果を得られることを保証せず、また表明しません。SAS製品およびサービスに対する唯一の保証は、製品およびサービスの書面による契約にある、明示的な保証ステートメントに規定された内容です。本稿記載のいかなる内容も、追加の保証条項とみなされることはありません。顧客は、同意済みの契約に基づいた交換、またはSASソフトウェアの実装に成功した後のプロジェクトの成功の要約の一環として、SASとその内容を共有しました。