M2 Design and System Science

? Concepts de base en aide multicritère à la décision, ? Procédures de vote, Théorie du choix social, ? Procédures d’agrégation par critère unique de synthèse ? Procédures d’agrégation fondées sur des relations binaires ? Mise en oeuvre sur la plateforme Decision Deck (www.decision?deck.org) ? Ce cour s’appuie pour partie sur le cours T3 « Aide à la décision – Modélisation des préférences ».

La prise de décision constitue une activité qui requiert des compétences/savoir?faire
spécifiques. Les décisions en question impliquent des aspects financiers, techniques,
humains, environnementaux... qui sont le plus souvent des critères antagonistes. Ces
décisions sont difficiles doivent être préparées et nécessitent souvent le support formel
d’un modèle. Le cours vise à introduire des méthodologies/outils de l’aide multicritère à
la décision.

D. Bouyssou, T. Marchant, M. Pirlot, P. Perny, A. Tsoukiàs, and Ph. Vincke. Evaluation and decision models: a critical perspective. Kluwer Academic, Dordrecht, 2000. ? J. Figueira, S. Greco, and M. Ehrgott. Multiple Criteria Decision Support Software. Springer Verlag, Boston, Dordrecht, London, 2005. ? R.L. Keeney and H. Raiffa. Decisions with multiple objectives: Preferences and value tradeoffs. J. Wiley, New York, 1976. ? L.Y. Maystre, J. Pictet, and J. Simos. Méthodes multicritères ELECTRE. Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Lausanne, 1996. ? J.?Ch. Pomerol et S. Barba

Septembre - Octobre.

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Cette UE a pour but de familiariser les étudiants avec l'anglais tel qu'il est utilisé dans le domaine de la recherche, tant à l'écrit qu'à l'oral. On insistera donc sur les spécificités de l'anglais scientifique, à travers des exemples tirés des domaines scientifiques du master.
Le travail se fera à partir d’extraits de conférences et sur des articles de recherche.

How to Write and Publish a Scientific Paper Robert Day, Barbara Gastel.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier - Février - Mars.

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1.Atelier « Recherche en Ingénierie de la Conception » les étudiants seront au contact des chercheurs, incluant tout particulièrement les doctorants. Les étudiants et animeront une table ronde pour comprendre d’un côté le métier de chercheur, et également les objets et résultats types de la recherche dans ce domaine. 2.Atelier « Cabinet de design industriel » : idéalement avec un positionnement entre ingénierie et design (exemple : French Bureau) ; ou organisé dans une école de design partenaire (ENSCI Les Ateliers ou Strate Ecole de Design) ; cet atelier permettra aux étudiants de découvrir le métier de designer trop méconnu des ingénieurs. 3.Atelier « Département d’innovation » : l’atelier vise à plonger les étudiants dans la réalité de l’innovation dans une grande entreprise : organisation, stratégie, outils (méthodes, lieux, outils numériques…), innovation ouverte, etc.

Les Master Classes « Design » viennent en complément du cours d’introduction à l’Ingénierie de la Conception. Elles visent à faire découvrir aux étudiants des contextes professionnels et activités en lien avec l’ingénierie de la conception et pour lesquels ils ne sont pas familiers. Les étudiants seront au contact de professionnels de la recherche, du design industriel et de l’innovation en entreprise.

Novembre - Décembre.

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Asma GHAFFARI.

1. Qu’est-ce que « être Scientifique ? » 2.Réaliser un état de l’art de la recherche scientifique 3.Les questions éthique et morale dans la recherche scientifique 4.Les questions éthique et morale dans la recherche scientifique (2/2) 5.L’écriture scientifique 6.La communication scientifique 7.Méthodologies de la recherche scientifique 8.Modèles prédictifs et validation de modèles 9.Environnement de la recherche scientifique : métiers, institutions, financements.

Le cours « Formation à la recherche » est conçu pour les étudiants de Master Recherche niveau M2 du « MR Génie Industriel ». Le cours présente une introduction à la recherche scientifique et le métier de chercheur. L’objectif de ce cours est de permettre aux étudiants de pratiquer le métier de chercheur à travers des exemples concrets et appliqués ; notamment à travers des ateliers de l’écriture scientifiques, les ateliers concernant la revue de la littérature scientifique, mais aussi à travers de la réalisation d’un Mémoire Thématique. Les Mémoires Thématiques sont des sujets actuels proposés par les chercheurs qui permettent l’initiation aux métiers de la recherche. Ces projets représentent aussi un moyen d’intégration des étudiants des Master Recherche au sein du Laboratoire de Génie Industriel.

Novembre - Décembre - Janvier - Février - Mars.

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En lien avec les deux cours précédents, ce hackathon vise à mettre en pratique des méthodes et outils de conception sur un projet réel de conception de produit ou de service avec un ou plusieurs partenaires industriels et un focus particulier sur la conception durable et le management de projet agile.

Novembre - Décembre.

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Andreas Hein (Enseignant Chercheur Centrale Supeléc).

Introduction à l’Ingénierie système, le processus de l’IS Introduction à l’architecture système, la définition, le lien avec la notion du concept, la modélisation de l’architecture fonctionnelle, organique et la gestion des interfaces Introduction à Model Base System Engineering (MBSE), introduction aux différents approches (UML, SySML, OPM) et modélisations MBSE Introduction à l’analyse et l’optimisation de système, Introduction aux différents types des analyses (risques, robustesse, résilience), optimisation des système (Mutli-disciplinary optimisaiton, Kriging) Introduction à la notion de management des compromis des performances (Trade space exploration), introduction aux concepts et les modélisation clés (Multi-concepts Paretto frontiers) Introduction à la branche remontante du modèle en « V », la définition de l’intégration et des notions de Validation et la Vérification dans l’IS Challenges dans le déploiement de l’IS (l’aspect "people", organisationnelle).

La complexité grandissante des systèmes actuels ne permet pas de résoudre les problèmes ad hoc. Il est nécessaire d’organiser la résolution systématique de ces problématiques en se basant sur une approche système. L’ingénierie système apporte une démarche résolution collaborative et conjointe des problèmes complexes. Elle se base sur la prise en compte de cycle de vie des systèmes ainsi que les contraintes relatives à ces évolutions.
Ce cours a pour objectif d’initier les élèves aux méthodologies avancées d’analyse de systèmes et se base sur les connaissances et les compétences acquises dans le cours de « Modélisation système » en ST5. Ainsi, les techniques les plus avancées seront discutées dans le cadre de ce cours. L’objectif est de préparer les élèves à être aux frontières des connaissances de l’Ingénierie système et d’être les vecteurs de changements dans les entreprises.

INCOSE Systems Engineering Handbook: A Guide for System Life Cycle Processes and Activities, 2016 NASA Systems Engineering Handbook, 2016 “Trade-space exploration”, Crawley, MIT Press.

Septembre - Octobre.

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Le cours Introduction to Design Engineering vise à présenter les méthodes et outils principaux permettant de couvrir ce périmètre dans une première partie (cours 1 à 5). La seconde partie du cours est consacrée à l’intégration de divers points de vue, ou perspectives, dans la démarche de Design Engineering : servicisation, XX et soutenabilité (cours 6 à 9).

Présentation, objectifs généraux du cours : La conception de produits au sens large (biens, services, modèles économiques) est une des missions principales de l’ingénieur depuis toujours (Eiffel, Michelin, Peugeot, Le Baron Jenney, Bouygues… sont des concepteurs). L’ingénierie de la conception est partie intégrante du génie industriel ; elle consiste à investiguer et définir le besoin d’un nouveau produit, et à mettre en œuvre un processus dit de conception pour aboutir à des spécifications techniques, des prototypes et des validations de performances dans un temps limité, avec un budget de projet limité et en aboutissant à un coût global du produit (incluant le coût d’achat, de possession, de maintenance et de fin de vie) adapté au consentement à payer des clients pour assurer une marge salutaire à l’entreprise.

•Cross, N. (2008). Engineering Design Methods-Strategies for product design. Fourth ed. Chichester: John Wiley & Sons, Ltd. •Ulrich K.T., Eppinger S.D. (2016). Product Design and Development. Sixth ed. New-York: Mc Graw Hill Education. •Yannou, B., Bigand, M., Gidel, T., Merlo, C. & Vaudelin, J.-P. eds. 2008. La conception industrielle de produits - volume i : Management des hommes, des projets et des informations, Paris: Hermès Sciences, Lavoisier, ISBN 2-7462-1921-2. •Yannou, B., Robin, V., Micaelli, J.-P., Camargo, M. & Roucoules, L. eds. 2008. La conception industrielle de produits -

Novembre - Décembre.

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Les différents outils de modélisation technico-économiques étudiés sont appliqués dans plusieurs cas pratiques (développement de réseaux de transport d’électricité, coûts de déploiement des bornes 4G, choix d’investissements dans différentes technologies, niveau sureté des centrales de production électrique).

Septembre - Octobre.

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Le projet de Recherche est un projet que l’étudiant va choisir. Les projets de recherche sont proposés par les différentes équipes de laboratoire. Ce travail permet d’identifier les pistes de recherche et faire une analyse bibliographique. Les pistes de recherches sont à discuter et à développer avec l’équipe encadrante.

Septembre - Octobre - Novembre - Décembre - Janvier - Février - Mars.

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Bilan des pratiques d'innovation et des modèles organisationnels dans les grandes entreprises - Nouvelles formes d'innovation, Innover sur un système complexe, c’est quoi ?, Découvrir les mécanismes de l’Innovation Ouverte par la pratique, Prendre en compte la voix du client, Piloter l'innovation : Stratégie, Innovation Amont et Exécution. Utiliser les roadmaps technologique et business, Réaliser des partenariats de R&D collaborative, Investir et maitriser les coûts des projets, programmes et de la R&D, Comprendre le marketing stratégique – La méthode Stratégie Océan Bleu, Comprendre le management des technologies,.

La gestion d’un portefeuille d’offres de valeur est le cœur d’une entreprise. Le cours effectue un panorama des connaissances (théories et méthodologies) allant de la stratégie de R&D d’une entreprise à l’ingénierie de développement d’une offre de valeur (produit ou service accompagné de son modèle économique) en passant par la définition de roadmaps marchés et technologies, de plans produits, de la maitrise des coûts de R&D et des projets de développement, ainsi que des processus et problématiques d’innovation (incluant la protection de l’innovation et la gestion des compétences).

Cantamessa M., Montagna F., 2016. Management of innovation and product development - Integrating business and technological perspectives, London: Springer. Boly V., 2004. Ingénierie de l'innovation : Organisation et méthodologies des entreprises, Paris: Hermes Lavoisier.

Yannou, B. & Farel, R. eds. 2011. Déployer l'innovation : Méthodes, outils, pilotage et cas d'étude, Paris: Techniques de l'Ingénieur, ISBN 978-2-85059-129-7. Accès direct à ces fiches pratiques à http://www.techniques-ingenieur.fr/fiche-pratique/genie-industriel-th6/deployer-l-innovation-dt30/ de Centrale.

Novembre - Décembre.

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L’analyse de la faisabilité est essentielle pour la mise en marché d’un produit et/ou service. Ce cours a pour objectif de montrer les méthodes et les outils d’analyse de conception basés sur les données (statistique, machine learning, etc.).

Janvier - Février.

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Marc Diviné.

Le plan de cours est le suivant : •Introduction Créativité et Innovation •Créativité et dessin •Méthodologie et mise en situation •Créativité et organisation •Synthèse de lectures •Innovation et Business Plan •Témoignage industriel.

Ce cours initie les élèves aux moyens d’instaurer dans une organisation une atmosphère créative, favorable ensuite à l’innovation. Il s’agit également de faire le lien entre créativité et stratégie d’entreprise.

La créativité dans l’entreprise : organisation pratique et techniques d’animation, Guy Aznar The Use of Lateral Thinking, Edward de Bono Créativité et méthodes d’innovation dans l’entreprise, Abraham Moles La posture sensible dans le processus de création des idées, Guy Aznar The Innovator’s DNA, C.M. Christensen.

Janvier - Février.

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1. Le revenu management ou comment apprivoiser l’incertitude ? 2. La Supply chain, complexité et optimisation. 3. La GRH, un nouveau client pour l’optimisation 4. Marketing : les nouveaux modèles au croisement de la RO et de la gestion.

Ce cours permet aux élèves de découvrir autrement les métiers de supply chain, de gestion de RH, de revenue management et de marketing à travers l’étude de problématiques de gestion typiques de ces univers.
- Permettre une bonne maîtrise de la modélisation mathématique
- Découvrir les enjeux et les compromis dans des métiers phares tels que le RM, la
GRH, le marketing
- Appréhender la réalité complexe de situations de gestion de ressources dans des
univers variés
- Renforcer sa capacité d’abstraction
- Gagner en autonomie dans la modélisation de situations complexes typiques.

Introduction to operations research, Hillier and Lieberman, 2001. · Programmation mathématique, théorie et algorithmes, Michel MINOUX, 1983. · Graphes et algorithmes, Gondron Michel, 1995. · Méthodes et modèles de la recherche opérationnelle, Phélizon Jean-François, 1998. · Exercices et problèmes résolus de recherche opérationnelle (Tome 1,2 et 3), Roseaux, 1991.

Novembre - Décembre.

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Ce cours introduit les fondements, concepts et enjeux mis en œuvre dans le cadre d’une transformation numérique de l’ingénierie de développement d’un produit ou d’un système. Les élèves seront endosseront le rôle de « consultants » chargés d’accompagner une entreprise dans sa transformation numérique.

Janvier - Février.

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1.Human-System Integration: Managing Complexity of Technology, Organizations and People a.Introduction to Human-systems integration (HSI) design and management b.Cognitive engineering (human modeling for human factors evaluation) – cognitive function analysis – structure function modeling including people – theories of natural and artificial systems c.Organization design and management and complexity analysis of sociotechnical systems – agile engineering of systems and associated human factors d.Scenario-based design and human-in-the-loop modeling and simulation (activity analysis) – physical and figurative tangibility – digital twins

2.Human-Centered Design of Autonomous Systems a.Automation evolution – human-systems cooperation, delegation and trust b.Autonomy: definitions, discussions and synthesis – models and metrics – teams of teams From rigid automation to flexible autonomy (levels of autonomy) – evaluation and certification c.A real-world case (one of three).

This course is an in-depth introduction to Human-Systems Integration (HSI) that associates Human-Centered Design (HCD) to Systems Engineering to integrate human and organizational knowledge, methods and tools to fulfil requirements leading to successful sociotechnical systems. It is organized in two parts: (1) HSI: Managing Complexity of Technology, Organizations and People; and (2) Human-Centered Design of Autonomous Systems. Main objective is to provide HSI knowledge and organize real-world use cases development activities with external industrial support.

•Orchestrating Human-Centered Design, by Guy André Boy, Springer, USA •Tangible Interactive Systems, by Guy André Boy, Springer, USA.

Janvier.

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L’objectif de ce cours est d’introduire les méthodes et outils de conception de systèmes en articulation avec la stratégie de développement de produits (plateformisation, modularité, lignes de produits).

Janvier - Février.

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1.Décisions combinées Système – Projet a.introduction b.prise de décision relative au système à transformer (performances, coût d’usage/de maintenance, risques d’exploitation, etc…), et lien avec les paramètres de réalisation de cette transformation (coût, durée et risques du projet de transformation) c.intégration des paramètres projet dans la recherche d’une décision combinée Système 2.Planification sous incertitude et risques Projet a.planification de projet intégrant les incertitudes, soit par estimation de la variabilité des données de sortie (durée, coût estimé du projet), soit par intégration de l’incertitude b.maîtrise des risques projet, intégrant les limites actuelles (identification, estimation, et surtout prise en compte des interdépendances) pour aller vers le traitement de réseaux de risques projet c.principes et outils d’analyse avancée des risques projet, basée sur des techniques d’analyse de propagation (en dynamique ou en statique) et de clustering.

Les projets de conception, construction ou transformation de grands systèmes sont présents partout dans la vie quotidienne (ponts, infrastructures routières, réseaux de transport de gaz, installations pétrolières, centrales électriques, immeubles d’habitation, etc…). Ils concernent de nombreuses dimensions, d’un point de vue nombre d’objectifs poursuivis simultanément et nombre de parties prenantes impliquées. De plus, la temporalité des objectifs est importante, puisqu’un projet peut durer quelques années, mais avoir des conséquences sur quelques décennies, correspondant à la durée d’exploitation de l’installation ou à sa phase particulière de recyclage/démantèlement. Cette complexité, caractérisée par de nombreux paramètres, divers et interdépendants, évoluant dans un environnement dynamique, rend donc difficile la prise de décision, à la fois sur le Quoi, le résultat du projet, mais également sur le Comment, le processus et l’organisation qui vont délivrer ce résultat. Le cours s’intéresse donc en deux temps à ces questions, avec d’abord le lien entre les décisions concernant le Quoi et le Comment, puis une focalisation sur le Comment, avec un zoom sur la dimension incertaine de la conduite d’un projet complexe (planification sous incertitudes, maîtrise de risques, etc…).

Brucker, P., Drexl, A., Rolf, M., & Neumann, K. (1999). Resource?constrained project scheduling_: Notation , classic ® action , models , and methods, 112. Eppinger, S. D., & Browning, T. R. (2012). Design structure matrix methods and applications. MIT Press (MA) Kerzner, H. (2004). Advanced project management – Best practices on implementation. 2nd ed. John Wiley & Sons PMI Standards Committee. (2008). A guide to the Project Management Body of Knowledge.

Janvier - Février.

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Les Master Classes « System » visent à immerger les étudiants dans des contextes professionnels et activités en lien avec l’Ingénierie Système.

Janvier - Février.

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Le stage dure 5 à 6 mois, d'Avril à Septembre dans l’orientation scientifique du parcours de Master. Le sujet fait l’objet d’une validation préalable par le responsable du parcours de Master. Les résultats du stage de recherche donnent lieu à un mémoire et à une soutenance orale. Le stage de recherche se déroule soit au sein d'un laboratoire de recherche soit au sein d’une entreprise.

L'encadrement du stage de recherche est assuré par le tutorat d'un membre du laboratoire LGI ou d'un laboratoire partenaire du LGI. Le pilotage et l'encadrement des stages de recherche est par ailleurs renforcé par l’atelier de recherche qui permet aux étudiants de présenter et discuter l’avancement de leurs travaux.

Avril - Mai - Juin - Juillet.

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•Introduction à la notion des systèmes de systèmes ; définitions et type de systèmes qui rentre dans cette catégorie (systèmes produits services, systèmes cyber-physiques, internet d’objets) ; domaines typiques ou on rencontre des systèmes de systèmes (systèmes multimodales de la mobilité, smart grid) ; •Définitions et cadres des systèmes de systèmes •Introduction à la conception des systèmes de systèmes et différences avec l’ingénierie système classique (montage des collaborations, systèmes déjà existants) •Conception des systèmes produits services avec la conception des services collaboratifs.

Le principal objectif de ce cours est d’introduire la notion de système de système, qui sont des systèmes intégrés d’une manière collaborative.

Janvier - Février.

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Andreas Hein.

Le planning du cours est le suivant : 1. Introduction à l’écologie industrielle/parcs éco-industriels 2. Diagnostic environnemental 3. Métabolisme industriel 4. Efficacité énergétique 5. Les modèles économiques et juridiques de l’écologie industrielle 6. Témoignage industriel 7. Etude de cas : parc éco-industriel, partie 1 8. Etude de cas : parc éco-industriel, partie 2.

L’écologie industrielle est une approche qui vise à limiter les impacts de l’industrie sur l’environnement. Elle cherche à considérer un système industriel dans sa globalité pour identifier, modéliser et optimiser les flux matières et énergie, ainsi que les impacts environnementaux associés. Elle vise à reproduire, dans les activités humaines, un système naturel où tous les flux de matière et d’énergie sont réutilisés, ou la notion de déchet n’existe plus. Tous les secteurs économiques sont concernés. L’écologie industrielle est donc naturellement au cœur du Génie Industriel !.

-Adoue, C., 2007. Mettre en oeuvre l’écologie industrielle. PPUR, Lausanne. -Buclet, N., Barles, S., 2011. Ecologie industrielle et territoriale?: Stratégies locales pour un développement durable. Presses Universitaires du Septentrion, Villeneuve d’Ascq,.

Janvier - Février.

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L’objectif de ce cours est de permettre aux élèves de continuer leur perfectionnement dans les méthodes et outils d’apprentissages.

Janvier - Février.

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L’objectif de ce cours est d’initier les élèves à la modélisation multi-agents et à l’utilisation de ces approches dans le cadre de décision distribuées (grands systèmes).

Janvier - Février.

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