Co-évolution et conception intégrée de produits Modèle et support de l’activité de conception

1. Thèse de Génie Industriel École doctorale Organisation Industrielle et Systèmes de Production Co-évolution et conception intégrée de produits Modèle et support de l’activité de conception Pierre Lonchampt Dir. : D. Brissaud et G. Prudhomme Laboratoire 3S Grenoble, le 29 juin 2004

2. Situation initiale problématique : Besoins Contraintes Situation objective : Définition Introduction • La conception… … Activité créatrice qui, partant des besoins exprimés, des moyens existants et des possibilités technologiques, aboutit à la définition d’un produit satisfaisant ces besoins et industriellement réalisable [NF L 00-007] 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

3. Introduction • Le problème de conception • Complexe [Maier, Visser, Reiman…] • Mal défini/structuré [Simon] • Ouvert [Fustier, Beguin] • Activités de conception • Résolution de problème • Cadrage, construction du problème (framing/setting[Schön, Nidamarthi]) • Evaluation [Bonnardel, Blanco, Poveda] 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

4. Introduction • Le processus de conception • Définition d’une solution • Construction du problème de conception • Identification et construction de liens entre problème et solution • Objectifs • Rationaliser, tracer, expliciter • La mise en œuvre du processus de conception • La construction, l’identification 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

5. Introduction • Problématique • Modèle de l’activité de conception • Support de l'activité de conception • Conclusions, perspectives et discussions 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

6. [Ishii] [Parsaei] Problématique • Un nouveau paradigme industriel, l’Ingénierie concourante. • La conception devient • Parallèle exécution destâches • Simultanée aspects, étapes du cycle de vie • Collaborative métiers, cultures, logiques d’action… 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

7. Problématique • Processus collaboratif • Atteinte d’un but commun • Co-ordination • Tâches, ressources • Co-opération • Engagés dans une action collective 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

8. Problématique • Co-opération • Action collective porte sur • La définition de la solution, sa représentation • Une expression du problème partagée • Une formalisation des liens entre problème et solution • L’évaluation de la solution • Rationaliser • Expression, formalisation, évaluation • Décrire et comprendre ces mécanismes • Supporter, aider leur mise en oeuvre 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

9. Introduction • Problématique • Modèle de l’activité de conception • Support de l’activité de conception • Conclusions, perspectives et discussions 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

10. Modèle • Les modèles de la littérature • [Méthodes de conception,études descriptives,sciences cognitives…] • Proposition d’une classification : • Phases • Domaines • Activités 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

11. [Ulrich et Eppinger] Modèle • Modèles (phases) : descriptifs et prescriptifs (méthodes) • Découpage temporel • Écriture/décomposition du problème • Résolutions successives des sous-problèmes • Découpage des niveaux (abstraction, détail) de définition de la solution • Évaluation selon le schéma spécification/génération/évaluation 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

12. [Yannou] [Andreasen] Modèle • Modèles (domaines) Descriptifs et prescriptifs (méthodes) • Processus (et) produit décrits par un ensemble de domaines-espaces-mondes • Découpages d’un ou plusieurs axes explicites autres que le temps • Points de vue, X, métier… • Abstraction, justification, détail… • Conception • Évolution des domaines • Transformation […] des éléments d’un domaine en éléments d’un autre domaine 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

13. Modèle • Modèles (activités):descriptifs • Découpage temporel plus fin • Pas de séquence • Écriture du problème, évaluation • 0, 1 ou plusieurs activité(s) 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

14. [Blanco] [Darses] Modèle • Caractéristiques cognitives de l’activité de conception • Planification hiérarchique / opportuniste des activités[Visser] • Intégration des points de vue : simultanéité des domaines[Darses] • Mécanisme de l’évaluation • [Blanco] • Émergence d’un critère • Lien problème/solution 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

15. Modèle 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

16. Niveau définition Phases Niveau détails Définition de la solution Expression du problème Domaines Situation initiale problématique : Besoins Contraintes Situation objective : Définition P2 P1 D3 P3 D2 P2 P1 D3 P3 D2 P2 P1 D3 P3 Temps Activités Découpage 2 Découpage 1 Modèle • Un processus de conception multidimensionnel • Un modèle co-évolutif 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

17. Définition de la solution Expression du problème Modèle • Modèle co-évolutif • Points de vue : temps et problème/solution • 2 domaines, 4 activités • Expression, définition : communes et partagées • Conjecture • Définition • Évaluation • Reformulation Temps Activités 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

18. J I K Modèle • Validation et illustration • Utilisation d’un corpus écrit • [DPW94], [CROSS et al.] • 3 concepteurs • Un produit pour transporter à VTT un sac à dos donné • 2 heures de conception • Codage dialogues/activités • R, E, D et …CD 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

19. Modèle • Résultats • Nature itérative du processus • Caractéristiques des différentes activités 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

20. Modèle • Un modèle co-évolutif • Décrire et comprendre • L’expression du problème • L’évaluation • Les liens problème/solution • Itératif, opportuniste • Évaluation et émergence • Rationaliser • Aider à, supporter la mise en œuvre de ces mécanismes 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

21. Introduction • Problématique • Modèle de l’activité de conception • Support de l’activité de conception • Conclusions, perspectives et discussions 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

22. Support • Aide, support à la conception • Supporter la mise en œuvre des activités • La reformulation du problème • L’évaluation • Formaliser, structurer • Les éléments du problème de conception • Les critères d’évaluation • Les liens entre problème et solution 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

23. Support • Exemples d’outils • Le tableau de caractérisation des fonctions [Normes] • La maison de la qualité [AKAO] 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

24. Définition de la solution Expression du problème Liens d’influence entre solution et problème Ecriture du problème sous forme fonctionnelle, caractérisée Support • Les outils existants : • Des formalismes différents pour des concepts similaires • Peuvent être considérés indépendamment des méthodes 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

25. Support • Les spécifications d’un outil, un formalisme et son usage • Fonctions : enregistrer, formaliser et restituer • Les éléments mobilisés et émèrgents lors du processus de conception • Les liens qui les unissent • Indépendamment d’un schéma séquentiel • Solution • Classifier les éléments • F(activité associée) • F(outils existants) • Une structure d’ objets • Utiliser le formalisme des outils existants 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

26. Support • Structure d’objets • Premier niveau de classification : nature des activités • Besoins, contraintes, drafts, caractéristiques, critère d’évaluation • Second niveau de classification : propriétés des outils étudiés • Pondération, corrélation, décomposition… • Exemples 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

27. Il choisit quelle(s) classe(s) et association(s) il instancie Outil Paramètre les règles d’affichage Interface : Affichage / saisie Structure d’objets Modem Observe, écoute, Affiche en fonction des règles paramétrées Instancie directement les objets et liens correspondants Support • Usage et structure • D’un “acteur dédié” … 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

28. Outil Interface : Affichage / saisie Structure d’objets Modem L’acteur paramètre L’acteur instancie et l’outil affiche Support • Usage et structure • … A une utilisation intégrée 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

29. Support • Synthèse : Support de l'activité de conception • Premiers “niveaux” de conception • Les concepts, la structure : • Problème traité, le quoi ? • Enregistrer/classifier/restituer la construction du problème et de ses liens avec la solution • Permettre l’usage des outils existants dans une dynamique opportuniste • Solution, le comment • Structure d’objets • Modem • Interface / Formalisme 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

30. Introduction • Problématique • Modèle de l’activité de conception • Support de l’activité de conception • Conclusions, perspectives et discussions 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

31. Conclusion • Conclusion • Un modèle co-évolutif • Simple, complément domaines/activités • Compréhension du processus de conception • Apport théorique • Les spécifications d’un support de l'activité de conception • Supporte la coopération • Construction d’un problème commun et partagé • Evaluation (qui participe à cette construction) • Participe à la mise en oeuvre des outils existants • Cohérence entre les outils, les objets • Dynamique itérative, démarche opportuniste 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

32. Conclusion • Perspectives et questions ouvertes • Validation • Développement • D’autres problématiques… • Valeur, Décision, Design rationale • SGDT, PLM, Modèles produits • Coordination, Gestion de la conception } 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

33. Merci de votre attention • Thank you for your attention 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits

34. Matrice de décision 29 Juin 2004 Pierre LONCHAMPT Co-évolution et conception intégrée de produits