POSITIONNEMENT SCIENTIFIQUE ET VERROUS

INTRODUCTION

A l’heure actuelle, la conception de produit industriel est une activité pluridisciplinaire et transverse. Les acteurs, souvent répartis dans des lieux différents, collaborent afin de faire émerger ensemble une idée, puis un concept de solution, et enfin un produit. Ces tâches doivent être, dans le contexte du développement des nouvelles technologies, supportées par des environnements de travail adéquats, permettant de faciliter le travail quotidien des acteurs. Ainsi, depuis plusieurs décennies, des systèmes dédiés ont été développés, tels que les Systèmes de Gestion des Données Techniques (SGDT) ou, plus récemment, les outils de Product Lifecycle Management (PLM). Cependant, le constat actuel est qu’il existe peu d’outils dédiés aux phases amont de la conception (Mougenot 2008). L’objectif scientifique de nos travaux est donc, dans le contexte de la communauté du Génie Industriel, de proposer une méthode de développement d’un environnement de travail collaboratif dédié aux phases amont de conception. Celle-ci est fondée sur un état de l’art scientifique ainsi que sur des cas industriels, qui permettent de la valider sur le terrain. Dans ce chapitre, nous situons nos travaux de recherche par rapport à la communauté scientifique du Génie Industriel d’une part, puis par rapport aux axes de recherche des deux laboratoires à l’initiative de cette thèse, sous l’angle particulier de la conception de produits. Ensuite, nous positionnons nos travaux par rapport aux entités de recherche nationales et internationales en lien avec le développement d’environnement collaboratif. Enfin, nous concluons cette introduction par une synthèse qui reprend les verrous scientifique et technique liés à notre recherche. 

POSITIONNEMENT SCIENTIFIQUE 

LA COMMUNAUTE DU GENIE INDUSTRIEL ET DES SCIENCES DE LA CONCEPTION

Au sens étymologique du terme, la communauté du Génie Industriel regroupe l’ensemble des activités productrices de richesses. En effet, le nom « industrie » est issu du latin industria, l’activité. Au sens large, l’industrie regroupe donc l’ensemble des activités qui ont pour objet de fabriquer des produits à partir de matières premières, d’exploiter les mines et les sources d’énergie (Larousse 1988). Le terme d’industriel, ou industrialis en latin, est apparu en 1770 et fait référence à cette acception. Selon, l’American Institute of Industrial Engineers : « Le Génie Industriel englobe la conception, l’amélioration et l’installation de systèmes intégrés. Il utilise les connaissances provenant des sciences mathématiques, physiques et sociales, ainsi que les principes et méthodes propres au “génie” ou à l’art de l’ingénieur, dans le but de spécifier, prédire et évaluer les résultats découlant de ces systèmes. » On mesure bien, grâce à cette définition, les aspects collaboratifs et multi-métiers de la communauté du Génie Industriel. Cette multitude d’acteurs, concernés par le processus de conception (que l’on nomme Positionnement scientifique et verrous Contribution à l’intégration d’un environnement collaboratif en conception amont 16 « stakeholders » en anglais), mettent en place des synergies en vue de proposer des produits nouveaux répondant aux besoins des utilisateurs. Afin de supporter les échanges collaboratifs entre eux, des structures se sont développées. Avec l’essor récent des Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication (NTIC), les outils présents dans ces structures sont principalement accessibles « en ligne », via internet. Au sein de la communauté du Génie Industriel, nous ancrons notre recherche dans le domaine des Théories et Méthodologies de Conception, nommées en anglais DTM pour Design Theory and Methodology. Dans ce cadre, nous proposons une méthodologie de définition d’un environnement collaboratif amont, appliqué à la conception de produit, et présentons les résultats de sa mise en œuvre. Selon (Tomiyama et al. 2009), les théories de la conception sont aujourd’hui enseignées dans les écoles d’ingénieurs et sont appliquées industriellement. La situation actuelle est contrastée en comparaison de celle des années 1970 ou antérieures, lorsque la conception était considérée comme plus proche de l’art que de l’ingénierie. Ceci était dû, en particulier, à l’insuffisance des connaissances sur les DTM. Notre positionnement, à l’image de celui de (Tomiyama et al. 2009) est d’essayer de réduire au maximum les écarts entre nos propositions et le contexte industriel dans lequel celles-ci doivent s’insérer. C’est pourquoi nous avons choisi de faire, en complément de l’état de l’art scientifique, un état des lieux des pratiques industrielles en terme de collaboration avant de proposer un quelconque environnement collaboratif. L’enrichissement réciproque fourni par ces deux approches est bénéfique. En effet, comme le soulignent (Tomiyama et al. 2009) , le point de vue industriel sur la conception de produits et de systèmes est le résultat de la conception en lui-même. Pour l’industrie, il est très fréquent de concevoir des produits basés sur une version antérieure, et on ne trouve que très peu de cas de développement de nouveaux produits. En conséquence, les entreprises peuvent avoir mis au point un « manuel interne de la conception et du développement de produits » qui peut s’appuyer sur des méthodologies diverses. De plus, les spécificités liées au contexte de chaque pays influent sur le processus de conception employé. Ainsi, (Hubka et al. 1987) notent que l’unité des opinions à propos de la conception entre de nombreux pays participant à la première conférence internationale sur l’Engineering Design (ICED 1981) n’est pas aussi évidente que cela. Ils définissent les sciences de la conception (design science) comme une collection (un système) de connaissances connectées logiquement issues du domaine de la conception, et contenant des concepts d’informations techniques et de méthodologies de conception. On voit donc ici clairement apparaître les deux volets classiques de la conception de produit : le côté gestion et génération des données techniques et le côté méthodologique. Les informations techniques des sciences de la conception se décomposent en quatre groupes, comme indiqué sur la Figure 2 , adaptée de (Hubka et al. 1987) : 1. Les connaissances issues des sciences naturelles et humaines, appliquées (la science, l’analyse heuristique et du savoir-faire), qui sont des informations techniques particulières. 2. La théorie des processus de conception. 3. La méthodologie de conception. 4. La théorie des systèmes techniques. 

POSITIONNEMENT PAR RAPPORT AUX TRAVAUX DES LABORATOIRES PARTENAIRES

Le projet de cette thèse est né d’une volonté forte de créer des liens autour de thématiques de recherche communes, au sein des départements d’Arts et Métiers ParisTech. A ce titre, pour le département Conception, Industrialisation, Risques et Décision (CIRD), le LCPI du Centre de Paris (75) et le LSIS du Centre d’Aix-en-Provence (13) ont défini une thématique commune liée à l’ingénierie collaborative appliquée aux phases amont de la conception. 

L’OPTIMISATION DU PROCESSUS DE CONCEPTION

Les recherches au LCPI portent sur la thématique de l’optimisation du processus de conception et d’innovation. Depuis sa fondation en 1978, le LCPI fait partie du groupe « Génie Industriel » d’Arts et Métiers ParisTech Centre de Paris. Pour atteindre cet objectif, deux champs d’investigation complémentaires ont été identifiés et sont en forte interaction : Positionnement scientifique et verrous Contribution à l’intégration d’un environnement collaboratif en conception amont 18 • le premier est relatif à l’enrichissement du processus de conception par l’intégration de nouveaux métiers (thème Métier). • le second est relatif à la formalisation globale du processus de conception afin de mieux le comprendre et de pouvoir l’optimiser (thème Processus). Dans le thème Métier l’objectif est d’extraire, formaliser et modéliser les spécificités des différents métiers (règles, connaissances, pratiques et outils) contribuant à l’évolution du processus de conception. L’objectif du thème Processus est de formaliser les divers processus individuels et collectifs qui interagissent au sein des projets de conception. La modélisation de ces processus contribue à la maîtrise des phases de divergence et de convergence du processus transverse, en intégrant les différents points de vue métiers dans une approche collaborative. Ces deux thèmes de recherche s’enrichissent des nouvelles technologies support des activités de conception. Ces technologies constituent à la fois une base de réflexion et un champ d’action. Leurs propriétés actuelles et leur potentiel d’optimisation pour la conception de produits permettent de mettre au point de nouvelles méthodes et outils. La Figure 3 ci-dessous présente la synthèse de ces thèmes.