Positionnement scientifique : génie industriel et multidisciplinarité

Génie industriel et sciences de la conception

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. Le Génie Industriel est une activité apparue avec l’ère industrielle, alors que la recherche en génie industriel est plus récente, avec une introduction en France vers les années 80. Le génie industriel englobe la conception, l’amélioration et l’installation de systèmes intégrés, en utilisant les principes et méthodes des sciences pour l’ingénieur ainsi que des connaissances issues des sciences mathématiques, physiques et sociales ; il vise à l’optimisation des performances globales de l’entreprise.   L’ingénierie désigne l’ensemble des activités allant des études de conception jusqu’à la réalisation de l’objet d’un contrat (ouvrage, unité industrielle, système équipement) par une société spécialisée (maître d’œuvre) pour un client (maître d’ouvrage). Le génie industriel recouvre un grand nombre de phases (conception, études, achat…) et de métiers (mécanique, électricité, architecture…), avec un environnement et des contraintes spécifiques (budget, planning, qualité…), pour des secteurs d’application variés (énergie, papeterie, construction mécanique…).   Notre recherche a pour cadre académique le Laboratoire Conception de Produits et Innovation (LCPI), au sein de l’Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers. Comme l’explique le dossier scientifique du laboratoire [LCPI, 2004], à sa création en 1973, le laboratoire a orienté ses recherches sur la thématique des  méthodes industrielles. Les méthodes industrielles et la conception de produit constituent la réflexion majeure du LCPI. Au sein du LCPI, nous entendons par conception de produit une conception globale qui prend en compte à la fois les impératifs mécaniques, d’usages, esthétiques, les attentes de l’utilisateur et les contraintes des systèmes de production sur l’ensemble du cycle de vie du produit. Les sociétés industrielles ont évolué d’une consommation de masse à une consommation de variété qui se traduit par une diversification de l’offre, impliquant l’adéquation des produits aux besoins, la personnalisation de produits, la convivialité dans les usages; ce contexte influence fortement les thématiques de recherche en conception. Le LCPI s’intéresse à la conception de produits en tant que passage d’un état immatériel (idée, concept…) à un état matériel du produit (plan, maquette…), disponible sur le marché. Ce processus doit être maîtrisé pour respecter des contraintes de budget, de délai et de qualité du produit (fonctionnalités, critères    esthétiques, coûts…) et cette maîtrise passe nécessairement par une compréhension et une formalisation du processus de conception et d’innovation. Le rôle crucial des représentations intermédiaires est explicité plus en détail par [Mer et al., 1996] ou [Tichkiewitch et al., 2001]. Figure 1 : Le processus de conception : une concrétisation croissante, de l’idée au produit Notre recherche se positionne en particulier sur la phase amont du processus de conception ; pour nous, la phase amont correspond à la phase d’exploration, c’est à‐dire entre le moment où les concepteurs reçoivent un cahier des charges de conception et le moment où émergent les premières représentations externes, sous la forme d’esquisses dans le cas des designers.   Figure 2 : notre recherche cible la phase d’exploration et la transition avec la phase de génération Partie 1 : Positionnement et enjeux Modélisation de la phase d’exploration du processus de conception de produits, pour une créativité augmentée 18 

Vers l’optimisation du processus de conception

Les recherches au LCPI se sont progressivement structurées autour du thème d’optimisation du processus de conception et d’innovation, avec pour objectif de construire des modèles théoriques de processus liés à l’activité de conception de produit. Ces modèles sont évalués dans un contexte applicatif, la plupart du temps en lien très étroit avec différents acteurs du monde socio‐ économique, en    particulier industriel. De l’évaluation de ces modèles, nous validons des connaissances, méthodes et outils. L’intégration de ces connaissances par la construction d’un modèle générique en vue de leur optimisation contribue à une dynamique d’avancée scientifique et de progrès industriel. La création industrielle est caractérisée par l’implication de plusieurs métiers (ingénierie, ergonomie, design…) qui doivent en permanence apprendre à travailler ensemble harmonieusement pour concourir à la conception d’un produit industriel réussi. Le LCPI travaille dans une démarche de recherche pluridisciplinaire centrée à la fois sur le processus de conception et sur le produit [Simon, 1969], et orientée vers l’innovation. La recherche ainsi caractérisée s’appuie sur l’intégration de nouveaux métiers et de nouvelles technologies, dans le but d’optimiser le processus de conception et de développer des méthodes et outils transférables. La recherche du LCPI vise à la production et à la formalisation de connaissances qui contribuent à améliorer les processus de conception et d’innovation.   Dans notre cas, la recherche porte particulièrement sur la caractérisation du processus de conception, avec pour hypothèse forte que de certaines caractéristiques du processus de conception dépendent les caractéristiques du produit conçu. Pour exemple, le LCPI travaille depuis plusieurs années sur la créativité en conception et préconise des méthodologies de créativité visant à la conception de produits innovants, l’idée étant qu’un processus de conception intégrant des méthodologies de créativité aboutira à des produits plus réussis [LCPI, 2004]. La caractérisation du processus de conception est nécessaire à son optimisation.