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HABILITATION à DIRIGER des RECHERCHES Eric BONJOUR Ingénieur ENSMM, Docteur de

HABILITATION à DIRIGER des RECHERCHES Eric BONJOUR Ingénieur ENSMM, Docteur de l’Université de Franche-Comté, Maître de conférences rattaché à l' Université de Franche-Comté, UFR Sciences et Techniques, Institut FEMTO-ST / Département AS2M Contributions à l'instrumentation du métier d'architecte système : de l'architecture modulaire du produit à l'organisation du système de conception Présentée à l'Université de Franche-Comté le 17 novembre 2008 devant le jury composé de Messieurs : Président Gérard Morel, Professeur................................................................ Univ. Henri Poincaré - Nancy 1 Rapporteurs Michel Aldanondo, Professeur ...................................................... Ecole des Mines - Albi-Carmaux Améziane Aoussat, Professeur...................................................................................ENSAM - Paris Bernard Grabot, Professeur........................................................................................ENIT - Tarbes Examinateurs Emmanuel Caillaud, Professeur..................................................Univ. Louis Pasteur - Strasbourg 1 Nicolas Chaillet, Professeur.................................................................Université de Franche-Comté Dominique Loise, Resp. pôle Processus de développement GMP ...................PSA Peugeot Citroën Avant-propos Mémoire d'HDR – Eric Bonjour p. 1 Avant-propos En préliminaire, il apparaît nécessaire d'expliciter le titre donné à ce mémoire : "Contributions à l'instrumentation du métier d'architecte système : de l'architecture modulaire du produit à l'organisation du système de conception" Il s'agit aussi de le mettre en regard d'un cheminement de recherche, nourri par de nombreuses analyses de terrain. Depuis 1998, nos recherches se sont toujours situées dans le domaine de la conception des systèmes complexes, résultats d'une conception multidisciplinaire impliquant de multiples métiers. Dès 1999, un projet de recherche en collaboration avec PSA Peugeot Citroën a alimenté nos réflexions et orienté une partie des thèmes de recherche sur lesquels nous avons travaillé. D'abord positionnés sur le thème "modélisation et pilotage des systèmes de compétences en conception", nom retenu dans le cadre d'une JEM STIC CNRS (2001-2002), nous avons progressivement pris conscience de l'impact de l'architecture du produit sur les performances globales du projet et du produit, en raison des conséquences qu'elle induit sur les choix organisationnels. Profitant du financement obtenu par le projet mentionné précédemment, nous avons engagé, en 2002, deux thèses sur des orientations de recherche complémentaires. La première concernait la conception modulaire de famille de produits et devait nous permettre d'acquérir une bonne connaissance des travaux internationaux et des méthodes existantes. En parallèle, la seconde orientation devait développer une nouvelle vision du pilotage des systèmes de compétences dans les activités de conception, en s'appuyant sur les caractéristiques propres aux situations de conception. La convergence de ces deux orientations a été assurée par le lancement en 2003 d'une troisième thèse dont l'objectif était de relier l'architecture modulaire d'un produit avec les choix organisationnels retenus dans un projet de conception. Ce positionnement s'est imposé comme une nécessité suite aux entretiens que nous avons pu mener avec des ingénieurs qui occupaient une fonction en émergence au sein de PSA : l'architecte système. Il a été confirmé par les nombreuses relations industrielles que nous avons pu nouer avec des ingénieurs, des chefs de projets et des architectes de PME-PMI des secteurs de l'ameublement et de la construction bois qui, certes à une autre échelle, avaient les mêmes préoccupations : définir au mieux l'architecture du produit et organiser le projet de façon appropriée. Cette nouvelle orientation nous a permis de recentrer notre recherche sur le produit, au cœur de la conception et à caractère structurant pour l'organisation du système de conception. Cependant, dans le troisième sujet de thèse, les liens vers la constitution d'une équipe projet, et donc vers l'importance de l'évolution des compétences au sein du système de conception, n'étaient pas envisagés et manquaient, par conséquent, pour unifier la vision globale d'un architecte système. Ce thème a fait l'objet d'un sujet de thèse lancé en 2005. Avant-propos Mémoire d'HDR – Eric Bonjour p. 2 Dans ce mémoire, nous présentons une synthèse de nos contributions visant à répondre à des besoins en instrumentation d'un métier1 en émergence : architecte système. Nous entendons par "instrumentation", le développement de modèle, méthode et outil informatique permettant de supporter une activité, ou plus précisément ici, de fournir une aide à la décision. De ce fait, nous soulignons l'importance de définir clairement les concepts utilisés et la méthode permettant d'aboutir aux résultats souhaités en utilisant l'outil informatique. Nous postulons qu'en ingénierie système, l'architecture d'un produit est structurante pour l'organisation du projet de conception correspondant. Généralement, une entreprise conçoit un ensemble de produits semblables et dans ce cas, l'architecture du produit est structurante sur les groupements de compétences de conception que développe ou externalise l'entreprise pour améliorer ses performances et posséder un avantage concurrentiel. Traditionnellement, on parle de l'organisation par (ou du) projet et de la structuration des Métiers de la conception. Nous avons choisi d'utiliser le concept le plus global, celui de système de conception. Nous reviendrons sur ce concept au Chapitre 6 (§6.2, §6.3). Aujourd'hui, les frontières de ce système sont parfois délicates à définir en raison de l'implication forte de certains fournisseurs2 dans les projets d'innovation et de conception. Ce cadre peut dépasser les limites de responsabilité d'un ingénieur "architecte système" mais il convient de penser plus globalement cette fonction, au niveau de l'entreprise concernée, qui peut se définir comme un architecte, intégrateur ou systémier. Nous avons organisé ce mémoire en huit parties. La Partie I présente une synthèse de nos activités de recherche, d'animation scientifique et d'enseignement. Nous résumons notre parcours scientifique, notre problématique, nos contributions majeures. Nous montrons nos implications dans l'animation et l'encadrement de la recherche. Nous présentons différentes facettes de la fonction de responsable de formation pour montrer la richesse en collaboration qu'elles requièrent mais aussi leur caractère. Enfin, nous synthétisons les enseignements que nous avons dispensés, essentiellement à des étudiants de niveau Licence et Master. La Partie II présente notre production scientifique. La Partie III est décomposée en 3 chapitres qui introduisent et précisent la problématique de recherche. Après une introduction générale, nous montrons que l'activité de conception est depuis une dizaine d'années en mutation avec une complexification des exigences, des solutions technologiques, des outils, des méthodes, des organisations et du pilotage des systèmes de conception. Nous concluons ce chapitre en montrant que l'Ingénierie Système est une réponse globale visant à maîtriser au mieux la complexité des systèmes et de leur conception. Le deuxième chapitre présente une structuration de la recherche en conception menée dans le domaine des Sciences et Techniques de la Production. Cette synthèse permet de réaliser un positionnement global de nos travaux de recherche, qui s'intéressent d'une part à des outils de représentation de l'architecture du produit et d'autre part, à la conception de l'organisation du système de conception. Le troisième chapitre présente notre projet de recherche : l'instrumentation du métier d'architecte système. Parmi les activités d'un architecte, nous retenons deux activités critiques qui structurent l'ensemble de nos contributions de recherche : identifier l'architecture d'un produit et 1 De façon semblable à A. Cauvin [2005], nous définissons le métier comme l'ensemble des activités, connaissances et savoir-faire spécifiques à une profession, relatifs à la conception et à la fabrication des produits et des procédés. Ces activités, connaissances et savoir-faire constituent une culture technique partagée par les acteurs du métier et qui leur confère une identité (appartenance, reconnaissance). 2 Plus généralement, comme en ingénierie système, nous devrions parler des "parties prenantes". Avant-propos Mémoire d'HDR – Eric Bonjour p. 3 concevoir l'organisation du système de conception. Nous présentons alors une synthèse de l'état de l'art pour positionner précisément nos contributions. Chap 1. Contexte général : Une activité de conception en mutation Chap 2. Positionnement global : Structuration de la recherche en conception Chap 3. Problématique : Un projet d'instrumentation du métier d'architecte système Chap 5. Contributions : Identification de l'architecture modulaire du produit Chap 7. Contributions : Organisation du système de conception Partie III Partie IV Partie V Partie VI Chap 8. Résultats récents : vers le couplage Chap 9. Perspectives Chap 4. Fondements Approche système, conception modulaire, famille de produits Chap 6. Fondements équipe, compétence, activité, pilotage Partie II Partie I Synthèse de nos activités Production scientifique Partie VIII Annexes Partie VII Bibliographie Figure 1 : Structure générale du document Les parties IV et V présentent nos principales contributions et sont structurées de la même manière : un chapitre sur les fondements conceptuels et l'état de l'art, puis un autre sur nos contributions. Ainsi, dans la Partie IV, le Chapitre 4 présente les fondements de l'architecture modulaire d'un système. Nous revenons brièvement sur les concepts clés de l'approche système, qui est centrale dans la modélisation des systèmes complexes. Nous développons un état de l'art sur la conception modulaire et sur la conception de famille de produits. Le Chapitre 5 est une synthèse de nos contributions concernant l'identification de l'architecture modulaire du produit. Avant-propos Mémoire d'HDR – Eric Bonjour p. 4 Dans la Partie V, le Chapitre 6 présente un état de l'art sur la conception de l'organisation du système de conception, en particulier de l'organisation d'un projet. Nous proposons une analyse des activités de conception et de leur pilotage. Le Chapitre 7 présente nos contributions à l'organisation d'un système de conception. La Partie VI développe des résultats récents, dresse un bilan de nos travaux et explore des perspectives de ce projet de recherche. Ainsi, le Chapitre 8 expose des résultats de recherche récents qui ouvrent des uploads/Ingenierie_Lourd/ habilitation-a-diriger-des-recherches.pdf