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HAL Id: tel-00270418 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00270418 Submitted on 4 Apr 2008 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Evaluation de la performance des systèmes de conception pour la conduite de l’ingénierie des produits ; prototype logiciel d’aide aux acteurs Vincent Robin To cite this version: Vincent Robin. Evaluation de la performance des systèmes de conception pour la conduite de l’ingénierie des produits ; prototype logiciel d’aide aux acteurs. Sciences de l’ingénieur [physics]. Uni- versité Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2005. Français. tel-00270418 N° d'ordre : 3081 THESE PRESENTEE A L'UNIVERSITE BORDEAUX 1 ECOLE DOCTORALE DES SCIENCES PHYSIQUES ET DE L'INGENIEUR Par M. Vincent ROBIN Agrégé de Génie Mécanique POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR SPECIALITE : PRODUCTIQUE ******************** Evaluation de la performance des systèmes de conception pour la conduite de l’ingénierie des produits ; prototype logiciel d’aide aux acteurs ******************** Soutenue le : 5 décembre 2005 Après avis de MM. Emmanuel CAILLAUD Rapporteur Professeur à l’INSA de Strasbourg Dominique DENEUX Rapporteur Professeur à l’Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis Devant la commission d’examen formée de : MM. Bruno VALLESPIR Président du jury Professeur à l’Université Bordeaux 1 Emmanuel CAILLAUD Rapporteur Professeur à l’INSA de Strasbourg Dominique DENEUX Rapporteur Professeur à l’Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis Philippe GIRARD Directeur de thèse Professeur à l’IUFM d’Aquitaine Benoît EYNARD Examinateur Maître de Conférences, HDR à l’Université de Technologie de Troyes Bertrand BEYRIE Examinateur Responsable Bureau d’études, Constructions Navales de Bordeaux Philippe LOUE Invité Chef Département Compétitivité, Thalès division aéronautique A Jérôme, mon oncle Remerciements ___________________________________________________________________________ Je tiens tout d’abord à exprimer ma profonde reconnaissance à Monsieur Philippe GIRARD, Professeur à l’Institut Universitaire de Formation des Maîtres d’Aquitaine, pour avoir encadré ce travail de thèse avec beaucoup d’attention, d’enthousiasme et de disponibilité. Ses conseils avisés, ses qualités humaines et la confiance qu’il m’a toujours accordée m’ont été d’un grand soutien tout au long de ces trois années passées au sein du Laboratoire d’Automatique, Productique, Signal et Image (LAPS) de l’Université Bordeaux 1. Je remercie Monsieur Emmanuel CAILLAUD, Professeur à l’Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg et Monsieur Dominique DENEUX, Professeur à l’Université de Valenciennes et du Hainaut Cambrésis pour avoir excepté d’être rapporteurs de mon mémoire de thèse. L’attention qu’ils ont portée à mes travaux, leurs conseils et leurs remarques constructives ont assurés un aboutissement des meilleurs pour ces travaux. Je souhaite exprimer toute ma reconnaissance à Monsieur Bruno VALLESPIR, Professeur à l’Université Bordeaux 1, pour m’avoir fait l’honneur de présider mon jury de thèse. Que Monsieur Benoît EYNARD, Maîtres de Conférences HDR à l’Université de Technologie de Troyes, trouve ici toute ma reconnaissance pour l’amitié qu’il m’a témoignée en étant examinateur de cette thèse. Je remercie Monsieur Bertrand BEYRIE, responsable du bureau d’études du groupe CNB et Monsieur Philippe LOUE, chef du département Compétitivité et Amélioration de la Performance au sein de la Division Aéronautique du groupe THALES pour leur participation à mon jury de thèse. Leur présence montre l’intérêt de la collaboration entre le monde industriel et celui de la recherche. Enfin, je tiens à exprimer toute ma gratitude et ma profonde reconnaissance à Monsieur Julien CHEVREUX, ingénieur informatique chargé du développement de l’application logicielle d’aide aux acteurs décrite dans mes travaux, sans qui ce travail de thèse n’aurait su être ce qu’il est et sans qui le prototype n’aurait pas été aussi abouti, MERCI. Table des matières Page 7 Table des matières ___________________________________________________________________________ INTRODUCTION GENERALE.............................................................................................................. 15 CHAPITRE 1 ......................................................................................................................................... 19 PROBLEMATIQUE DE L’EVALUATION DE LA PERFORMANCE EN CONCEPTION......................... 19 1 Contexte........................................................................................................................... 19 2 Du processus de conception au système de conception ................................................ 20 2.1 Le processus de conception...................................................................................................... 21 2.1.1 Les modèles basés sur les phases......................................................................................................... 23 2.1.2 Les modèles basés sur les activités...................................................................................................... 24 2.1.3 Les modèles basés sur les domaines.................................................................................................... 25 2.1.4 Synthèse .............................................................................................................................................. 27 2.2 L’activité collaborative de conception ..................................................................................... 28 2.2.1 La collaboration entre les acteurs de la conception ............................................................................. 29 2.2.2 Les facteurs influant l’activité collaborative de conception................................................................. 31 2.2.3 Synthèse .............................................................................................................................................. 31 2.3 Le système de conception ......................................................................................................... 32 2.3.1 La « Design Co-ordination Theory »................................................................................................... 33 2.3.2 Le modèle GRAI R&D........................................................................................................................ 35 2.3.3 Synthèse .............................................................................................................................................. 39 3 Evaluation des systèmes de conception ......................................................................... 40 4 Conclusion ....................................................................................................................... 43 CHAPITRE 2 ......................................................................................................................................... 45 IDENTIFICATION DES VECTEURS DE PERFORMANCE EN CONCEPTION ..................................... 45 1 Introduction ...................................................................................................................... 45 2 Les vecteurs de performance globaux............................................................................. 49 2.1 Description du contexte des systèmes de conception................................................................ 49 2.1.1 Etude des modèles existants de description du contexte des systèmes de conception ......................... 49 2.1.2 Modélisation du contexte des systèmes de conception........................................................................ 52 2.2 Prise en compte de l’acteur dans les systèmes de conception.................................................. 56 2.2.1 L’acteur dans les systèmes de conception ........................................................................................... 56 2.2.2 Les compétences de savoir-être d’un acteur........................................................................................ 58 2.3 Le savoir et le savoir-faire dans les systèmes de conception.................................................... 61 2.3.1 Comment définir ce qu’est la connaissance ?...................................................................................... 61 2.3.2 Les connaissances en conception......................................................................................................... 63 2.3.3 Les connaissances collaboratives et les connaissances générales........................................................ 65 2.3.4 Evaluation et capitalisation des savoir et savoir-faire.......................................................................... 65 2.4 Synthèse.................................................................................................................................... 67 Table des matières Page 8 3 Les vecteurs de performance locaux............................................................................... 68 3.1 Le modèle de produit associé au système de conception.......................................................... 69 3.2 Le modèle de processus associé au système de conception...................................................... 70 3.3 Le modèle d’organisation associé au système de conception................................................... 71 3.4 Synthèse.................................................................................................................................... 73 4 Evaluation de la performance des systèmes de conception ........................................... 74 4.1 Les systèmes de mesure de la performance existants ............................................................... 74 4.2 La méthode ECOGRAI pour l’évaluation des systèmes ........................................................... 75 5 Conclusion ....................................................................................................................... 79 CHAPITRE 3 ......................................................................................................................................... 81 METHODE D’EVALUATION DE LA PERFORMANCE DES SYSTEMES DE CONCEPTION................. 81 1 Introduction ...................................................................................................................... 81 2 Définition d’un modèle d’évaluation des systèmes de conception .................................. 82 2.1 Modèle d’évaluation de la performance globale de l’entreprise.............................................. 83 2.1.1 La dimension des environnements....................................................................................................... 84 2.1.2 La dimension technologique................................................................................................................ 86 2.1.3 La dimension de l’acteur ..................................................................................................................... 86 2.1.4 Synthèse .............................................................................................................................................. 88 2.2 Modèle d’évaluation des systèmes de conception..................................................................... 90 2.2.1 Influence des environnements et du savoir sur le système de conception............................................ 90 2.2.2 Influence du savoir et de l’acteur sur le système de conception .......................................................... 91 2.2.3 Influence de l’acteur et des environnements sur le système de conception ......................................... 91 2.2.4 Synthèse .............................................................................................................................................. 91 3 Exploitation du modèle d’évaluation des systèmes de conception ................................. 93 3.1 Exploitation du modèle pour les vecteurs de performance globaux......................................... 95 3.1.1 Exploitation du modèle d’évaluation dans le cadre de la modélisation de l’entreprise........................ 95 3.1.2 Conception du système cible et suivi de son évolution........................................................................ 99 3.2 Exploitation du modèle pour les vecteurs de performance locaux......................................... 103 3.2.1 Exploitation du modèle d’évaluation dans le cadre de la modélisation du système de conception.... 103 3.2.2 Suivi de l’évolution du système, du processus et des activités de conception ................................... 106 4 Conclusion ..................................................................................................................... 113 CHAPITRE 4 ....................................................................................................................................... 115 PROTOTYPE D’APPLICATION INFORMATIQUE D’ASSISTANCE AUX ACTEURS......................... 115 1 Introduction .................................................................................................................... 115 2 Spécifications générales pour le développement du prototype..................................... 116 2.1 Décomposition et définition du système de conception .......................................................... 116 2.2 Description des acteurs de la conception............................................................................... 117 2.3 Choix technologiques pour la conception de l’application .................................................... 118 Table des matières Page 9 3 Diagrammes des cas d’utilisation .................................................................................. 118 3.1 Modélisation du système de conception : vue administrateur................................................ 118 3.2 Conduite de la conception...................................................................................................... 120 3.2.1 Organisation des projets de conception ............................................................................................. 122 3.2.2 Suivi de l’évolution d’un projet......................................................................................................... 126 4 Diagrammes de classes associés ................................................................................. 128 4.1 Diagramme de classes relatif à l’organisation du projet....................................................... 128 4.2 Diagramme de classes relatif à la description des ressources............................................... 129 4.3 Diagramme de classes relatif au processus de conception .................................................... 130 5 Présentation des Interfaces Homme Machine............................................................... 133 5.1 Choix technologiques pour la programmation de l’application............................................. 133 5.2 Cadre de l’étude de cas industrielle ....................................................................................... 133 5.3 Modélisation de la structure de l’entreprise........................................................................... 136 5.4 Pilotage d’un projet et évolution du système de conception................................................... 140 5.4.1 Phase de création d’un sous-projet (ou d’un projet) .......................................................................... 141 5.4.2 Phase d’organisation d’un sous-projet (ou d’un projet)..................................................................... 142 5.4.3 Phase de lancement (ou de clôture) ................................................................................................... 144 5.4.4 Phase de suivi d’un projet et d’un sous-projet................................................................................... 145 6 Conclusion ..................................................................................................................... 148 CONCLUSION ET PERSPECTIVES .................................................................................................. 151 BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................................ 155 ANNEXES ........................................................................................................................................... 175 Table des matières Page 10 Liste des figures Figure 1. Modèle de collaboration [Crow, 02] ....................................................................... 30 Figure 2. Design Co-ordination Frameworks [Andreasen et al., 94] ..................................... 35 Figure 3. Le système de conception [Girard, 99] .................................................................... 36 Figure 4. Description locale du système de conception........................................................... 37 Figure 5. La structure GRAI R&D [Girard et Doumeingts, 04] ............................................. 38 Figure 6. Séquence d’évaluation de la performance en conception [Micaelli, 03]................. 41 Figure 7. Modèle uploads/Science et Technologie/ manuscrit-vincent-robin.pdf