Conception et systémique Méthodologie de conception CP41 Méthodologies de conception Samuel GOMES (UTBM) [email protected] Département GMC Laboratoire

Conception et systémiqueConception et systémique

Méthodologie de conceptionMéthodologie de conception

CP41Méthodologies de conception

Samuel GOMES (UTBM)[email protected]

Département GMCLaboratoire SeT-ERCOS

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DéfinitionsDéfinitions

Invention

Action de trouver, découvrir, mettre à jour une nouvelle idée, un nouveau phénomène, un nouveau concept

Innovation

(OCDE, Manuel de Frascati) : l’innovation est la transformation d’une idée en un produit vendable nouveau ou amélioré, ou en une nouvelle méthode de service social

Elle couvre toutes les activités scientifiques, techniques, commerciales et financières nécessaires pour assurer le succès du développement et de la commercialisation de produits manufacturés nouveaux ou améliorés ou pour introduire une nouvelle méthode de service.

Pro

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3


Proce

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Pro

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Cycle de vie du produitCycle de vie du produit

Un produit naît, vit chez le client et meurt lorsqu’il est retiré du marché

PRODUIT

USAGECe qu’il fait

FONCTIONCe qu’il doit

STRUCTURECe qu’il est

EXISTENCEComment il est obtenu

Marketing

Bureau d’étudesBureau des méthodes

Production

Maintenance

Pro

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Conception

la notion de ‘conception’ désigne des choses diverses et variées : philosophe artiste politique biologiste architecte …ingénieur ?

sens étymologique :concept = « représentation mentale générale et abstraite d’un objet » (P.Robert)conception = « formation d’un concept, d’une idée dans l’esprit humain »

(P.Robert)

Concevoir = « capter » et « maîtriser » des idées

La conception n’est pas l’exploit technologique à tout prix une recette de cuisine la créativité sans réalisme purement technique ou scientifique linéaire du problème vers la solution confortableP

rocessu

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Rétroaction(feedback)

La conception, une problématique de résolution de problèmes, La conception, une problématique de résolution de problèmes, avec une boucle de rétroactionavec une boucle de rétroaction

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Problème Résultat

Pro

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Rétroactions(feedback)

La conception, une problématique de résolution de problèmes, La conception, une problématique de résolution de problèmes, avec une boucle de rétroactionavec une boucle de rétroaction

Etu

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Sujetinitial

MaquetteProto

Pro

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Application dans le cadre CP41Application dans le cadre CP41

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Projet

(AFNOR, norme X50-105) : un projet est un processus, une action spécifique, nouvelle, qui structure méthodiquement et progressivement une réalité à venir, pour laquelle on n’a pas encore d’équivalent.

Technologie

(A.D. LITTLE) : ensemble de sciences, méthodes, procédés, savoir-faire techniques et de gestion constituant, à un moment donné, le fonds commun de connaissances nécessaires à la conception, la réalisation, la commercialisation de produits ou de services.

(Dussauge & Ramanantsoa) : application concrète de connaissances scientifiques et techniques à la conception, au développement et à la fabrication d’un produit.P

rocessu

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Organisation de l’entrepriseOrganisation de l’entreprise

Chaîne de valeur de l’entreprise

Développement technologique

Org

an

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até

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Stratégie d’entrepriseStratégie d’entreprise

Démarche générale et outils méthodologiques de la stratégie d’entreprise

Org

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De la conception routinière à l’innovationDe la conception routinière à l’innovationP

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Le concept de systèmeLe concept de systèmeC

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systé

miq

ue Le mot système dérive du grec "systema" qui signifie "ensemble organisé".

Pour de nombreux auteurs, un système est un ensemble complexe d'éléments en interaction dynamique

Le Moigne (1977), de son côté, considère le système comme "un objet qui, dans un environnement, doté de finalités, exerce une activité et voit sa structure interne évoluer au fil du temps, sans qu'il perde pourtant son identité unique...

Il n'est peut-être pas inutilement redondant de répéter que tout système est constitué de nombreux éléments organisés d'une certaine manière et en interaction dynamique.

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miq

ue Le système peut être en général facilement identifié et reconnu (c'est-à-

dire perçu et représenté, voire modélisé) par un ou, plusieurs observateurs pendant une période relativement longue.

Comment différencier le système du "non-système"? PERIMETRE

Quelles sont les parties du système? COMPOSANTS

Quelles sont les relations entre ces parties? INTERACTIONS

Quelles sont les fonctions des parties dans le système? FINALITE

Comment s'établit et se maintient la cohérence du système? HOMEOSTASIE

Comment s'organisent les relations entre le système et son environnement? RETROACTION

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systé

miq

ue Le mot système dérive du grec "systema" qui signifie "ensemble organisé".

Pour de nombreux auteurs, un système est un ensemble complexe d'éléments en interaction dynamique

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La pensée systémiqueLa pensée systémiqueC

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miq

ue L'approche systémique parfois nommée analyse systémique est un champ

interdisciplinaire relatif à l'étude d'objets complexes réfractaires aux approches de compréhension classiques.

Face à ce type de problème, il est nécessaire d'adopter :

• une vision élargie du problème du simple composant vers le système global dans lequel il est intégré

• une démarche globale, en s'attachant davantage aux échanges (interactions) entre les parties (composants) du système qu'à l'analyse de chacune d'elles

• en raisonnant par rapport à l'objectif du système, à sa finalité (téléologie)

• en établissant les états stables possibles du système (homéostasie)

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ue

Approche analytique Approche systémique QUI PROCEDE PAR ANALYSE ( décomposition ,

résolution ) DANS LA DEMONSTRATIONQUI SE RAPPORTE A UN SYSTEME DANS SON

ENSEMBLE OU QUI L'AFFECTE.

Isole: se concentre sur le élémentsRelie: se concentre sur les interactions entre

les éléments

Considère la nature des interactions Considère les effets des interactions

S'appuie sur la précision des détails S'appuie sur la perception globale

Modifie une variable à la fois.Modifie des groupes de variables

simultanément.

Indépendante de la durée: les phénomènes considérés sont réversibles.

Intègre la durée et l'irréversibilité.

La validation des faits se réalise par la preuve expérimentale dans le cadre d'une

théorie.

La validation des faits se réalise par comparaison du fonctionnement du modèle

avec la réalité.

Approche efficace lorsque les interactions sont linéaires et faibles.

Approche efficace lorsque les interactions sont non linéaires et fortes.

Conduit à un conception par discipline (juxta-disciplinaire).

Conduit à une conception pluridisciplinaire.

Conduit à une action programmée dans son détail

Conduit à une action par objectifs

Connaissance des détails, buts mal définis

Connaissance des buts, détails flous

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systé

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ue

• Le principe de totalité exprime l'idée que les interactions entre les différents éléments d'un systèmes ne peuvent s'appréhender qu'au niveau de la totalité et non au niveau des éléments pris séparément

• Le principe d'interaction implique que chaque élément peut s'informer et agir sur l'état des autres

•Cas particuliers d’interactions : rétroaction positive ou rétroaction négative (feedback)

+ =

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ue • Le principe d'homéostasie caractérise un système auto-régulé,

c'est à dire capable de réagir à toute modification, d'origine interne ou externe, pour revenir à son état initial

• Le principe d'équifinalité indique qu'un même résultat peut être obtenu par des voies et conditions initiales différentes.

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La modélisation systémiqueLa modélisation systémiqueC

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systé

miq

ue

Composant 1 Composant 2

Composant 3

Composant 5

Composant 6

SYSTEME

SOUS-SYSTEME

environnement2 environnement3

environnement1

Réservoir 1

Interaction(Flux de matière)

Périmètre du système

Interaction(Flux d’énergie)

Interaction(Flux d’information)

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Définitions liées à la modélisation systémiqueDéfinitions liées à la modélisation systémiqueC

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systé

miq

ue • composant : entité constitutive du système

• réservoir : composant du système stockant de la matière, de l’énergie ou de l’information

• flux : transfert de matière, d’énergie ou d’informations

• sous-système : sous-ensemble du système

• environnement : entité extérieure au système

• paramètre : valeur qui est constante pour un cas ou un scénario étudié, mais qui pourrait varier pour des cas différents (ex., un taux de production)

o constante : valeur qui ne change jamais pour le système étudié (ex., constante gravitationnelle, point de gel de l’eau)

o variable : valeur qui change avec l’évolution du système (ex., le niveau d’eau dans un lac ; le débit d’une rivière) ; variable d’état (relié à une entité) ; variable de forçage (provient de l’extérieur du système)

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Con

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systé

miq

ue

1er niveau : le système est identifiable (INERTE)

2ème niveau : le système est actif : il "fait" (OPERANT)

3ème niveau : le système est régulé (REGULE)

4ème niveau :le système s'informe sur son propre comportement (INFORME)

5ème niveau : le système mémorise (A MEMOIRE)

6ème niveau : le système décide de son comportement (A DECISION)

7ème niveau : le système coordonne ses décisions d'action (VIVANT)

8ème niveau : le système imagine et conçoit de nouvelles décisions possibles et se réalise (HUMAIN)

Différents niveaux d’évolution d’un systèmeDifférents niveaux d’évolution d’un système

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Différents niveaux d’évolution d’un systèmeDifférents niveaux d’évolution d’un systèmeC

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systé

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ue

• Système inerte : exemple d’un système de chauffage

la bouillote à base de pierre ponce

SYSTEME



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Pierre de lave linge

SYSTEME

Périmètre du système : Phase de chauffage de l’utilisateur

Pierre de lave linge

SYSTEME

Périmètre du système : Phase chauffage de la pierre


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ue

Feu

Énergie thermiqueT° = 1000°C

• Modélisation systémique du système inerte : exemple d’un système de chauffage – la bouillote à base de pierre ponce

Lit utilisateur

Energie thermiqueT° = 70°C

AtmosphèreEnergie thermique

T° = 70°C

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ue • Système opérant : exemple d’un système de chauffage – Poêle à bois

SYSTEME

Partie opérante

Interaction(Flux matière)

Interaction(Flux énergie + matière)

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et

systé

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ue • Système opérant : exemple d’un système de chauffage – Poêle à bois

Bâti

SYSTEME

Air ambiant

UtilisateurBois

Périmètre du système

Air ambiantOxygène

Foyer

Feu

Air extérieur

CO2 + suies

Énergie thermiqueT°=80°C

Énergie thermiqueT°=1000°C

Bois

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on

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systé

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ue • Système régulé : exemple d’un système de chauffage – radiateur

thermostatique

SYSTEME

Système opérant

Systèmed’information

Capteur + traitementInteraction

(Flux énergie)Interaction

(Flux énergie)

Interaction(Flux information T°)

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SYSTEME

Interaction(Flux information T°

+ tarif EDF)

Interaction(Flux énergie)

Système opérant


Capteur + traitementInteraction(Flux énergie)


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et

systé

miq

ue • Système informé : exemple d’un système de chauffage – radiateur

thermostatique, à fil pilote (EDF)

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SYSTEME

Interaction(Flux énergie)

Système opérant


Capteur + traitement + mémoireInteraction(Flux énergie)

Interaction(Flux information T°)


on

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et

systé

miq

ue • Système à base de mémoire : exemple d’un système de chauffage –

radiateur thermostatique avec programmateur

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on

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et

systé

miq

ue • Système à décision : exemple d’un système de chauffage – à base

d’intelligence artificielle (innovation possible ?)

SYSTEME

Interaction(Flux énergie

+ information)Interaction

(Flux énergie)

Système opérant


Capteur + traitement + mémoire

Systèmede

décisionInteraction

(Flux information T°)

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on

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et

systé

miq

ue • Système vivant : exemple d’un système de chauffage – être vivant

(invention ?)

SYSTEME

Interaction(Flux énergie

+ information)Interaction

(Flux énergie)

Système opérant


Capteur + traitement + mémoire

Systèmede

décisionInteraction

(Flux information T°)

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Connaissance

Le concept de connaissance renvoie à la capacité de disposer d'une représentation mentale d'une réalité plus ou moins bien circonscrite, soit simplement informative, soit intégrant des modèles de compréhension ou de comportement plus ou moins élaborés

Toute connaissance d'un objet au sens le plus large du terme implique ainsi de disposer de descripteurs, de valeurs et de relations, et va dans le sens d'une théorisation, qui tend à être partagée, soit par un groupe social, soit par la société toute entière.

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Compétence

(Maurice de Montmollin) : la compétence est l’ensemble stabilisé de savoirs et de savoir-faire, de conduites-types, de procédures standards, de raisonnements, donc de connaissances que l’on peut mettre en oeuvre sans apprentissage nouveau.

La compétence se définit d’abord au niveau individuel : c’est la capacité pour un individu de mettre en oeuvre ses connaissances et de valoriser son savoir-faire dans un cadre professionnel, plusieurs expériences réalisées avec succès.

C’est au niveau intermédiaire entre l’individu et l’entreprise que se construit ensuite la compétence collective, par interaction avec d’autres professionnels réunis dans le même service, le même atelier, la même équipe projet pour une réalisation commune.

Pro

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Documents

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