- Cas d’application aéronautique -

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1 - Cas d’application aéronautique -
GESTION DE CONFIGURATION & GESTION DES MODIFICATIONS DE GRANDS PRODUITS COMPLEXES EN INGENIERIE CONCOURANTE - Cas d’application aéronautique - Arnaud RIVIERE Grenoble, le 11 Mai 2004

2 Contexte ORGANISATION DISTRIBUEE PRODUITS COMPLEXES PRODUITS :
Fortement concurentiel ( environ 1millions et demis de composants ss rivets, nbreuses fonctions de services dont certaines critiques en rapport avec la qualité et la sureté du vol, nbreuses interfaces) ORGANISATIONS DISTRIBUEES Développement dispersé de même que la fabrications (11 sites en Europe) mais assemblage final sur1 site + Fournisseurs world wide + ss-traitants dans le développement (internes et externes) pour 50 % Métiers divers 1 programme = 1 plateau Processus de développement Parallelisation des tâche Automatisation des tâches récurrentes Aspects collaboratifs (maquette) Chiffres sur A : reduction des temps de conception de 25% réduction des coûts de 30% Si l’on prend un exemple en se limitant à un ensemble précis PROCESSUS DE DEVELOPPEMENT ET INGENIERIE CONCOURANTE Arnaud RIVIERE

3 Contexte AILES : Dev : GB Fab. : GB A340-500/600 :
NACELLES Contexte AILES : Dev : GB Fab. : GB MATS : Dev : France Fab. : France Co-développement Fournisseurs NACELLES : MATS A /600 : 50 cas de modifications Conception / Definition hors itérations Natures Criticités Arnaud RIVIERE

4 Causes et conséquences des modifications
Adaptation aux contraintes internes Adaptation aux contraintes externes Relations avec la clientèle Emergence de problèmes Initiation d’évolutions CAUSES Un processus de traitement des modifications Définition : [usm88] une modification de la configuration approuvée d’un item En tenant compte de l’exemple du mât Afin de limiter la portée de ces conséquences, il est nécessaire de prendre en compte les opportunités dans le cycle de vie du produit pour un traitement efficace des modifications Influences sur les programmes / projets Influences sur les produits Influences sur l’organisation et son réseau de nouvelles modifications CONSEQUENCES Arnaud RIVIERE

5 Opportunités de traitement des modifications
Phase(s) du cycle de vie impactée(s) Décision et “gel” des choix Coûts Spécifications Conception Définition Développement Série En Service Réduction possible des coûts Coûts des modifications Volume de modifications Dans ce cadre la question à laquelle nous nous attachons à apporter un réponse Arnaud RIVIERE

6 Problématique Comment optimiser les performances du processus de traitement des modifications ? OBJECTIFS Temps et coûts de traitement des modifications Performances des solutions produites RESULTATS Méthodes génériques, réutilisables et adaptables Implémentables dans des outils informatisés CONTRAINTES Objectifs du projet Méthodes et pratiques existantes Telles que les méthodes de GDC aujourd’hui largement répandue dans les organisations Arnaud RIVIERE

7 Processus de gestion de configuration et SGDT
Des programmes militaires et spatiaux vers l’industrie Disciplines rattachées à la gestion de configuration : Identification de la configuration Maîtrise des évolutions Enregistrement de l’état de la configuration Audit de la configuration Les Systèmes de Gestion des Données Techniques Limitations des SGDT pour le traitement des modifications : Représentation du produit pour le traitement des modifications Processus de traitement des modifications Adaptation des processus Pilotage et supervision Support aux utilisateurs Accès aux informations pertinentes Aide à la décision Gestion des connaissances Disciplines rattachées à la gestion de configuration : Identification de la configuration : définir la structure du produit, ses vues et la manière dont elle va être documentée mais aussi les éléments à gérer tout au long du CDV Maîtrise des évolutions : en prenant en compte les évolutions de chacun des éléments à gérer Enregistrement de l’état de la configuration Audit de la configuration : Avoir une vision instantanée de la structure produit et l’état de sa documentation à des jalons donnés du CDV LIMITATIONS : Des exigences génériques normalisées plus proche d’un processus qualité que d’un processus d’ingénierie performant Traduction dans les organisation : les SGDT Si ces outils permettent de gérer de manière cohérente le patrimoine informationel du produit, ils présentent certaines limitations pour le traitement des modifications n Arnaud RIVIERE

8 Enjeux industriels et académiques
Délais de développement Coûts de développement Aléas en aval du cycle de vie du produit Fiabilité du produit dès son entrée en service Flexibilité par rapport aux évènements internes et externes Réactivité par rapport aux demandes des compagnies clientes ENJEUX ACADEMIQUES Processus de conception et processus de gestion de configuration Modifications en conception Optimisation du traitement des modifications en conception Dans ce contexte, les réponses apportées à cette problématique revêtent un certains nb d’enjeux tant sur les plans académiques qu’industriels Face à ces enjeux Arnaud RIVIERE

9 Démarche Synthèse Étude bibliographique Situation actuelle et besoins
Illustration Description de la proposition Nous avons choisi de privilégier une approche ascendante partant du compréhension du phénomène et des optimisations possibles, mais aussi en tenant compte des exigences et des contraintes du terrain afin d’asseoir une proposition robuste découpée en plusieurs propositions. Cette proposition illustrée en vue d’une validation au travers d’un prototype informatique. Cette démarche proche de l’IS sera également le fil conducteur de cette présentation. Développement de CM-EC Arnaud RIVIERE

10 Étude bibliographique
Ainsi dans un premier tps nous allons revoir les contributions existantes liées au domaine de la gestion des modifications Arnaud RIVIERE

11 Revue des contributions existantes
AMELIORATIONS GLOBALES DU TRAITEMENT AMELIORATIONS LOCALES DU TRAITEMENT PHENOMENE + TRAITEMENT PHENOMENE + TRAITEMENT EXIGENCES EXIGENCES Apparition et comportements des modifications [DAL82] [WAT84] [ECK01] Réponses industrielles [COU92] [HUA99] [KID00 ] Compréhension du phénomène Revue des réponses industrielles Focalisés sur l’interface conception / fabrication Identification des problèmes mais pas d’améliorations majeures Les contributions peuvent être groupées en 4 thèmes principaux Normes de gestion de configuration [ISO95] [DOD97] [BNA97] Identification de stratégies [FRI00] Exigences et recommandations Objectifs au niveau de l’organisation Guide d’application et d’amélioration Pratique liée à la qualité Arnaud RIVIERE

12 Revue des contributions existantes
AMELIORATIONS GLOBALES DU TRAITEMENT AMELIORATIONS GLOBALES DU TRAITEMENT PHENOMENE + TRAITEMENT PHENOMENE + TRAITEMENT EXIGENCES EXIGENCES AMELIORATIONS LOCALES DU TRAITEMENT AMELIORATIONS LOCALES DU TRAITEMENT Organisation / Processus / Outils [HUA98] [LIN98] [HUA01] [EGE03] [RIV03] Supervision et pilotage des processus Support des outils Dimension collaborative du processus Evaluation sur cas réel Analyse d’impacts centrée sur le produit [COH98] [CLA01] [JAR02] [SUT03] Analyse d’impacts centrée également sur les processus et/ou l’organisation [COL01] [MA03] [ROU03] Modélisation Identification des propagations des modifications Intégration industrielle D’un processus qualité vers un processus d’ingénierie D’une procédure papier vers des outils intégrés D’une organisation cloisonée vers un processus transverse 1 Réponse scientifique : optimisation possible Cercle Rouge = base de nos reflexions + Flèches = positionnemen,t de nos travaux Arnaud RIVIERE

13 Étude bibliographique
Situation actuelle et besoins Face à ces élément de réponse à notre problématique, les exigences opérationnelles doivent être prises en compte. A partir des étude menés sur le terrain : Maitrise d’ouvre sur des études portant sur la gestion des modifi L’étude de la documentation opérationnelle liée à la gestion de configuration de produits aéronautiques L’interview d’experts dans le domaine Arnaud RIVIERE

14 Situation actuelle et description des besoins
Déclencher les processus de traitement adéquats Adaptés aux modifications Adaptés à l’organisation Contrôler le processus de traitement des modifications Superviser Piloter Aider les acteurs impliqués Analyser les répercussions S’assurer de l’intégrité des fonctions Supporter les prises de décisions Supporter la collaboration Permettre la réutilisation Faciliter l’accès aux informations S’assurer de la traçabilité des informations Se décompose en 3 groupes Arnaud RIVIERE

15 Étude bibliographique
Situation actuelle et besoins Description de la proposition En tenant compte des apports des contributions existantes mais ausi de leurs limitatiosn par rapport à la revue des exigences opérationelles, nous allons maintenant détailler notre proposition Arnaud RIVIERE

16 Description de la proposition
PROCESSUS GENERIQUE DE TRAITEMENT Support à la collaboration Méthode d’analyse d’impacts Définition de bibliothèques de traitements Méthode d’évaluation des solutions Cette proposition se décline en 5 contributions Nous allons maintenant détailler chacune ces contributions Arnaud RIVIERE

17 FAIT TECHNIQUE CONSTATE
Proposition : Cadre EVALUATION DES SOLUTIONS FORMALISATION DU PROBLEME DEFINITION DU PERIMETRE DU PROBLEME DES OBJECTIFS DE LA RESOLUTION FORMALISATION DU PROBLEME DEFINITION DU PERIMETRE DU PROBLEME PROCESSUS D’ANALYSE DU PROBLEME ORDONNANCEMENT DE LA RESOLUTION RESOLUTION DU PROBLEME (CONCEPTION GENERALE DES SOLUTIONS) ELABORATION DES CONCEPTS DE SOLUTIONS CONCEPTION DETAILLEE DE LA SOLUTION ELABORATION DES CONCEPTS DE SOLUTIONS PROCESSUS DE CONCEPTION DEFINITION DES OBJECTIFS DE LA RESOLUTION OUVERTURE DE LA RESOLUTION ? SELECTION D’UNE SOLUTION ARCHIVAGE DU PB, DE LA RESOLUTION ET DE LA SOLUTION PROCESSUS DE COORDINATION NON OUVERTURE DE LA RESOLUTION ? NON GESTIONNAIRE DE CONFIGURATION OUI ORDONNANCEMENT DE LA RESOLUTION ACTEUR METIER COMITE DE CONTRÔLE DE LA CONFIGURATION RESOLUTION DU PROBLEME (CONCEPTION GENERALE DES SOLUTIONS) EVALUATION DES SOLUTIONS PAS DE SELECTION POSSIBLE 1 processus génerique qui s’appuie sur les exigences de gestion de configuration mais aussi sur les observations suivantes : La modification donc le problèmes se construit en même tps que la solution Darses De manière collaborative ce qui implique une coordination Par le GDC SELECTION D’UNE SOLUTION SELECTION D’UNE ALTERNATIVE CONCEPTION DETAILLEE DE LA SOLUTION ARCHIVAGE DU PB, DE LA RESOLUTION ET DE LA SOLUTION IMPLEMENTATION PHYSIQUE DE LA SOLUTION Arnaud RIVIERE

18 Contribution : Méthode d’analyse d’impacts
OBJECTIFS Supporter les investigations des acteurs Analyse qualitative des impacts des modifications centrée sur le produit MODE DE PROPAGATION : Liens de dimensionnement Liens de positionnement Liens de dépendance organisationnelle Liens de dépendance fonctionnelle Proposition d’enrichissement Liens de composition Liens d’association Aujourd'hui l’identification des impacts et la détection des éventuelles propagations d’une demande de modification reposent sur l’expertise des acteurs, la qualité des investigations peut donc varier d’un acteur à l’autre L’objectif de cette contribution Les modifications sont véhiculées au travers des liens qui unissent les composants Ces liens ont décrits dans les modèles produit implémentés dans les PLM. Malheureusement, vision du produit orientée “réseau” vision du produit orientée “structure” Arnaud RIVIERE

19 Contribution : Méthode d’analyse d’impacts
racine Comp. 0 Comp. 1 Comp. 2 Comp. 3 Lien de Composition Lien de Dimension. Lien de Positon. Lien de Dep. Fonct. Comp. n Comp. 8 Comp. 9 Comp. 2 Lien d’Association Lien de Dep. Org. Lien de Positon. Origine = Impact initial des modification Décomposition par niveaux Sélection après le second niveau Limites de l’algorithme : profondeur de la méthode + présence de liens composant déjà impacté (Condition de non bouclage) Performances dépendent de la nature du réseaux et du nombre de sélection Résultats = Parcours des investigations + nature de la propagation Notre première contribution est donc une méthode d’analyse “Check-list ” pour les acteurs Historique des investigations Performances : profondeurs et dépendances Arnaud RIVIERE

20 Contribution : Définition de bibliothèques de traitements
OBJECTIFS Optimiser le processus de traitement des modifications Définir et gérer des stratégies de traitement ainsi que des processus opérationnels Contexte d’émission Demande de modification Caractéristiques Typologie des demandes de modifications demandes de type X demandes de type Y demandes de type Z La deuxième contribution porte sur l’adaptation des processus de traitement aux demandes de modifications. A l’heure actuelle, quel que soit le processus de traitement mis en oeuvre Caractérisation des demandes Origine de la demande Système impact et éventuelles répercussions Remise en cause la certification du produit Objet de la modification Urgence de la demande Caractérisation des contextes Enjeux commerciaux Phase du cycle de vie du produit stratégie de traitement “Squelette”de processus de traitement + indicateurs Arnaud RIVIERE

21 Contribution : Définition de bibliothèques de traitements
 Apparition d’une nouvelle demande de modification  Prise en compte de la demande par le GDC  Typage de la demande C’est une demande de type n Quelle stratégie mettre en oeuvre ? Bibliothèque De Traitements  Définition de la stratégie à mettre en oeuvre Appliquer la stratégie n°i  Adaptation du squelette proposé par le GDC  Allocation des ressources A la stratégie n°i, correspondent : Le squelette de processus n°j Les indicateurs X, Y, Z Cette contribution nous permet donc d’associer une démarche de résolution en adéquation avec le type de pb à résoudre  Déclenchement du traitement et supervision du processus par le GDC Arnaud RIVIERE

22 Contribution : Méthode d’évaluation des solutions
OBJECTIFS Supporter le processus de sélection d’une solution parmi les alternatives proposées Mesurer l’influence des solutions CRITERES D’EVALUATION PERFORMANCES DU PRODUIT Poids Interchangeabilité Sûreté de fonctionnement Consommation d’énergie ... 4 Très favorable 3 Favorable 2 Équivalent EXPLOITATION DU PRODUIT Standardisation Accessibilité Réparabilité Maintenabilité ... 1 Défavorable Le troisième volet de ces travaux Très défavorable COÛTS D’INTRODUCTION DE LA SOLUTION Coûts récurrents (Δ Matériaux, Δ Transport, Δ Achat,, etc...) Coûts non Récurrents (SD, NSD, Δ documentation, Δ Tests, etc...) Risques (Certification, Acceptation par les compagnies) Délais (Développement, Séries, etc.) Arnaud RIVIERE

23 Contribution : Méthode d’évaluation des solutions
PROCESSUS D’EVALUATION Assignation des valeurs aux sous-critères alternatives documentées Pondération des sous-critères Agrégation des résultats au niveau des critères (moyenne) Consolidation des résultats Présentation des résultats pour chaque alternative Confrontation des évaluations alternatives documentées et définies Assignation des valeu au fil de l’ea par les acteur impliqués Agrégation = Moyenne des avis exprimés Arnaud RIVIERE

24 Contribution : Technologies TCAO
OBJECTIFS Simplifier la communication et le partage d’informations au sein d’un groupe Favoriser la coordination d’activités tout en privilégiant l’auto-organisation ESPACES VIRTUELS PARTAGES [ELL91] [BEN02] Référentiel informationnel Application multi-rôles mais environnement de travail adapté au profil Gouvernabilité et observabilité ADAPTATION AU CAS [ELLIS 94 + Définition] Référentiel informationnel commun Avantages amenés par la TCAO Principes des espaces virtuels partagés Espaces partagés dans CM-EC ? ESPACES VIRTUELS PARTAGES POUR LE TRAITEMENT DES MODIFICATIONS 1 demande de modification = 1 processus de traitement = 1 espace Durée du processus = cycle de vie de l’espace Présentation de l’espace selon les rôles (Gestionnaire, Acteur ou CCC) Arnaud RIVIERE

25 Étude bibliographique
Situation actuelle et besoins Description de la proposition = Plan de la présentation Démarche ascendante ( besoins indutriels) Développement de CM-EC Arnaud RIVIERE

26 Développement de CM-EC
OBJECTIFS Illustration des contributions Validation des contributions DEVELOPPEMENT DE CM-EC : « Collaborative Management of Engineering Changes » Projet de développement Concepts et fonctions illustrées Démonstration et validation Revenir sur le processsus de développement et moyens mis en oeuvre CM-EC : Collaborative Management of engineering changes Arnaud RIVIERE

27 CM-EC : Spécifications fonctionnelles
CAS D’APPLICATION GENERIQUE CAS D’APPLICATION ADMINISTRATEUR CAS D’APPLICATION ACTEUR CAS D’APPLICATION GESTIONNAIRE CAS D’APPLICATION COMITE DE CONTROLE DE CONFIGURATION Revenir sur le processsus de développement et moyens mis en oeuvre CM-EC : Collaborative Management of engineering changes Arnaud RIVIERE

28 CM-EC : Spécifications fonctionnelles
ORGANISATION PRODUIT ESPACE VIRTUEL PARTAGES Ici le formalismes UML n’est pas utiliser en vue d’établir un modèle compréhension du problème et de sa solution mais piloter par les besoins de l’implémentation Ce qui garantie la réutilisation et la capacité d’évolution de l’outil Arnaud RIVIERE

29 Étude bibliographique
Situation actuelle et besoins Illustration Description de la proposition = Plan de la présentation Démarche ascendante ( besoins indutriels) Développement de CM-EC Arnaud RIVIERE

30 Illustration des contributions
MODULE D’ANALYSE D’IMPACTS Composant initialement impacté Propagations possibles au premier niveau Propagations possibles au second niveau Composant sélectionné pour investigation Composant sélectionné pour investigation Propagations possibles au troisième niveau Arnaud RIVIERE

31 Illustration des contributions
SUPERVISION DES PROCESSUS DE TRAITEMENT Arnaud RIVIERE

32 Illustration des contributions
MODULE D’EVALUATION DES SOLUTIONS Arnaud RIVIERE

33 Illustration des contributions
SUPPORT A LA COLLABORATION Arnaud RIVIERE

34 Retour d’expérience ILLUSTRATIONS DISPONIBLES
Analyse qualitative des impacts Supervision du processus de traitement des modifications Support à la décision Support à la collaboration Sauvegarde ILLUSTRATIONS NON-DISPONIBLES Adaptation des processus de traitement Mise en place des indicateurs INVESTIGATIONS A POURSUIVRE Analyse d’impacts (propagations simultanées / Fonctions) Évaluation des solutions (Analyse multi-critères) Enrichissement des modèles produits Intégration et architecture de CM-EC Démonstration sur un cas réel Démonstration sur un cas réel = robustesse de la proposition Les cas d’utilisation associés au rôle de membre du CCC La gestion de la base de données produit (« Product » DB ») La sauvegarde des messages échangés Arnaud RIVIERE

35 Retour d’expérience Démonstration sur un cas réel = robustesse de la proposition Les cas d’utilisation associés au rôle de membre du CCC La gestion de la base de données produit (« Product » DB ») La sauvegarde des messages échangés Arnaud RIVIERE

36 Étude bibliographique
Synthèse Étude bibliographique Situation actuelle et besoins illustration Description de la proposition = Plan de la présentation Démarche ascendante ( besoins indutriels) Développement de CM-EC Arnaud RIVIERE

37 Synthèse : Apports industriels
Mise en évidence des limitations PLM pour le traitement des modifications Définition d’un référentiel de besoins industriels et d’exigences opérationnelles Amélioration du processus de traitement d’une modification BESOINS CONTRIBUTIONS CM-EC Adapter le processus aux modifications à traiter Adapter le processus à l’organisation Piloter et contrôler le processus de traitement Analyser l’impact des modifications S’assurer de l’intégrité des fonctions Supporter les prises de décisions S’assurer de la traçabilité des informations Permettre la réutilisation des informations Mettre en place des dispositifs de collaboration Faciliter l’accès aux informations Couvert Couvert (en partie) Non Couvert Définition d’un référentiel de besoins industriels et d’exigences opérationnelles Mise en évidence des limitations PLM pour le traitement des modifications Optimisation du processus de traitement d’une modification Arnaud RIVIERE

38 Synthèse : Contributions scientifiques
PROCESSUS DE CONCEPTION ET GESTION DE CONFIGURATION Intégration des produits complexes Normes et procédures PHENOMENE DES MODIFICATIONS Causes et conséquences des modifications Comportement et propagation des modifications Revue des propositions d’optimisation PROPOSITION Modèle de processus de traitement Gestion des bibliothèques de processus Méthode d’analyse d’impact Méthode d’évaluation des solutions Espaces virtuels et partagés pour le traitement des modifications Revue des contributions existantes : dans le domaine de la conception PROPOSITION Arnaud RIVIERE

39 Synthèse : Portées & Limites
Périmètre Aspects génériques Robustesse et analyse de faisabilité Intégration et influences sur les méthodes / procédures organisationnelles Améliorations globales et améliorations locales Périmètre de la proposition : développement et après Genéricité : autres industries, conception plus innovantes ? Robuste Arnaud RIVIERE

40 Synthèse : Perspectives
Analyse d’impacts des modifications Analyse quantitative des impacts des modifications Simulation des modifications Gestion des connaissances Consolidation des analyses Analogies et réutilisation des analyses et des solutions Gestion d’une modification Vs Gestion des modifications Vue d’ensemble des problèmes à traiter Analyse des « effets » des modifications au niveau de l’organisation Groupement des modifications (efficacité) Support à la décision (efficience) Gestion des modifications Vs Gestion d’une modification : Optimisation locale vs optimisation globale Arnaud RIVIERE

41 MERCI DE VOTRE ATTENTION !
Arnaud RIVIERE