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Conception et systémique Méthodologie de conception CP41 Méthodologies de conception Samuel GOMES (UTBM) Département GMC Laboratoire.

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1 Conception et systémique Méthodologie de conception CP41 Méthodologies de conception Samuel GOMES (UTBM) Département GMC Laboratoire SeT-ERCOS

2 2 Définitions Invention Action de trouver, découvrir, mettre à jour une nouvelle idée, un nouveau phénomène, un nouveau concept Innovation (OCDE, Manuel de Frascati) : linnovation est la transformation dune 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. Processus de conception

3 3 Définitions Processus dinnovation Processus de conception

4 4 Cycle de vie du produit Un produit naît, vit chez le client et meurt lorsquil est retiré du marché PRODUIT USAGE Ce quil fait FONCTION Ce quil doit STRUCTURE Ce quil est EXISTENCE Comment il est obtenu Marketing Bureau détudesBureau des méthodes Production Maintenance Processus de conception

5 5 Définitions 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 dun objet » (P.Robert) conception = « formation dun concept, dune idée dans lesprit humain » (P.Robert) Concevoir = « capter » et « maîtriser » des idées La conception nest pas lexploit technologique à tout prix une recette de cuisine la créativité sans réalisme purement technique ou scientifique linéaire du problème vers la solution confortable Processus de conception

6 6 Rétroaction (feedback) La conception, une problématique de résolution de problèmes, avec une boucle de rétroaction Analyse (divergence) Synthèse (convergence) ProblèmeRésultat Processus de conception

7 7 Rétroactions (feedback) La conception, une problématique de résolution de problèmes, avec une boucle de rétroaction Etude faisabilité (phase info) Besoin + Cahier des charges Etudes préliminaires Avants-projet Préconcepts Etudes détaillées Concept Sujet initial Maquette Proto Processus de conception Application dans le cadre CP41

8 8 Définitions 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 na pas encore déquivalent. 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 dun produit. Processus de conception

9 9 Organisation de lentreprise Chaîne de valeur de lentreprise Développement technologique Organisation et stratégie

10 10 Stratégie dentreprise Démarche générale et outils méthodologiques de la stratégie dentreprise Organisation et stratégie

11 11 De la conception routinière à linnovation Processus de conception

12 12 Le concept de système Conception et systémique 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.

13 13 Le concept de système Conception et systémique 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

14 14 Le concept de système Conception et systémique 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

15 15 La pensée systémique Conception et systémique 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)

16 16 La pensée systémique Conception et systémique Approche analytiqueApproche systémique QUI PROCEDE PAR ANALYSE ( décomposition, résolution ) DANS LA DEMONSTRATION QUI SE RAPPORTE A UN SYSTEME DANS SON ENSEMBLE OU QUI L'AFFECTE. Isole: se concentre sur le éléments Relie: se concentre sur les interactions entre les éléments Considère la nature des interactionsConsidère les effets des interactions S'appuie sur la précision des détailsS'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 définisConnaissance des buts, détails flous

17 17 La pensée systémique Conception et systémique 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 dinteractions : rétroaction positive ou rétroaction négative (feedback) + =

18 18 La pensée systémique Conception et systémique 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.

19 19 La modélisation systémique Conception et systémique Composant 1Composant 2 Composant 3 Composant 5 Composant 6 SYSTEME SOUS-SYSTEME environnement2environnement3 environnement1 Réservoir 1 Interaction (Flux de matière) Périmètre du système Interaction (Flux dénergie) Interaction (Flux dinformation)

20 20 Définitions liées à la modélisation systémique Conception et systémique composant : entité constitutive du système réservoir : composant du système stockant de la matière, de lénergie ou de linformation flux : transfert de matière, dénergie ou dinformations 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 leau) o variable : valeur qui change avec lévolution du système (ex., le niveau deau dans un lac ; le débit dune rivière) ; variable détat (relié à une entité) ; variable de forçage (provient de lextérieur du système)

21 21 Conception et systémique 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 dévolution dun système

22 22 Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système inerte : exemple dun système de chauffage la bouillote à base de pierre ponce SYSTEME Interaction (Flux dénergie) Interaction (Flux dénergie)

23 23 Pierre de lavelinge SYSTEME Périmètre du système : Phase de chauffage de lutilisateur Pierre de lavelinge SYSTEME Périmètre du système : Phase chauffage de la pierre Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Feu Énergie thermique T° = 1000°C Modélisation systémique du système inerte : exemple dun système de chauffage – la bouillote à base de pierre ponce Lit utilisateur Energie thermique T° = 70°C Atmosphère Energie thermique T° = 70°C

24 24 Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système opérant : exemple dun système de chauffage – Poêle à bois SYSTEME Partie opérante Interaction (Flux matière) Interaction (Flux énergie + matière)

25 25 Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système opérant : exemple dun système de chauffage – Poêle à bois Bâti SYSTEME Air ambiant Utilisateur Bois Périmètre du système Air ambiant Oxygène Foyer Feu Air extérieur CO2 + suies Énergie thermique T°=80°C Énergie thermique T°=1000°C Bois

26 26 Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système régulé : exemple dun système de chauffage – radiateur thermostatique SYSTEME Système opérant Système dinformation Capteur + traitement Interaction (Flux énergie) Interaction (Flux énergie) Interaction (Flux information T°)

27 27 SYSTEME Interaction (Flux information T° + tarif EDF) Interaction (Flux énergie) Système opérant Système dinformation Capteur + traitement Interaction (Flux énergie) Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système informé : exemple dun système de chauffage – radiateur thermostatique, à fil pilote (EDF)

28 28 SYSTEME Interaction (Flux énergie) Système opérant Système dinformation Capteur + traitement + mémoire Interaction (Flux énergie) Interaction (Flux information T°) Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système à base de mémoire : exemple dun système de chauffage – radiateur thermostatique avec programmateur

29 29 Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système à décision : exemple dun système de chauffage – à base dintelligence artificielle (innovation possible ?) SYSTEME Interaction (Flux énergie + information) Interaction (Flux énergie) Système opérant Système dinformation Capteur + traitement + mémoire Système de décision Interaction (Flux information T°)

30 30 Différents niveaux dévolution dun système Conception et systémique Système vivant : exemple dun système de chauffage – être vivant (invention ?) SYSTEME Interaction (Flux énergie + information) Interaction (Flux énergie) Système opérant Système dinformation Capteur + traitement + mémoire Système de décision Interaction (Flux information T°)

31 31 Définitions 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. Processus de conception

32 32 Définitions Compétence (Maurice de Montmollin) : la compétence est lensemble stabilisé de savoirs et de savoir-faire, de conduites-types, de procédures standards, de raisonnements, donc de connaissances que lon peut mettre en oeuvre sans apprentissage nouveau. La compétence se définit dabord au niveau individuel : cest 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. Cest au niveau intermédiaire entre lindividu et lentreprise que se construit ensuite la compétence collective, par interaction avec dautres professionnels réunis dans le même service, le même atelier, la même équipe projet pour une réalisation commune. Processus de conception


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