Classification de types de conception

Dans la plupart des travaux menés sur le thème de la conception de produits, les auteurs ont

proposé une typologie des problèmes de conception [Chandrasekaran, 1990].

Une classification retenue par beaucoup d’auteurs et générique à la plupart des domaines

d’application de la conception fait ressortir deux grandes classes :

- la conception prédéfinie (routinière), et

- la conception nouvelle (non routinière).

La conception nouvelle se décompose en deux grandes sous-classes :

- la conception innovante, et

- la conception créative.

Cette typologie est adoptée par beaucoup d’auteurs parce qu’elle met en avant le degré de

complétude de la connaissance relative au produit et au processus de conception. La Figure 1.2

montre ces types de conception avec les types de produits associés.

Conception

Conception prédéfinie Conception nouvelle

Conception créative Conception innovante Produit de complément de gamme Produit de remplacement Produit nouveau pour l’entreprise Produit nouveau sur le marché

Figure 1.2 - Types de conception et nature de produits

1.2.4.1. Conception routinière ou prédéfinie

Toutes les connaissances à mettre en œuvre sont totalement disponibles et identifiées. De plus,

les stratégies de conception sont globalement connues à l’avance par le concepteur. Dans ce cas,

le rôle du concepteur consiste à justifier ses choix, à retenir ou non telle ou telle solution, et dans

d’autres cas, à améliorer ou à modifier des solutions antérieures qui vérifient un ensemble de

contraintes prédéfinies. La conception routinière ne permet qu’une instanciation ou modification

des valeurs des paramètres qui caractérisent le produit. La conception routinière, appelée

également reconception, représente environ 80 % des activités de conception mécanique [Vargas,

1995] [Sellini, 1999].

Dans ce cadre, bien que le concepteur connaisse l’espace des solutions potentielles (les

caractéristiques et les attributs à instancier sont connus à l’avance), la recherche d’une solution

spécifique peut s’avérer complexe et coûteuse du fait de la taille de l’espace des solutions ou du

fait de la difficulté de mesurer les conséquences d’un choix ou d’une modification. La

représentation de la Figure 1.3 proposée par [Gero, 2001] montre graphiquement l’espace des

conceptions routinières par rapport à l’espace de toutes les solutions possibles.

1.2.4.2. Conception innovante

La conception innovante porte sur un produit connu. L’expression du besoin, les technologies à

utiliser sont souvent connues à l’avance et sont clairement définies mais les stratégies de

conception restent à identifier. La connaissance d’une innovation sur un produit correspond

généralement à un besoin non encore satisfait exprimé par des clients.

Durant un projet d’innovation, le concepteur possède plus d’autonomie d’intervention et un

espace de recherche de solutions plus large (Figure 1.3). Mais pour explorer cet espace, les

concepteurs s’engagent dans une activité importante de recherche et de développement avec tous

les risques que cela suppose. Le résultat d’une conception innovante est un produit familier à

l’utilisateur mais avec un aspect nouveau résultant des nouvelles valeurs des attributs et des

caractéristiques [Gero, 2001].

1.2.4.3. Conception créative

La conception créative porte sur un produit inconnu. Elle intervient quand il n’existe aucune

solution produit a priori et que toutes les connaissances relatives au produit et au processus de

conception sont à spécifier. Le concepteur prend en charge également la réalisation du cahier des

charges. Il intervient dans la définition des nouvelles fonctions et des nouveaux paramètres du

nouveau produit. Les projets de conception créative favorisent l’émergence de nouvelles idées et

de nouvelles technologies. Par conséquent, la création de nouveaux produits nécessite beaucoup

d’intuition et d’imagination. Néanmoins, l’espace de recherche des solutions n’est pas très

contraint. C’est un prolongement de l’espace des solutions potentielles en relâchant par exemple

certaines contraintes (Figure 1.3) [Gero, 2001].

Espace de solutions

de conception créative

Espace de solutions

de conception routinière

Espace de solutions

de conception innovante

Figure 1.3 - Espace des solutions de conception routinière, innovante et créative [Gero, 2001]

Pour illustrer l’intégration de ces différentes classes de problèmes de conception selon le niveau

de connaissances disponibles, [Kota et Ward, 1991] proposent un schéma global de conception

(Figure 1.4). Un processus de conception créatif devient innovant lorsque les fonctions du

produit ont été définies et ce processus devient routinier lorsque les choix de principes

technologiques ont été effectués [Kota et Ward, 1991].

mécanique optique … Hydraulique

Spécifications

décomposition

fonctionnelle

choix d’un

principe

technique

choix et

dimensionnement

des composants

Produit

Conception

routinière

Conception

innovante

Conception

créative

Figure 1.4 - Schéma global de conception [Kota et Ward, 1991]

D’autres typologies moins partagées existent également dans la littérature. Dans leur approche

systématique de conception, [Pahl et Beitz, 1996] ont développé une typologie selon le contexte

de conception. La conception nouvelle correspond à des tâches de conception pour lesquelles de

nouveaux principes sont recherchés et de nouvelles solutions sont développées. La conception

adaptée exploite les principes et les solutions déjà établis et l'effort de conception consiste à

adapter ces principes et solutions aux nouvelles contraintes et aux nouveaux besoins spécifiques.

La conception par variantes consiste, à partir d'une conception existante, à définir un produit par

de simples variations des dimensions ou des agencements des composants. [Brown, 1998a]

[Dixon, 1988] proposent des typologies plus détaillées des problèmes de conception. En effet, ils

considèrent certaines phases du processus comme des classes de problèmes de conception. Les

différentes classes sont identifiées sur plusieurs axes : le niveau de connaissance disponible ou le

niveau d’abstraction du produit et de spécification. Les auteurs parlent alors de conception

préliminaire, conceptuelle, fonctionnelle, innovante, créative, routinière, d’ensemble,

paramétrique, détaillée, non-routinière, de configuration et de reconception.

Bilan et positionnement

Contrairement à la conception routinière, la complexité des processus créatifs et innovants

engendre une reproductibilité très difficile [Blanco, 1999]. Par rapport à cette classification, nous

nous intéressons à la conception routinière de produits. Comme nous l’avons précisé

précédemment, nous ne concevons pas en détail les composants ; ils sont considérés comme

prédéfinis à l’avance à l’issue de processus antérieurs de conception. Il est à noter également que,

dans le contenu du cahier de charges fonctionnel du besoin, l’ensemble des fonctions que peut

remplir le produit est connu. Nous ne définissons ni de nouveaux composants, ni de nouvelles

fonctions. Notre processus de conception peut être également situé entre la conception adaptée

et la conception par variantes. Le processus de conception s’appuie sur la capitalisation et la

réutilisation des connaissances relatives au produit pour mieux gérer la diversité du besoin. Cette

capitalisation est pleinement exploitée en conception routinière et adaptative en rassemblant les

principes et les solutions ayant fait leurs preuves lors de conceptions antérieures dans un modèle

générique. Le modèle générique est ainsi capable de représenter une famille de produits avec

toutes les variantes possibles. Assumant également qu'un produit est un assemblage de

composants prédéfinis, la tâche de conception consiste à rechercher un ensemble de composants

qui satisfait les besoins clients et respecte toutes les contraintes du modèle générique.

Nous avons montré précédemment que l’activité de conception s’insère dans le cycle de vie du

produit et qu’elle est souvent menée en forte relation avec les autres phases du cycle de

développement. Cette dépendance est mise en œuvre dans le contexte du concurrent engineering

[Kusiak et Wang, 1991].

1.2.5. Conception intégrée et concurrent engineering

Dans le document Contribution a la conception de produits a forte diversité et de leur chaine logistique : une approche par contraintes. (Page 37-41)