Connaissances en conception

Le développement industriel, de plus en plus important, entraîne des changements énormes dans la structure de l’entreprise d’aujourd’hui et par conséquent, sur l’organisation du travail et la conduite de projets. Ces changements affectent essentiellement le travail de conception, autant sur le plan organisationnel que sur le plan méthodologique. En effet, La complexité de la tâche de conception est liée à la diversité des domaines couvrant le problème de conception à résoudre (mécanique, thermique, électronique, électromagnétisme, économique, …), des acteurs concernés (travail en groupes et avec des compétences métiers différentes et des langages différents) et des outils utilisés [Rou99].

Dans ce contexte, la capitalisation et la gestion des connaissances est de plus en plus un objectif très recherché des entreprises, du fait de l’augmentation de la connaissance. Une des

forces de l’entreprise résulte de sa capacité à utiliser au mieux sa connaissance pour résoudre ses problèmes. En effet, au cours du temps les études et les recherches scientifiques ont généré de la connaissance dans tous les domaines d’activités liés à la vie quotidienne de l’homme. En plus, la démarche de conception doit permettre l’aide à la décision dans l’analyse du problème traité pour favoriser le choix du concepteur. Dans cette optique, s’avère nécessaire la structuration d’une base de données permettant la capitalisation et la réutilisation de la connaissance.

Une base de connaissances est un ensemble de connaissances, sujets, concepts et relations supposés exister dans un certain domaine d’intérêt, représenté par un certain langage de représentation de connaissances.

1.3.1. Connaissance

Le caractère multiforme de la connaissance suscite bien des interrogations à propos de la définition, le rôle et le contexte de cette dernière, ainsi qu’un certain nombre de confusion, rendant la distinction entre information et connaissance assez compliquée [Obo07].

Un ensemble de données, dans un contexte particulier, constitue une information [Hic 02]. Des informations formelles (structurées) et informelles permettent le processus de connaissance. Par ailleurs, en gestion des connaissances, on fait la distinction entre l'information, donnée brute, et la connaissance, qui est l'appropriation et l'interprétation des informations par les hommes.

La connaissance peut également être indépendante des domaines d'activité (c'est le cas des processus et démarches de conception) ou spécifique à un domaine ou une discipline.

Baizet propose une typologie des connaissances à capitaliser, dans le cas de la simulation numérique chez Renault [Bai04]. Il distingue les connaissances théoriques, les connaissances de processus (méthodologies), les connaissances liées au métier de la simulation (modélisation, outils) et les connaissances de référence, relatives à des objets, personnes ou organismes extérieurs à la capitalisation proposée. Les connaissances peuvent être tacites ou explicites :

Taxonomie des connaissances et exploitation en conception préliminaire –application à un système éolien-

 Les connaissances tacites sont les connaissances qui appartiennent au monde des objets mentaux, des représentations mentales. Elles regroupent les compétences innées ou acquises, le savoir-faire et l'expérience. Elles sont généralement difficiles à « formaliser » par opposition aux connaissances explicites.

 Les connaissances explicites, par opposition aux connaissances tacites, sont les connaissances clairement articulées au niveau d'un document écrit, ou d'un système informatique. Ces connaissances sont transférables physiquement, car elles apparaissent sous une forme tangible (dossier papier ou électronique).

1.3.2. Types de connaissances à formaliser en conception de produits

La conception est une transformation d'informations (besoins, exigences et contraintes demandées) en description d'une structure (un système technique) qui est capable de remplir ces demandes [Hub01].

Selon Reymen [Rey01] et par analogie avec la distinction faite précédemment, la connaissance de conception peut être :

 Une connaissance implicite, obtenue au travers de l'expérience acquise. Les connaissances liées à l'expérience, au savoir faire sont souvent intériorisées. Hubka les appelle "intuitives" ou "tacites" [Hub01] ;

 Une connaissance explicite est exprimée dans les méthodes, les modèles de conception, les stratégies ou grâce aux projets antérieurs.

Selon Serrafero, la connaissance peut être classée en six familles [Rou99] :

 la connaissance singulière : recueil de faits de conception qui répond au (Quoi), quel est le fait et au (Comment), de quelle manière l’on obtient ce fait ;

 la connaissance terminologique : vocabulaire sémantique lié à un métier particulier de la conception ;

 la connaissance structurelle : organisation logique des connaissances terminologiques par des opérateurs de décomposition, d’appartenance … ;

 la connaissance comportementale : dynamique de la connaissance métier, règles de conception, mode opératoire… ;

 la connaissance stratégique : méthodes de travail d’un métier, enchaînements des tâches ;

 la connaissance opératoire : résolution des problèmes. Résulte de la manipulation des connaissances structurelles avec les connaissances comportementales et stratégiques.

Scaravetti présente les connaissances (implicites ou explicites) définissant le problème de conception, c'est-à-dire les connaissances suivantes sur le système technique [Sca04]:

 connaissances de base, des différentes sciences de l'ingénieur : résistances des matériaux, fabrication, structure des matériaux, etc.;

 connaissances sur la famille de produits : fonctions, modes d'utilisation, maintenance, principes de conception;

 connaissances sur les possibilités de production, approvisionnement de matière, produits semi-finis, etc.;

 connaissances des normes, règlements, brevets.

Dans la suite de notre travail, nous entendrons, par connaissance, l’ensemble des savoirs et savoir-faire utilisé par les concepteurs pour mener à bien une tâche de conception. Nous distinguerons trois domaines différents :

 Le domaine fonctionnel qui concerne la réponse au problème de conception en terme de fonctions ;

 Le domaine structurel qui montre la composition organique du produit répondant au besoin client ;

 Le domaine physique qui met en évidence toute la physique, les règles métiers et les heuristiques qui gèrent le comportement du produit et de ses composants.

Ces connaissances sont structurées et analysées par des outils supports de représentation graphiques issus de l’analyse fonctionnelle et terminologiques (vocabulaire sémantique). L’analyse physique permettra de mettre en place les relations (comportements physiques, règles métiers,…) permettant de lier et d’évaluer les critères structurants issus de l’approche fonctionnelle et l’approche structurelle.

Taxonomie des connaissances et exploitation en conception préliminaire –application à un système éolien- Outils support Domaine fonctionnel Domaine comportemental Domaine Structurel

Figure 1-2 : Domaines de la connaissance en conception de produit