Chapitre 5 Analyse et structuration du problème de conception
5.9 Vérification de l'exhaustivité
Plusieurs auteurs proposent des listes de spécifications déterminantes pour la phase de conception architecturale. Les tableaux suivants (Tableau 13 à Tableau 18) mettent en relation ces spécifications, exigences, ou indicateurs avec les étapes de notre démarche de recherche des caractéristiques structurantes du problème de conception préliminaire.
Pugh notamment propose le PDS (Product Design Specification) [Pug 91] (Tableau 14), qui contient les résultats attendus du développement du produit et les contraintes imposées sur la conception [Die 00].
Pahl et Beitz proposent également d'inventorier les objectifs de conception afin d'identifier des critères d'évaluation. Les listes de contrôle (checklists) assurent une approche systématique. La checklist pour la conception architecturale [Pah 96] a pour but d'aider le concepteur à identifier toutes les exigences pertinentes (Tableau 13).
Ces tableaux vérifient que toutes les indications des listes de la littérature se retrouvent au moins dans une des étapes de notre démarche de recherche des caractéristiques structurantes.
Checklist pour l'établissement des exigences [Pah 96] Etape(s) de la démarche de recherche
des caractéristiques structurantes
Géométrie Taille, hauteur, largeur, diamètre, espace
nécessaire, nombre, disposition, connexion, Critères de qualification client (structurels) Cinématique Type de mouvement, direction du
mouvement, vitesse, accélération -Approche fonctionnelle (sollicitations extérieures) -Performances attendues par le client Forces Direction, norme de force
Chargement, fréquence, déformation, rigidité, élasticité
-Approche fonctionnelle (sollicitations extérieures)
-Performances attendues par le client Energie Rendement, pertes, dissipation, pression,
température
Alimentation, stockage, conversion, capacité
-Performances attendues par le client -Approche physique
Matériau Propriétés physiques et chimiques du produit
final, matériaux proscrits -Critères marketing (client) -Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
-Fonctions mécaniques ou spécifiques (approche physique)
Signaux Entrées, sorties, forme, visualisation Contraintes d'interface (approche organique)
Sécurité Normes, protection des systèmes, protection
de l'environnement et de l'opérateur Critères de qualification client Ergonomie Relation homme-machine, type d'opération,
clarté de l'interface, esthétique -Critères marketing (client) -Règles métiers (approche fonctionnelle) Production Limitations de l'entreprise, dimensions
possibles maximums, moyens de productions, qualité et tolérances
-Critères économiques (client)
-Règles métiers (approche fonctionnelle) Contrôle qualité Possibilités de test et mesures, application de
normes et réglementations -Approche fonctionnelle -Interfaces (approche organique)
Assemblage Installation, implantation -Fonctions contraintes impératives
(approche fonctionnelle)
-Contraintes d'interface (approche organique)
Transport Limitations, autorisations, moyen de
transport (dimensions, poids) Critères de qualification client (structurels) Fonctionnement Bruit, usure, usage spécial, atmosphère et
conditions de fonctionnement particulières -Critères de qualification client (structurels et marketing) - Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
-Critères matériau (approche physique) Maintenance Intervalles d'intervention, changements de
pièces, réparation, nettoyage -Critères de qualification client (fonctionnels) -Durée de vie des éléments standards (approche organique)
Recyclage Réutilisation, déchets et résidus, stockage - Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
Coûts Coût de fabrication maximum, coût
d'outillage, investissement et dépréciation Critères de qualification client (économiques et marketing) Délais Délais de développement, planning de projet
et jalons, date de livraison -Critères marketing (client) - Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
Identification des exigences déterminantes pour la phase de recherche d'architecture [Pah 96]
Exigences liées à des interfaces dimensionnelles Contraintes d'interface (approche organique)
Exigences déterminantes pour la disposition de composants
(direction de flux, mouvement, position, etc.) -Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle) -Approche physique
Exigences déterminantes pour le choix de matériaux (corrosion,
durée de vie, etc.) -Fonctions contraintes impératives -Approche physique Contraintes spatiales déterminantes ou restreignant la recherche
d'architecture -Critères de qualification client (structurels) -Standards et interfaces (approche organique)
Assemblages et composants accomplissant les fonctions
principales -Approche organique
Tableau 13: Liste de spécifications selon [Pah 96].
Product Design Specification [Pug 91] Etape(s) de la démarche de recherche
des caractéristiques structurantes
Exigences fonctionnelles Performances
fonctionnelles Rendement ; précision Flux d'énergie, d'information, de matière -Performances attendues par le client -Approche physique Taille poids, forme, surface Critères de qualification client (structurels
et marketing) Exigences
physiques
Environnement: gammes de température, pression, humidité ; poussière,
environnement corrosif ; vibrations, bruit
-Critères de qualification client (structurels)
-Approche fonctionnelle
-Critères matériau (approche physique) Fiabilité ; Robustesse ; Maintenabilité ;
Réparabilité ; Recyclabilité Critères de qualification client (fonctionnels) Cycle de vie
Testabilité -Approche fonctionnelle
-Interfaces (approche organique)
Esthétique Critères marketing (client)
Facteurs humains
Interface homme-machine Critères marketing (client) Contraintes d'entreprise
Stratégie Time to market
Marché, concurrence -Critères marketing (client) -Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
Exigence de
fabrication Pratiques, attitudes, directives entreprise Capabilités machines Matériaux proscrits
-Règles métiers (approche fonctionnelle) -Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
Fournisseurs Relations avec des fournisseurs limitant
les choix -Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle) -Eléments standards (approche organique) Propriété
industrielle Marques, logos Critères marketing (client)
Performances
financières Retour sur investissement prévu Critères de qualification client (économiques) Exigences légales, sociales, politiques
Règles de sécurité et
environnementales Exportabilité Critères de qualification client
Normes, lois Sécurité, pièces critiques Fonctions contraintes impératives
(approche fonctionnelle) Propriété
industrielle Brevets Fonctions (approche fonctionnelle) contraintes impératives
Tableau 14: Liste de spécifications selon [Pug 91].
Types d'exigences client [Ull 03] Etape(s) de la démarche de recherche
des caractéristiques structurantes
Performance
fonctionnelle Flux d'énergie, d'information, de matière Séquence d'opérations Approche physique Facteurs humains Apparence
Force et mouvement de contrôle Facilité de contrôle et sensations
Critères de qualification société, marketing Exigences
physiques Enveloppe spatiale disponible Propriétés physiques -Critères de qualification client (structurels) -Eléments standards et interfaces (approche organique)
-Approche physique
Fiabilité MTBF, sécurité Critères de qualification client
(fonctionnels) Eléments liés au
cycle de vie Distribution Maintenabilité, facilité de diagnostic, testabilité, réparabilité, nettoyabilité Facilité d'installation, déclassement
Critères de qualification client (fonctionnels)
-Eléments standards (approche organique) -Critères environnementaux (approche fonctionnelle)
Ressources Temps, coût, capital, équipement, normes,
environnement Critères de qualification client (économiques, marketing) Exigences de
fabrication Matériaux, quantités, capacités entreprise -Règles -Fonctions contraintes impératives métiers (approche fonctionnelle) (approche fonctionnelle)
Tableau 15: Liste de spécifications selon [Ull 03].
Propriétés des systèmes techniques [Hub 01] Etape(s) de la démarche de recherche
des caractéristiques structurantes
Propriétés externes Propriétés
fonctionnelles Fonctions principales, auxiliaires Fonctions de propulsion, régulation, contrôle, connexion
-Approche fonctionnelle -Interfaces (approche organique) Performances Vitesse, puissance, capacité, dimensions
Propriétés
opérationnelles Fiabilité, sécurité, durée de vie, aptitude à la maintenance Exigences en espace, énergie, entretient
-Critères de qualification client (fonctionnels)
-Eléments standards et interfaces (approche organique)
Fabrication Fabrication, contrôle qualité, test Approche fonctionnelle
Distribution Stockage, emballage, transport, publicité -Approche fonctionnelle (si situation de vie pertinente)
-Approche organique Délais Engagements et délais de livraison
Service client, étude de marché Critères marketing (client) Fin du cycle de vie
et environnement Déclassement, désassemblage, recyclage, décontamination, élimination des déchets -Critères de qualification client (économiques) -Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
Ergonomie Aptitude à être utilisé (confort, sécurité) Critères de qualification société, marketing Esthétique Apparence : forme, couleur, surface;
coordination avec l'environnement; mode Sensations, odeur, bruit
Critères de qualification société, marketing Conformités
(loi et société) Lois, responsabilités Normes, brevets Ethique, culture
-Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
-Critères marketing (client) Propriétés
économiques Coût cycle de vie: fabrication, assemblage, usage Productivité, retours
Critères de qualification client (économiques)
Propriétés internes Caractéristiques de
conception Principe technique Opérations de transformation -Approche organique -Approche physique Propriétés de
conception élémentaires
Structure (composants, arrangement) Eléments (forme, dimensions, matériaux, fabrication, surface et tolérances)
-Approche organique
-Règles métiers (approche fonctionnelle) Propriétés de
conception générales
Résistance : corrosion, usure, pollution Rigidité, dureté
Génération de bruit
- Fonctions contraintes impératives (approche fonctionnelle)
-Critères matériau (approche physique) -Critères de qualification société, marketing
Tableau 16: Liste de spécifications selon [Hub 01].
Indicateurs globaux de performance [Tom 02] Etape(s) de la démarche de recherche
des caractéristiques structurantes
Indicateurs sociaux Emplois supprimés, créés, etc. Critères de qualification client (économiques)
Indicateurs
environnementaux Taux de recyclage Taux de pollution Critères de qualification client (économiques)
Indicateurs de marché Conquête Critères de qualification société, marketing Fonctions contraintes impératives Indicateurs de valeur
interne de l'entreprise Savoir faire Bénéfice, économie d'énergie Temps de conception, fabrication
-Règles métier
-Critères de qualification client Indicateurs de coût Coût de conception, de fabrication,
d'usage, de recyclage Critères de qualification client (économiques) Indicateur de valeur
client Volume de vente, satisfaction Confort, esthétisme, Performance, sécurité
Critères de qualification économiques Critères de qualification société, marketing
Contraintes d'identification du problème [Qua 94] Etape(s) de la démarche de recherche des caractéristiques structurantes
Données d'usage : Service fonctionnel Fonctions structurantes Données écologiques :
Nuisances possibles,
Modification du milieu par l'objet,
Modification de l'objet par le milieu
-Critères de qualification société, marketing (impact environnemental) -Critères de qualification client (robustesse, résistance à l'environnement) Contraintes fonctionnelles Données ergonomiques : Manipulations nécessaires, Poids, Montage, démontage, Sécurité, entretien
-Critères de qualification société, marketing
-Critères de qualification client (structurels, économiques, technologiques)
Fonctionnement, performances Critères de qualification client (fonctionnels)
Matériaux nécessaires Fonctions contraintes impératives
(approche fonctionnelle)
Moyens de production Fonctions contraintes impératives
(approche fonctionnelle) Contraintes
techniques
Ordonnancement des éléments, structure -Règles métier (approche fonctionnelle) -Contraintes d'interface (approche organique)
Série envisagée
Prix de revient, prix de vente Contraintes
économiques
Conditionnement
Critères de qualification client (économiques)