GENIE METHODOLOGIQUE
ORIGINE, USAGES ET ENSEIGNEMENT
Christian TEIXIDO
1- L'EVOLUTION INDUSTRIELLE
1.1- FAIRE LE BON PRODUIT / FAIRE UN PRODUIT BON
La compétitivité industrielle suppose aujourd'hui une dimension systémique de la conception des produits pour mieux répondre au besoin. En ce sens, la rédaction du Cahier des Charges Fonctionnel contraint à bien poser le problème.
Il s'agit aussi d'une approche globale qui permet de mettre en évidence les interactions externes et internes dans une approche multicritères. L'approche des systèmes industriels nécessite aussi une communication, un travail de groupe afin de rassembler les compétences dans une perspective pluritechnologique.
1.2- LE SAVOIR POUR L'ACTION
L'action suppose de bien identifier le point initial et le point final. Elle exige en outre une implication des acteurs dans ce que l'on désigne par la « démarche de projet ».
1.3- L'EVOLUTION DES OUTILS DE CONCEPTION
Les approches fonctionnelles sont essentielles pour que les solutions technologiques répondent à des fonctions. L'essentiel est de bien cibler ces fonctions, de les caractériser en termes de performances attendues. Les outils existent et permettent à la fois d'être créatif et d'effectuer le bon choix.
Figure 1 : les problèmes du 3e type
2- L'ANALYSE DE LA VALEUR, LA QUALITE, LA FIABILITE…, C'EST QUOI ?
2.1- DEFINITIONS
L'analyse de la valeur correspond à une méthode de compétitivité organisée et créative visant la satisfaction du besoin de l'utilisateur par une démarche spécifique de conception à la fois fonctionnelle,
l'aptitude d'un produit à satisfaire les besoins des utilisateurs ou de l'aptitude d'une entité à satisfaire une ou plusieurs fonctions requises dans des conditions données.
2.2- CARACTERISTIQUES
Elle met en œuvre des démarches, des méthodes, des outils qui sont validés industriellement. Ce sont des outils de résolution de problèmes, fonctionnels et structurés, pluridisciplinaires, de créativité et technico-économiques. (voir Teixido & al. 1993)
• La validation industrielle est évidente, puisque ces démarches, méthodes et outils sont issus du « réel » et interviennent dans des actions de compétitivité.
• Ce sont des outils de résolution de problèmes. Mais attention, il s'agit de problèmes finalisés puisqu'ils naissent à partir d'insatisfactions ou d'un nouveau souhait. En effet, tout produit, processus ou procédé existe pour satisfaire le besoin des utilisateurs ; il faut donc bien se poser la question du BUT avant d'analyser le COMMENT. Cette notion consistant à poser le problème en élaborant le Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) est une des caractéristiques fondamentales de l'Analyse de la Valeur, que ce soit pour un produit pour lequel on parle de fonctions de service, ou pour un processus où l'on raisonne en termes d'états. Ces exigences de résultats (et non de moyens) sont bien la première source d'une innovation. Ensuite les outils de créativité et de décision peuvent être efficaces puisqu'ils nécessitent d'abord de raisonner par fonction, et ensuite d'aboutir à la solution dont l'écart de performance par rapport aux souhaits exprimés dans le CdCF sera minimal (figure 1).
• Ce sont des outils fonctionnels et structurés. Ils expriment donc des buts :
∗ d'abord, selon un point de vue externe afin de définir le besoin (analyse fonctionnelle du besoin) ;
∗ ensuite, selon un point de vue interne (analyse fonctionnelle interne) afin de recenser les fonctions techniques obligatoires pour satisfaire ce besoin (figure 2).
• Ils nécessitent un travail en groupe pluridisciplinaire parce que d'une part, ils sont transversaux et d'autre part, les études portent sur des systèmes, donc des technologies complexes nécessitent la collaboration simultanée de différentes spécialités telles que l'automatisme, la mécanique, l'électronique…, dans des phases cruciales du projet.
• Ce sont des outils de créativité. En raison de la complexité des produits, les techniques de créativité et de décision sont nécessaires. • Ce sont des outils technico-économiques car la notion de valeur est
.
Figure 2 : l'analyse fonctionnelle
3. LA TECHNOLOGIE, C'EST QUOI ? 3.1- DEFINITION
La technologie peut est définie comme « une science de l'artificiel » (produit de l'activité humaine) permettant de concevoir, analyser et réaliser des objets et systèmes au service de l'homme et de son environnement.
3.2- UNE DIMENSION SYSTEMIQUE
La dimension systémique en technologie se caractérise par :
• Une réponse à un besoin qui implique une démarche de projet à partir d'un problème bien posé.
• Une approche pluritechnique. L'étude des systèmes automatisés dès la seconde TSA nécessite des outils communs aux différents
domaines technologiques, et transférables.
• Des méthodes et des outils de modélisation pertinents. 4. LES CONSEQUENCES DIDACTIQUES.
4.1- UNE SITUATION
En quelques années, l'enseignement technologique et professionnel français est passé d'un modèle marqué par l'organisation industrielle de production de masse, fondée sur la parcellisation des qualifications, à un modèle adapté à l'organisation industrielle qui est en train de prendre naissance aujourd'hui dans tous les pays industrialisés. De plus l'évolution du matériel pédagogique a permis d'inverser les méthodes qui sont peu à peu passées de la déduction vers l'induction. Les difficultés rencontrées par les enseignants, confrontés à des publics d'élèves ayant de plus en plus de mal à appréhender l'abstraction, les ont amenés à développer des didactiques permettant de mieux comprendre les modèles à partir de l'observation des réels.
4.2- QU'EST CE QUE LA DIDACTIQUE ? QUELS EN SONT LES
FONDEMENTS ET LES ENJEUX ?
On note depuis quelques années un essor remarquable des didactiques des disciplines et cela influence les idées que l'on se fait aujourd'hui des apprentissages scolaires. Le mot « didactique » ne laisse guère indifférent, mais auprès de ceux qui n'en maîtrisent pas la signification actuelle, il fait l'objet d'une valorisation (positive ou négative d'ailleurs) et n'est pas exempt d'un certain effet de mode. Bref, la survalorisation du vocable « didactique » fait qu'on en attend à la fois trop et pas assez.
La didactique étudie le processus de transmission et d'acquisition dans une discipline ; elle décrit et analyse les difficultés et obstacles rencontrés et propose des moyens pour aider les professeurs, les élèves et les étudiants à « faire du savoir enseigné, un savoir vivant, fonctionnel et opératoire ». Il s'agit donc de rompre avec la présentation dogmatique du savoir, et d'organiser une relation vivante entre les aspects pratiques et théoriques de la connaissance, l'action de l'élève ou du professionnel et les savoirs qui l'assurent. C'est pour cette raison que la didactique ne se borne pas à rechercher les meilleurs moyens d'enseigner un objet de connaissance donné, défini et intangible ; elle remet, au contraire, en
cause les contenus théoriques et pratiques de l'enseignement, les méthodes et procédures qui leur sont associées.
4.3- QUESTIONS DIDACTIQUES POUR L'ENSEIGNEMENT DES
DEMARCHES, METHODES ET OUTILS
Y a-t-il des possibilités de déclinaisons didactiques des méthodes et des outils de l'analyse de la valeur ? Sont-elles utiles ?
Pour cela, il faut observer l'évolution des qualifications. Comme l'écrit L. Jourdan :
« Ainsi les compétences étroitement liées à un matériel dédié deviennent de moins en moins nécessaires et ne peuvent plus constituer les bases de la formation technique et professionnelle (…). Les situations de formation placent le jeune dans l'action et sollicitent le raisonnement inductif. Elles favorisent le développement d'aptitudes spécifiques telles que :
◊ conduire un raisonnement logique ; ◊ capacité d'analyse et de synthèse ;
◊ capacité à travailler sur des modèles (passer de l'abstraction au
concret et réciproquement) ;
◊ maîtriser les techniques et moyens de communication ;
◊ mobiliser des connaissances pour résoudre un problème global et
réagir aux aléas ;
◊ prendre des responsabilités ; ◊ travailler en équipe ;
◊ s'adapter aux situations nouvelles… »
(Louis Jourdan, IGEN STI, 1995) Les programmes de formation ont ainsi évolué afin de mettre l'accent sur de nouveaux contenus. Par exemple, il ressort deux points forts :
• la connaissance des systèmes ; • la démarche de projet.
des outils didactiques contenus dans trois types de démarche
Le premier point, introduit dès la seconde (TSA) nécessite d'avoir une approche pluridisciplinaire (tout système industriel est pluritechnique, que ce soit le minitel ou un système d'arrosage automatisé). Cela impose de faire travailler simultanément plusieurs enseignants de différentes spécialités afin qu'une communication s'installe. De plus, les outils à caractère structurel tels que plan, nomenclatures…, deviennent insuffisants pour comprendre, expliquer, et créer.
.
Il est donc nécessaire d'enrichir la « caisse à outils » afin de faire ressortir l'aspect dynamique des systèmes, c'est à dire les interactions qu'ils créent d'une part avec l'environnement et d'autre part d'une manière interne ; ceci correspond au point de vue fonctionnel. Enfin, l'aspect temporel est indispensable pour analyser les différentes activités du système lors de son évolution.
En conclusion de ce premier point, l'enseignant doit posséder des outils didactiques contenus dans trois types de démarche (figure 3) :
• la démarche fonctionnelle • la démarche temporelle • la démarche structurelle
démarche de projet
Le deuxième point est fondamental dans le domaine technologique. Il existe bien sûr au collège où se développe l'apprentissage de l'action, et ceci, à partir de l'action elle-même. En pré-baccalauréat, l'approche des systèmes nécessite de travailler avec des modèles, encore faut-il effectuer une synthèse afin de mesurer l'écart entre l'abstrait et le réel ; c'est le rôle des travaux pratiques portant sur des systèmes réels et nécessitant une démarche de résolution de problèmes en groupe ou en autonomie. Enfin, en post-baccalauréat, la démarche de projet est fondamentale puisque les étudiants conçoivent et réalisent des projets industriels en collaboration avec les entreprises.
En conclusion de ce deuxième point, l'enseignant doit connaître et savoir ranger les outils dans les différentes étapes d'une démarche de projet.
le rangement de la boîte à outils
Les deux points précédemment développés permettent de construire une « matrice » dans laquelle peuvent être rangés des méthodes et des outils (figure 4).
Selon la séquence de formation et selon l'objectif à atteindre, l'enseignant dispose ainsi de moyens organisés et complémentaires (utilisation d'une manière pertinente de la matrice par une analyse verticale et horizontale). Il est évident que les outils et méthodes issus de l'analyse de la valeur figureront dans la première colonne. La figure 5 représente la « matrice » remplie. Afin de ne pas la surcharger, seuls figurent des outils à caractère pluridisciplinaire.
Il paraît normal que tout enseignant du domaine technologique doit les connaître (en plus de ceux liés à ses compétences directes) puisqu'il sera amené à les utiliser, et ceci, quelle que soit sa spécialité.
• Quelle est la définition de l'outil ? • A quoi sert-il ?
• Quand l'utiliser ? • Comment l'utiliser ?
Les deux exemples donnés en annexes détaillent cette réflexion.
Figure 4 : tableau vide
5. CONCLUSION
La méthodologie de la conception est aujourd'hui enrichie par de nombreux outils permettant d'effectuer les choix technologiques les plus pertinents. Leur introduction dans l'enseignement correspond à l'évolution des compétences et des qualifications exigées par le développement industriel. Les questions didactiques sur leur usage et leur enseignement sont actuellement posées mais indéniablement ces outils doivent conserver leurs rôles, leurs fonctions et leurs spécificités pour que les apprentissages conservent une signification.
REFERENCES :
BRISSARD, J.-L. & POLIZZI, M. (1993), La compétitivité industrielle, 2. Démarche de production, Paris, Foucher.
DARDY, F. & TEIXIDO, Ch. (1993), La compétitivité industrielle, 1. Démarche de conception, Paris, Foucher.
JOURDAN, L. (1995). "Enseignement technique et analyse de la valeur." Technologie. Paris, CNDP. 74, 51-52.
...
ANALYSE FONCTIONNELLE (PRODUIT ET PROCÉDÉ)
AN AL YS E S TR UC TU RE LL E
ANALYSE FONCTIONNELLE TEMPORELLE
(ÉVÉNEMENTS)
SAISIE ET DÉFINITION DU BESOIN
MODIFICATION DE SOLUTION (CRÉATIVITÉ) ANALYSE DE L'EXISTANT -Enq uête -Diagra mm e d'ISH IKAWA -Diagra mm e de PARETO -"Bête à co rne" et SADT (A-O) -G raphe d'i nter acti ons -SADT dévé lop pé (1er ni ve au ) -Gr aph e fonctionnel -Outils de C dCF - ... ... -G RAF CET (p oin t de vu e système ) -GEM MA -Analyse de dér oul ement -Algor ithm e -PERT -GAN TT - …… -F .A.S.T. (de descr iptio n) -Analyse 'VAL EUR " d es F. de S. -Bloc_Diagra mm e -A.M .D.E.C. -Sché ma fo nct io nn el -Sché ma ciném at iq ue -Gr aph e de liaison -Cota tion fonction nel le -Diagra mm e sa gi ttal -Sché ma-bl oc -T abl e de vé rité - …… -G RAF CET (p oin t de vu e PO-PC) -Chr ono gramm e -Or din ogr am me -Planning -Ana lyse de s états - …… -F .A.S.T. (de cr éa tivité) -Logiciels de C AO -Séquences d e flux bouclées ( FK) -Bloc-Dia gramm e i déa l -SADT -Syne ctique ( analogies -Guides de décision ( cri t. hiér .) -Gr ille s de dé cisio n ( crit. sim .) - …… -Lo gici el
-GRAFCET -Guides de décision - ……
-O .T.P. -Schém a stru ctur el -Gr aph e de m ontag dém on tage -Lo gig ram me -Pla n d'im pl antatio n -Table de vér ité -Nom encl at ures -Shém a technologique - …… -Docu menta tion te ch ni que -Guides de décision ( com posa
-Calculs -Logiciels de validati
on
- ……
C.d.C.F.
OUTILS D'ANALYSE
ANNEXE 1
LE GRAPHE D’INTERACTIONS
ou «
pieuvre
»(méthode APTE)
DE QUOI S'AGIT-IL ?
De visualiser les relations entre le produit et son environnement. celles-ci correspondent au service rendu par ce produit et s’expriment en terme de fonctions de service.
On distingue :
- les fonctions principales - les contraintes
Il nécessite un travail en groupe pluridisciplinaire
À QUOI SERT-IL ?
• Il s’utilise dans le cadre d’une analyse fonctionnelle du besoin, afin de : - définir le service que doit rendre le produit, et ceci indépendamment des
solutions possibles pour l’atteindre ;
- recenser tous les éléments extérieurs au produit et en déduire les relations qu’il établit entre eux.
• Il est applicable pour une entité quelconque : système, service, produit, constituant, composant.
• Il autorise de multiples approches : - approche globale ou locale, - approche cycle de vie,
- procédé, partie opérative, partie commande. • C’est une référence permettant de lancer des actions :
- de recherche de solutions, - d’analyse d’une solution existante.
QUAND L'UTILISER ? A1 A2 A3 A4 A5 Analyser le besoin Étudier la faisabilité Analyser l’existant Rechercher des solutions Évaluer la (ou les) solution(s)
Utilisateur Herbe à entretenir Tondeuse à gazon Environnement Ambiance extérieure Obstacles divers Déchets d'herbe
Mettre en relation les éléments extérieurs avec le produit
4
Définir la séquence d'analyse
1
Replacer le produit dans son contexte d'utilisation
2
Relier les éléments extérieurs par l'intermédiaire du produit
3
COMMENT ?
Considérons ici la séquence d'utilisation : "l'entretien de la pelouse".
• En recensant tous les éléments
exté- rieurs encontact réel ou virtuel avec
le produit.
En envisageant, à partir de l'un des éléments extérieurs et à travers le produit, la validité des relations avec l'ensemble des autres éléments
Ex.: tondeuse à gazon
Formuler pour chaque relation le but visé
5
• En synthétisant cette recherche : par positionnement des éléments extérieurs autour du produit
En envisageant la validité des rela tions entre chacun des éléments et le produit FP1 : C1 : C2 : FP2 : C3 : C4 :
Permettre à l'utilisateur de diminuer la hauteur de l'herbe
Fonctionner malgré les divers obstacles Résister à l'ambiance extérieure
Permettre à l'utilisateur d'évacuer les déchets d'herbe
Respecter l'environnement Plaire à l'œil
Elles conduisent aux contraintes Elles conduisent aux fonctions principales Utilisateur Herbe à entretenir Tondeuse à gazon Environnement Ambiance extérieure Obstacles divers Déchets d'herbe FP2 FP1 C1 C2 C3 C4 Utilisateur Herbe à entretenir Tondeuse à gazon Environnement Ambiance extérieure Obstacles divers Déchets d'herbe
ANNEXE 2
LE FAST DE DESCRIPTIONS
Function Analysis System technique
(Technique d’analyse fonctionnelle et systématique)
DE QUOI S'AGIT-IL ?
De relier et ordonner toutes les fonctions techniques assurées par les éléments du produit en répondant aux questions :
DANS QUEL BUT ? FONCTION COMMENT ?
QUAND ? (fonctions de même niveau simultannées)
Il nécessite un travail en groupe pluridisciplinaire
À QUOI SERT-IL ?
Dans le cadre d’une analyse fonctionnelle de l’existant, il permet de : - procéder à l’étude critique de la réalisation des fonctions de service
(satisfaction du besoin) selon un point de vue technico-économique ;
- procéder à l’évaluation fiabiliste du produit à partir des fonctions techniques réalisées par chaque composant ;
- définir et caractériser les zones fonctionnelles appartenant à un composant.
QUAND L'UTILISER ? A1 A2 A3 A4 A5 Analyser le besoin Étudier la faisabilité Analyser l’existant Rechercher des solutions Évaluer la (ou les) solution(s)
Positionner le transparent Fournir de la lumière Lampe Fonction de service Illuminer le transparent Lentilles Projeter l'image Mi r o i r Réfléchir l'image Refroidir les lentilles Conduit Souffler de l'air Ventilation Présenter le diagramme Écran
Fonctions techniques du produit
DANS
QUEL BUT ? COMMENT ?
QUAND ? Fournir de l'énergie Fournir le transparent Définir le problème 1
Rechercher toutes les fonctions (techniques)
2
Trier les fonctions techniques
3
Construire le FAST
4
COMMENT ?
Recherche de la chaîne fonctionnelle relative à la fonction de service : "afficher sur
l'écran les informations inscrites par le conférencier sur le transparent".
- En effectuant une analyse interne du produit (comment est rendu le service). - En respectant les règles du "Brainstorming" :
- ne jamais critiquer - viser la qualité - associer les idées - et noter tout, tout
- Projeter une image - Éclairer
- Réflechir l'image - Mettre le transparent - …
- Par élimination des redondances.
- Par une expression rigoureuse des idées en terme de fonctions techniques Ex.: rétroprojecteur
