N N o o t t e e s s d d e e c c o o u u r r s s M M o o d d u u l l e e 3 3
L L e e p p r r o o c c e e s s s s u u s s d d e e d d e e s s i i g g n n e e n n i i n n g g é é n n i i e e r r i i e e
ÉdÉdiittiioonn HHiivveerr0077
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Ingénierie, design et communication COM-21573
Daniel Dupuis
Faculté des sciences et de génie Université Laval
Faculté des sciences et de génie
3.1. OBJECTIFS SPÉCIFIQUES...4
3.2. INTRODUCTION...4
3.3. DÉMARCHE PRÉCONISÉE ...6
3.3.1.DÉFINITION DU PROBLÈME...7
3.3.2.CONCEPTUALISATION DE SOLUTIONS...8
3.3.3.ANALYSE DE FAISABILITÉ...8
3.3.4.DÉVELOPPEMENT DES SOLUTIONS...9
3.3.5.SÉLECTION DU CONCEPT OPTIMAL...10
3.4. DÉFINITION DU PROBLÈME...11
3.4.1.IDENTIFICATION DES BESOINS...12
3.4.1.1. Données et restrictions ...12
3.4.1.2. Le résumé des besoins...13
3.4.2.DÉFINITION DES OBJECTIFS...14
3.4.3.ÉLABORATION DU CAHIER DES CHARGES...15
3.4.3.1. Critères d’évaluation ...15
3.4.3.2. Barème d’évaluation...16
3.4.3.3. Spécifications ...17
3.5. CONCEPTUALISATION DE SOLUTIONS ...18
3.5.1.ANALYSE FONCTIONNELLE...19
3.5.1.1. Diagramme fonctionnel ...19
3.5.2.RECHERCHE D’IDÉES DE SOLUTION...20
3.5.2.1. Brainstorming ...20
3.5.3.ÉLABORATION DE CONCEPTS DE SOLUTIONS...22
3.5.3.1. Construction de concepts ...23
3.5.3.2. Analyse des concepts...23
3.5.3.3. Description de solution ...23
3.6. ANALYSE DE FAISABILITÉ ...27
3.6.1.IDENTIFICATION DES ASPECTS DE L’ANALYSE...27
3.6.2.SYNTHÈSE DE L’ANALYSE...29
3.6.2.1. Présentation ...29
3.6.2.2. Discussion et décision...30
3.7. DÉVELOPPEMENT DES CONCEPTS...32
3.7.1.ÉLABORATION DU PLAN DE DÉVELOPPEMENT...32
3.7.2.ÉLABORATION DÉTAILLÉE DES SOLUTIONS...33
3.7.2.1. Synthèse des résultats ...35
3.8. SÉLECTION DU CONCEPT OPTIMAL ...36
3.8.1.MATRICE DE DÉCISION...37
3.8.2.ANALYSE...38
3.9. CONCLUSION...38
3.10. RÉFÉRENCES...44
3.1. Objectifs spécifiques
Au terme de ce module, l’étudiant sera en mesure de :
• Structurer sa démarche de développement de solutions en utilisant une approche de type prescriptive inspirée d’une démarche générale de conception de produits en ingénierie.
Plus spécifiquement, il saura :
• Situer la phase design dans l’ensemble d’un projet d’ingénierie.
• Appliquer les premières étapes de la phase design d’un projet d’ingénierie.
3.2. Introduction
Le terme « design » est couramment utilisé pour décrire l’apparence extérieure ou l’aspect esthétique d’un objet. Malheureusement, cette définition erronée limite la signification du terme au volet exploité par les designers de mode, les designers de carrosserie automobile ou tout autre individu dont le rôle est de mettre en évidence l’aspect visuel d’un produit. En ingénierie ce terme a une définition beaucoup plus étendue qui englobe tous les aspects de la conception d’un produit, à partir de la reconnaissance du besoin jusqu’à sa mise en service1. Une représentation schématique générale du processus de design de produit est illustrée à la figure 3.1.
Figure 3.1 – Approche générale de conception de produits (adapté de [1])
1 En général, les processus de design en ingénierie sont regroupés selon deux catégories distinctes : les processus descriptifs et les processus prescriptifs. Les premiers sont souvent associés aux projets de moindre envergure où les résultats doivent être rapidement livrés et où les
Généralement, ce processus débute par une analyse détaillée du problème comprenant une définition des spécifications de produits recherchées, et se termine par la fabrication et la validation d’un prototype présentant les spécifications requises. Il est important de noter qu’il n’existe pas une démarche de conception de produit unique (à la limite, il peut exister autant de démarches qu’il y a de concepteurs).
Cependant, les grandes lignes de chacune d’elles s’inspirent souvent de la démarche systématique illustrée à la figure 3.1, basée sur une approche analytique de complexité croissante où chaque étape a pour but de raffiner le design du produit en éliminant les risques de faire fausse route et les incertitudes reliées au projet. La figure 3.2 illustre trois démarches de conception de produit tirées d’ouvrages de références portant sur le sujet. Les démarches proposées par Childs [1] et Ulrich [2] sont comparées à la structure de projet proposée par Buttrick [3] et décrite précédemment [4], de façon à faire ressortir leurs similitudes.
3.3. Démarche préconisée
La démarche proposée dans le cadre de ce cours est composée de cinq étapes distinctes couvrant essentiellement les quatre premières phases de la structure de Buttrick [3] (figure 3.2), en excluant les essais préliminaires. Spécifiquement, ces étapes sont :
• La définition du problème ;
• La conceptualisation de solutions ;
• L’analyse de faisabilité ;
• Le développement des concepts ;
• La sélection du concept optimal.
Même si elle prend la forme macroscopique d’un processus linéaire, il est présomptueux de penser que le simple fait de suivre cette démarche assure au concepteur d’atteindre ses objectifs dès la première tentative et il est plus prudent de considérer la méthode comme un processus évolutif généralement linéaire mais constitué de plusieurs itérations [5]. De plus, il est important de noter que cette démarche séquentielle est effectuée parallèlement à une démarche continuelle de recherche d’informations qui assure que l’information connue par l’équipe de projet (besoins de l’initiateur du projet, produits ou entreprises concurrentes, état du marché, spécifications du produit en développement, etc.) est complète, exacte et actuelle. Par conséquent, le processus de design proposé dans le cadre de ce cours, prend la forme illustré à la figure 3.3.
Figure 3.3 – Processus de conception de produit proposé.
Les paragraphes suivants décrivent brièvement les étapes énumérées ci-dessus. Leur description détaillée
chacune des étapes ainsi que sur les portails qui assurent la transition d’une étape vers une autre. Dans cette optique, les livrables de chacune des étapes y sont clairement présentés et détaillés.
3.3.1. Définition du problème
La définition du problème se divise en trois étapes distinctes : 1) l’identification des besoins, 2) la définition des objectifs et 3) l’élaboration du cahier des charges.
À ce stade du processus, l’initiateur du projet formule ses besoins en termes clairs, précis et concis. Cette étape peut être effectuée par un seul et même individu ou de concert avec un groupe de consultants. Dans la plupart des cas, l’initiateur du projet ne fait pas partie de l’équipe de concepteurs qui sera amené à réaliser le produit. Les besoins identifiés peuvent mener au développement d’un nouveau produit ou à l’amélioration d’un produit existant. Ils peuvent répondre à une demande du marché ou créer leur propre demande. Quelle qu’en soit la nature ou la provenance, il est essentiel d’investir les efforts nécessaires à ce stade en éclaircissant la demande de l’initiateur de façon exhaustive afin de s’assurer d’y répondre à un niveau adéquat et satisfaisant.
Une fois les besoins identifiés, ils sont traduits sous forme d’objectifs et hiérarchisés de façon à faire ressortir les objectifs principaux des objectifs secondaires et tertiaires. Ceux-ci définissent le travail qui doit être accompli par l’équipe de conception et expriment les résultats attendus pour satisfaire les besoins, sans nécessairement les quantifier.
La définition du problème s’achève avec l’élaboration du cahier des charges. Ce document inclut des critères d’évaluation inspirés des objectifs du projet. Les spécifications visées par le produit sont également inscrites au cahier des charges sur des bases qualitatives et quantitatives. Le cahier des charges sert de base au développement puisqu’il contient les caractéristiques fonctionnelles, économique, physique, etc. du produit qui sera livré au terme du projet. L’achèvement du cahier des charges représente le portail d’entrée vers l’étape de conceptualisation de solutions. Par contre, il est important de noter que l’élaboration de ce document ne se termine pas avec la fin de la définition du problème et que son évolution est constante tout au long du projet, successivement à l’ajout d’informations supplémentaires.
Livrables
• Résumé des besoins : Il a pour objectif d’éclaircir le mandat de l’équipe de concepteurs et d’assurer que les intervenants partagent la même perception du travail à accomplir.
• Cahier des charges : Ce document contient les critères et les barèmes d’évaluation ainsi que les spécifications fonctionnelles du système en développement. Le cahier des charges est un document de référence qui est consulté et mis à jour régulièrement tout au long du processus de design. Il représente le portail d’entrée de l’étape de conceptualisation de solutions.
3.3.2. Conceptualisation de solutions
L’étape de conceptualisation de solutions débute par une analyse du problème à résoudre et une décortication fonctionnelle du produit ou du système à concevoir. Cette analyse permet de segmenter le produit ou le système en question de façon à isoler ses fonctionnalités principales et mène à l’élaboration du diagramme fonctionnel de la solution recherchée. Des techniques structurées de génération d’idées sont par la suite utilisées pour produire une série de solutions complètes et variées qui sont susceptibles de répondre à la problématique.
Livrables
• Diagramme fonctionnel : Il consiste en une représentation graphique de l’ensemble des fonctions qui doivent être remplies par le produit ou le système en développement. Typiquement, le diagramme fonctionnel est un bloc-diagramme qui illustre : 1) les entrées du système (inputs), 2) les fonctions qu’il accomplit et 3) les résultats obtenus (outputs).
• Description des concepts de solutions : Les descriptions techniques présentent les concepts d’une façon générale en illustrant leur fonctionnement à l’aide d’un schéma détaillé. Ce document met en valeur la viabilité technique de chacun des concepts et prépare le terrain en vue de l’analyse de faisabilité.
3.3.3. Analyse de faisabilité
Cette étape charnière du processus de design permet d’effectuer une première épuration des concepts de
succès de l’entreprise en ce sens que la solution finale découle directement des solutions retenues à cette étape et détaillées à partir de ce point. L'analyse de faisabilité permet d'obtenir rapidement et à coûts modérés l’information sur les chances de réussite ou sur les risques de faillite du projet, sans avoir à élaborer les concepts de solution en détails. La complétion de l’analyse de faisabilité représente le portail d’entrée de l’étape de développement des solutions.
Livrable
• Rapport de faisabilité : Ce rapport fait ressortir la faisabilité des concepts analysés en regard des aspects physiques, économiques, temporels et socio-environnementaux associés au projet. Les décisions rendues à la lumière de ce rapport indiquent la nature et l’allure générale des concepts retenus et approfondis subséquemment dans la suite du processus de design. Il représente le portail d’entrée vers l’étape de développement des solutions.
3.3.4. Développement des solutions
Cette étape est la première qui fait intervenir l’utilisation de calculs d’ingénierie de façon substantielle.
Elle débute par l’élaboration d’un plan détaillé de développement, inspiré du cahier des charges, qui permet une quantification des performances et une évaluation du degré de satisfaction des concepts par rapport aux critères d’évaluation. L’utilisation d’une base de comparaison unique comportant les mêmes critères pour le développement de toutes les solutions favorise une prise de décision objective quant à la nature de la solution optimale.
Livrable
• Rapport de développement : Ce document contient le plan de développement des solutions, présenté sous forme d’un tableau qui résume les paramètres à évaluer (inspirés des critères d’évaluation du cahier des charges), les stratégies d’évaluation utilisées (équations, expérimentations, approximations, etc.), les hypothèses à considérer (s’il y a lieu) et les références d’où proviennent les informations. L’analyse complète de chacun des concepts est annexée au rapport et les conclusions principales provenant de cette analyse sont présentées dans le cadre du document.
3.3.5. Sélection du concept optimal
À cette étape, l’information provenant du rapport de développement est regroupée et synthétisée à l’intérieur d’une matrice décisionnelle qui met en évidence le degré d’atteinte de chaque concept face aux objectifs du projet. Cette stratégie facilite une prise de décision rationnelle et objective par rapport à la sélection d’un concept unique, répondant le mieux aux attentes de l’initiateur du projet, en fonction de l’information disponible à ce moment.
Si nécessaire, un plan d’optimisation est développé. Ce plan présente la stratégie de raffinement proposée pour combler certaines lacunes qui pourraient subsister dans le design du produit ou du système obtenu au terme des cinq premières étapes du processus de conception.
Dans une démarche complète de conception, cette étape est suivie d’une optimisation du produit ou du système, du développement d’un prototype et d’une série d’essais de validation qui précèdent sa mise en service.
Livrable
• Rapport final : Ce document, tel qu’il est présenté dans le cadre du cours, ne constitue pas ce qu’il est convenable d’appeler un rapport final dans un contexte réel de travail en entreprise, puisque la solution qu’il présente n’a pas atteint un niveau de complétude suffisant pour passer à sa mise en service. Le contenu de ce rapport se limite essentiellement à la présentation détaillée du système proposé et à l’analyse de ses performances par rapport aux critères établis dans le cahier des charges.
3.4. Définition du problème
Une caractéristique fondamentale des démarches prescriptives de conception de produit se traduit par le fait que ces dernières insistent de façon marquée sur l’importance de définir le problème d’une manière exhaustive avant de commencer la génération de concepts de solutions.
En effet, une définition adéquate du problème à résoudre permet de maximiser les chances de réussite d’une entreprise puisqu’elle assure que tous les membres de l’équipe de conception visent à atteindre un but commun (cible commune), condition essentielle à l’existence et à la survie de l’équipe [6]. Les spécifications attendues du produit sont discutées et décidées à cette étape, ce qui a pour effet de diminuer les coûts associés à un changement important de design en cours de route.
La figure 3.4 illustre le positionnement de l’étape de définition du problème dans le processus de design proposé.
Figure 3.4 – La définition du problème.
La définition du problème s’effectue en trois temps :
• L’identification des besoins;
• La définition des objectifs;
• L’élaboration du cahier des charges.
Ce chapitre détaille chacun des éléments cités ci-dessus en insistant sur la nature et le contenu des documents qui doivent être livrés par l’équipe de conception au terme de l’étape.
3.4.1. Identification des besoins
L’identification des besoins de l’initiateur du projet est la première étape du processus de design et, sans contredit, la plus importante. Cette étape peut être considérée comme la fondation du projet, celle sur laquelle repose sa structure entière. Satisfaire pleinement les attentes de l’initiateur du projet sans les avoir identifiées au préalable relève d’un fabuleux coup de chance… et il est fort peu probable que la chance sourie plus d’une fois à une équipe de travail qui s’entête à aborder un processus de conception sans accorder l’attention requise à l’identification des besoins de son client.
En effet, c’est à cette étape que les grandes lignes du projet sont tirées. Par conséquent, les décisions prises à ce moment ont un impact considérable sur les étapes subséquentes. Selon Ulrich et Eppinger [2], un manque de rigueur en début de projet peut entraîner la non-connaissance d’informations cruciales et se traduire ultimement par l’échec du projet.
C’est donc avec l’étape d’identification des besoins que s’amorce la démarche continue de recherche d’informations illustrée à la figure 3.4. Cette recherche d’informations a pour objet de fournir un maximum de données quantitatives ou qualitatives à l’équipe de conception. Les données permettent d’orienter le processus de design et d’établir la stratégie et la structure de projet. Parmi les données recueillies, certaines ont pour conséquence de limiter la liberté des concepteurs en imposant des bornes qui ne peuvent être dépassées quant à la nature ou à la valeur de certaines spécifications. Ces données, appelées restrictions, proviennent de différentes sources, les plus fréquentes étant : l’initiateur du projet, les membres de l’équipe de conception et les organisations de normalisation.
3.4.1.1. Données et restrictions
Il est parfois difficile de faire la distinction entre une donnée et une restriction (surtout à l’étape de collecte d’informations), la raison principale étant que la ligne entre ces deux concepts est souvent très mince. La plupart du temps, cette distinction s’effectue d’elle-même lors de l’analyse de l’information recueillie et de l’élaboration du cahier des charges. En général, il est usuel de considérer toute information relative au projet comme étant une donnée et de qualifier de restriction, toute information décrivant un critère qui doit nécessairement être rempli par le produit à concevoir. Par exemple, le fait qu’un grille- pain soit un appareil électroménager utilisé dans une cuisine est une donnée, alors que le fait qu’il doive être conçu pour griller 4 tranches à la fois est une restriction.
Certaines données et restrictions sont en lien direct avec la problématique que l’équipe de travail cherche à définir. Différentes stratégies de base existent pour faciliter et accélérer le processus de collecte pour ces données spécifiques. Ces stratégies impliquent souvent une collaboration étroite entre l’initiateur du projet et l’équipe de travail.
Dans un premier temps, il est utile d’énumérer et de répondre à une série de questions de base se rapportant aux utilisateurs potentiels du produit à concevoir ou au contexte dans lequel son utilisation est prévue. Qui? Quoi? Pourquoi? Comment? Où? Quand? Combien? Des réponses complètes aux questions inspirées par ces mots-clés fournissent une base solide à l’équipe de concepteur.
Par la suite (et si la situation le permet), il est intéressant de dresser un inventaire exhaustif des lacunes associées aux produits disponibles s’apparentant au produit à concevoir ou répondant à des besoins similaires (produits concurrents). Si aucun produit concurrent n’existe ou n’est disponible sur le marché, cette étape peut être accomplie en générant une liste de problèmes engendrés par la problématique actuelle et de lacunes potentielles du produit à concevoir. Cette seconde technique exige cependant d’investir davantage d’efforts imaginatifs.
Finalement, une fois l’ensemble des données et restrictions recueillies, elles sont utilisées pour générer la liste de besoins associés au projet. Il est pratique à cette étape de classifier immédiatement le contenu de cette liste de façon à distinguer les besoins primaires des besoins secondaires ou tertiaires. Cette liste permet également de faire ressortir les liens qui pourraient exister entre deux besoins en apparence indépendants. Les besoins primaires (ceux du premier niveau hiérarchique) doivent être indépendants pour faciliter la définition des objectifs du projet et l’élaboration du cahier des charges.
3.4.1.2. Le résumé des besoins
Le résumé des besoins est un document très important puisqu’il représente un des deux livrables de l’étape de définition du problème. Ce court document tient généralement sur une seule page, voire un seul paragraphe, et présente une synthèse de la problématique à laquelle répond le projet. Le résumé des besoins a comme objectif de :
• Permettre aux individus qui sont en charge de le préparer de clarifier le mandat sur lequel ils sont appelés à travailler;
• Assurer que l’initiateur du projet et l’équipe de travail partagent la même vision et poursuivent des objectifs similaires dès le début de la démarche de conception;
• Servir d’outil de communication pour assurer que tous les intervenants impliqués dans le processus de design reçoivent la même information;
• Servir de document de base pour amorcer la définition des objectifs.
3.4.2. Définition des objectifs
Une fois les besoins identifiés, ceux-ci sont traduits sous forme d’objectifs afin de définir le travail qui doit être accompli par l’équipe de conception. Les objectifs expriment de façon qualitative les résultats attendus pour satisfaire les besoins de l’initiateur du projet. Basé sur la structure hiérarchique des besoins établie à l’étape précédente, un arbre d’objectifs est construit pour faire ressortir les objectifs principaux des objectifs secondaires et tertiaires.
En général, il est souhaitable de définir un objectif par besoin. Il peut toutefois survenir que des objectifs distincts puissent découler d’un même besoin. Dans un tel cas, la première action à entreprendre est de s’interroger sur la pertinence de chacun d’eux (ces objectifs peuvent-ils être combinés pour n’en former qu’un seul? Un de ces objectifs peut-il être considéré comme un objectif primaire alors que les autres en découlent? Est-il nécessaire de reformuler les besoins de l’initiateur du projet? Etc.). Si, à la suite de cette analyse, une corrélation existe réellement entre deux ou plusieurs objectifs, le lien doit être clairement mis en évidence.
Une erreur commune consiste à confondre les objectifs poursuivis par l’équipe de concepteur et les restrictions imposées par le projet. La distinction fondamentale entre objectifs et restrictions se situe au niveau du pourcentage d’atteinte. Il est ainsi possible de considérer qu’il est satisfaisant d’atteindre un objectif à 50%, alors qu’une restriction doit nécessairement être entièrement satisfaite dès son identification. Par conséquent, alors que les restrictions doivent absolument être respectées, les objectifs tendent à voir leurs performances maximisées tout au long du processus.
Afin d’assurer que l’information présentée dans l’arbre des objectifs est complète en soi, il est essentiel de justifier le choix et la hiérarchie des objectifs. Cet exercice s’inspire du processus d’identification des besoins et prépare le terrain en vue de l’élaboration du cahier des charges.
3.4.3. Élaboration du cahier des charges
La première étape du processus de design est complétée par l’élaboration du cahier des charges. Ce document, qui contient l’ensemble des caractéristiques (fonctionnelle, économique, physique, etc.) du produit ou du système en développement, sert en quelque sorte de « police d’assurance » pour l’initiateur du projet et pour l’équipe de conception en ce sens que son contenu ne subit plus de modifications majeures à la suite de son approbation par les deux parties (i.e., les évolutions du cahier des charges tout au long du projet ne doivent pas être des révolutions). Ainsi, ce document présente-t-il une description relativement détaillée du produit attendu et ce, tôt dans le processus de design.
Le cahier des charges est constitué de critères d’évaluation pondérés par un barème qui reflète la structure hiérarchique des besoins de l’initiateur du projet, et de spécifications qualitatives et quantitatives qui représentent les performances attendues du produit.
3.4.3.1. Critères d’évaluation
L’élaboration du cahier des charges débute par la création d’une liste de critères et de sous-critères d’évaluation à partir de l’arbre des objectifs du projet. Les critères d’évaluation s’inspirent des objectifs primaires et les sous-critères sont basés sur les objectifs secondaires et tertiaires. Les critères établis sont par la suite pondérés de façon à mettre en évidence l’importance relative des uns par rapport aux autres.
Pour simplifier l’analyse du cahier des charges, il est recommandé de traduire cette pondération en pourcentage de sorte que la somme des points accordés à chaque critère soit toujours égale à 100%.
Sélection des critères
Dans l’optique de limiter le plus possible la prise de décisions subjectives au terme du projet, il importe d’imposer dès le début une démarche rationnelle et structurée. Cette démarche assure que les critères établis permettent une évaluation des concepts proposés ultérieurement en les comparant à une liste unique de critères objectifs, au lieu de les confronter les uns aux autres (ce qui entraînerait que la décision finale soit fondée sur quelque idées préconçues, préjugés favorables ou goûts personnels).
La sélection des critères est une tâche ardue puisqu’elle nécessite énormément d’efforts pour traduire de façon fidèle les besoins du projet sous forme utilisable par une équipe de concepteurs. Dans la mesure du possible, et afin de simplifier la démarche d’évaluation des concepts, il est souhaitable de faire correspondre un seul critère à chaque objectif (et donc à chaque besoin). De plus, il apparaît davantage pratique de sélectionner des critères quantifiables, i.e. auxquels il est possible de greffer un barème composé d’unités mesurables. Si l’utilisation de critères qualifiables s’avère incontournable, ces derniers doivent être choisis judicieusement de façon à permettre quand même une prise de décision objective.
Pondération des critères
La pondération des critères s’effectue en fonction de l’importance des objectifs auxquels ils sont associés.
Ainsi chaque critère principal se voit appliqué un pourcentage d’importance selon la structure hiérarchique de l’arbre des objectifs. Le pourcentage associé à chaque critère est par la suite réparti parmi les sous- critères en fonction, encore une fois, de la structure hiérarchique des objectifs secondaires et tertiaires.
La pondération des critères est l’élément qui est le plus susceptible de changer en cours de design, subséquemment à l’ajout d’informations nouvelles. Ces modifications, quelquefois souhaitables, doivent cependant être faites avec rigueur puisque des altérations tardives du cahier des charges peuvent remettre en question certains choix de design faits au début du processus. Pour cette raison, la pondération des critères et des sous-critères ne doit pas changer de façon significative, d’où l’importance d’accorder une attention particulière à la hiérarchisation des besoins et des objectifs du projet. Dans le cas où des modifications majeures doivent tout de même être apportées, il devient nécessaire de faire une révision rapide des premières étapes de la définition du problème afin d’en identifier clairement les impacts sur les décisions prises en début de projet.
3.4.3.2. Barème d’évaluation
Le cahier des charges est composé d’autant de barèmes d’évaluation qu’il y a de sous-critères. Le barème est l’outil d’évaluation terminal du cahier des charges. Lors de l’analyse de chaque concept de solution, son niveau d’atteinte à un critère spécifique est évalué en comparant ses performances escomptées en regard de ce critère, au barème d’évaluation associé à ce dernier. L’utilisation de cet outil permet donc de mesurer de façon précise le pourcentage de satisfaction de chaque concept de solution face à l’ensemble des critères d’évaluation.
La préparation du barème d’évaluation est longue et fastidieuse puisqu’elle implique une quantité importante de recherche d’informations provenant de différentes sources. Si le produit en développement s’inscrit dans le cadre de l’amélioration d’un produit existant ou de la mise en marché d’un produit destiné à concurrencer un produit existant, l’information peut provenir de données du concurrent ou des versions antérieures du produit existant. Cette information peut aussi provenir de l’expérience personnelle du concepteur ou de rencontres ou sondages effectués auprès des utilisateurs visés par le produit. Les sources d’information sont nombreuses et il incombe à l’équipe de conception de faire en sorte de les exploiter efficacement afin de retirer le maximum de données exactes et utiles pour définir les repères qualitatifs des barèmes d’évaluation.
3.4.3.3. Spécifications
Les spécifications complètent le contenu du cahier des charges. Leur établissement est relativement simple puisqu’elles s’inspirent concrètement des restrictions du projet, telles qu’elles ont été établies précédemment. Les spécifications viennent fixer les bornes supérieures et inférieures des critères et sous- critères d’évaluation et en définissent les valeurs acceptables. De plus, elles facilitent souvent la préparation des barèmes (ou permettent tout au moins d’en valider la composition).
3.5. Conceptualisation de solutions
Tel que mentionné précédemment, une erreur coûteuse souvent observée consiste à aborder la conception d’un produit ou le développement d’un système en débutant par la génération d’un concept de solution unique basé sur des idées préconçues et des préférences du responsable de projet. À moins d’un concours de circonstances extraordinairement favorable, cette façon de procéder mène rarement à la conception du produit optimal et implique souvent la conception et la fabrication successives de plusieurs versions différentes d’un même produit. Cette triste situation entraîne des pertes de temps et d’argent et peut résulter en l’échec du produit, voire même l’échec de l’entreprise.
La démarche proposée dans ce document permet de contrer cette mauvaise habitude en amenant l’équipe de conception à générer plusieurs concepts de solutions distincts tout en s’assurant qu’ils soient complets et viables. Le positionnement de cette étape dans la chronologie séquentielle des étapes (figure 3.5) assure que la conceptualisation des solutions ne débute pas avant que le problème ne soit clairement identifié. Par conséquent, les différents concepts de solutions proposés sont assurés de répondre à la même problématique ce qui facilite leur évaluation sur une base comparative unique.
Figure 3.5 – La conceptualisation de solutions.
L’étape de conceptualisation des solutions débute par une dissection fonctionnelle du produit, de façon à en identifier autant que possible les fonctionnalités indépendantes. Cette analyse mène à l’élaboration du diagramme fonctionnel, une représentation schématique illustrant les fonctions du produit ou du système et faisant ressortir les interdépendances entre celles-ci.
Par la suite, la génération des concepts s’effectue en proposant des idées de solutions partielles permettant de remplir chacune des fonctionnalités identifiées. Finalement, ces solutions partielles sont assemblées en tenant compte de leur compatibilité afin de construire des concepts de solutions complets et viables
3.5.1. Analyse fonctionnelle
Comme son nom l’indique, l’analyse fonctionnelle permet de déterminer les caractéristiques du produit à concevoir en utilisant une approche basée sur l’analyse des fonctions accomplies par le produit ou le système. Par analogie avec le domaine de la modélisation mathématique, une stratégie efficace consiste à considérer le produit comme une fonction globale qui transforme un certain nombre d’intrants en extrants.
Cette fonction globale est constituée de plusieurs sous-fonctions distinctes, associées à autant de sous- systèmes pour lesquels des concepts de solutions seront générés.
La première étape de cette analyse consiste donc à identifier la nature des données ou des informations entrant dans le système ainsi que la nature des résultats obtenus à la sortie du système. Par la suite, chaque fonctionnalité du produit est déterminée individuellement et les interrelations existant entre celles-ci sont identifiées en considérant les intrants et les extrants (certaines fonctions ont-elles des intrants ou des extrants communs ? Un extrant d’une fonction particulière est-il utilisé comme intrant d’une autre fonction ? Etc.).
Le lien entre les objectifs du projet et les fonctionnalités du produit n’apparaît pas toujours aussi clairement que celui qui a été établi précédemment entre les objectifs et les besoins de l’initiateur du projet. Par conséquent, l’analyse fonctionnelle d’un produit exige un effort de concentration considérable et une recherche d’informations complète et rigoureuse. Il est souhaitable de s’imposer un minimum de contraintes en débutant l’analyse, quitte à restreindre le nombre de sous-fonctions en cours de processus.
Cette façon de procéder génère certes des redondances au niveau des sous-fonctions (il sera toujours temps de les éliminer au moment opportun), mais elle minimise également le risque d’omettre des sous- fonctions importantes.
Au terme de cette étape, l’analyse fonctionnelle est illustrée sous la forme d’un diagramme afin d’en simplifier la préparation et la présentation. L’utilisation d’un tel outil permet aussi de faciliter la compréhension des fonctionnalités du produit sous une forme imagée, par un individu moins impliqué dans son développement (le grand patron de l’organisation par exemple).
3.5.1.1. Diagramme fonctionnel
Le diagramme fonctionnel permet d’éclaircir la vision quelque peu opaque du système entraînée par son approche initiale de haut niveau. Ainsi, au fur et à mesure que les boîtes représentant les sous-fonctions ainsi que les éléments entrant et sortant de ces dernières sont identifiés et ajoutés, le diagramme prend tout
son sens. Le diagramme fonctionnel est un outil indispensable puisque son élaboration permet d’identifier, tôt dans le processus, les lacunes de l’équipe de conception en ce qui a trait à la compréhension du fonctionnement du système en développement.
3.5.2. Recherche d’idées de solution
La recherche d’idées de solution est la première étape qui fait appel exclusivement à la créativité des membres de l’équipe de conception. Cette démarche, effectuée en suivant des techniques strictes, structurées et rigoureuses, prévient que la rationalité des participants ne nuise à la génération d’idées, favorisant du même coup l’élaboration objective de plusieurs concepts de solutions variés. La viabilité des idées générées n’est pas évaluée à cette étape du processus et fait plutôt l’objet d’une première démarche d’épuration précédant l’élaboration des solutions.
Malgré la nature non rationnelle de l’activité, il ne faut pas perdre de vue qu’elle s’inscrit à l’intérieur d’un processus très rationnel. Par conséquent, cette étape débute par une prise de connaissance et une analyse approfondie du diagramme fonctionnel. Elle permet à l’équipe de conception de « s’approprier » les fonctionnalités du système et d’orienter leurs efforts de génération d’idées. La recherche d’idées s’effectue à l’occasion d’une rencontre de créativité, le brainstorming, qui fait intervenir la participation d’un groupe d’individus.
3.5.2.1. Brainstorming
Le brainstorming est une rencontre de travail où les participants sont regroupés autour d’une table et, dans un effort collectif, génèrent la plus grande quantité possible d’idées pouvant mener à l’élaboration de concepts de solutions.
À cette occasion, l’animateur de la rencontre, qui a préalablement préparé la séance, présente aux participants l’information provenant du diagramme fonctionnel établi par l’équipe. Il s’assure par la suite d’encourager le processus de génération d’idées, en gérant adroitement les droits de parole de chacun des individus.
En considérant les fonctionnalités une par une, les participants énoncent à voix haute toutes les idées qui leur viennent à l’esprit. Il est déconseillé d’analyser l’information ou de tenter d’en évaluer la pertinence
viennent plus aussi rapidement, il est recommandé de poursuivre le processus avec la fonctionnalité suivante.
L’animation d’un brainstorming est un exercice exigeant puisqu’il demande une gestion efficace des interventions des participants, tout en s’assurant que les propos énoncés sont respectueux et appropriés, mais sans brimer la liberté d’expression de chacun. Les habiletés d’un animateur à relancer la production collective d'idées au moment opportun sont également mises à profit lorsque la créativité de l’équipe semble être sur le point de s’épuiser.
Un secrétaire de séance est chargé de noter l’ensemble des idées énoncées. Si le groupe de travail est constitué de plus de quatre ou cinq individus, il peut être bénéfique de partager les idées générées en les inscrivant sur un tableau ou sur un tableau à feuille, de façon à s’assurer que ces idées entretiennent l’élan de créativité.
Le brainstorming se termine une fois que toutes les fonctionnalités ont été considérées et qu’aucune idée supplémentaire ne survient à l’esprit des participants. Le processus dans son entier peut durer près d’une heure.
Les règles suivantes résument les points importants à considérer pour la tenue d’un brainstorming efficace :
• Être discipliné et attentif aux consignes de l’animateur. L’animateur est responsable de créer et de maintenir un climat de travail propice au bon fonctionnement du groupe. Il est essentiel de garder à l’esprit que l’animation de ce type de séance de travail est très exigeante. Par conséquent, le simple fait de respecter le travail de l’animateur et de se plier à ses consignes favorise l’atteinte des objectifs de la séance et optimise le rendement de l’équipe de travail.
• Générer un maximum d’idées. À cette étape, il est essentiel de miser sur la quantité plutôt que sur la qualité afin de maximiser les chances de noter des idées utilisables. L’élimination des idées farfelues ne se fait pas à cette étape du processus. Les idées qui peuvent sembler ridicules ou inappropriées à priori, entraînent souvent la génération d’idées ou de concepts novateurs et tout à fait viables.
• Éviter de porter un jugement critique sur les idées de ses partenaires de travail. Il est facile de percevoir et de comprendre les impacts négatifs que des jugements inappropriés sur le travail des autres peuvent entraîner à l’intérieur d’un groupe de travail. La censure est le pire ennemi de
la créativité dans un contexte de rationalité tel que celui qui entoure le développement d’un produit d’ingénierie.
• Continuer à générer des idées le plus rapidement possible jusqu’à épuisement. Le fait d’opter sur la rapidité minimise les chances d’analyser les idées sur le champ.
• Éviter les séances de travail trop longues. Idéalement, le brainstorming devrait durer entre trente et soixante minutes. Ces séances sont exigeantes mentalement, bruyantes et peuvent quelque fois être le théâtre d’échanges émotifs entre participants. Par conséquent, il n’est pas souhaitable d’étirer ces rencontres inutilement lorsque l’on constate que la concentration du groupe n’y est plus. Un entêtement à poursuivre la séance est une perte de temps, et pourrait même entraîner des effets néfastes au niveau de la cohésion au sein du groupe.
Une fois le brainstorming complété, une première épuration s’effectue à tête reposée par l’équipe de travail. À cette étape, les idées jugées saugrenues ou inapplicables sont mises de côté alors que les idées les plus prometteuses sont conservées (à ne pas confondre « mettre de côté » et « éliminer à tout jamais » puisque les éléments éliminés lors de cette épuration pourront plus tard être utilisés pour faire progresser la conception du produit en développement). Les idées retenues sont utilisées, à l’étape suivante du processus, afin d’élaborer une série de concepts de solution complets et viables.
3.5.3. Élaboration de concepts de solution
L’élaboration de solutions complètes à partir des idées retenues au terme du brainstorming débute par la construction des concepts. Cette opération prend la forme d’un assemblage théorique de diverses idées (une par fonctionnalité), qui n’ont aucune valeur fonctionnelle prises indépendamment, mais qui prennent tout leur sens lorsque mises en commun avec d’autres idées. Dans le cadre de ce cours, cette étape devrait se solder par l’élaboration de six ou sept concepts au maximum.
Dans un deuxième temps, les concepts sont brièvement analysés dans le but d’en évaluer la viabilité et la complétude. Cette analyse permet aussi de s’assurer que les solutions proposées présentent un niveau de variété représentatif de l’effort de créativité des concepteurs.
3.5.3.1. Construction de concepts
Un concept de solution est constitué d’un amalgame d’idées, souvent indépendantes, qui collectivement apportent une solution complète au problème à résoudre. Pour faciliter la combinaison des idées, il est recommandé de dresser un tableau de construction dont les lignes et les colonnes présentent les idées associées aux différentes sous-fonctions pour chaque concept proposé.
Il n’existe pas de procédure stricte pour construire les concepts. En effet, cette démarche fait souvent intervenir la logique et l’imagination. Cependant, cet exercice doit être réalisé en gardant à l’esprit que les solutions obtenues doivent présenter la plus grande diversité possible afin d’assurer que la sélection du concept final ne se fasse pas parmi une série de solutions identiques, ou trop semblables. Par conséquent, malgré qu’il soit possible que certaines cases du tableau renferment la même information, il n’est pas souhaitable qu’il en soit ainsi.
3.5.3.2. Analyse des concepts
Suite à l’assemblage des concepts de solution, ces derniers sont analysés très brièvement afin d’en évaluer la complétude, la viabilité et la diversité. Il ne s’agit pas ici d’effectuer une analyse approfondie de chaque concept, mais plutôt de s’assurer, sur papier et sans nécessiter le moindre calcul, que chaque concept résout totalement le problème, semble fonctionnel et réalisable, et qu’il se distingue des autres concepts proposés. Il est inutile de s’attarder en profondeur à cette analyse à ce moment, puisqu’une étude portant sur la faisabilité physique, économique, temporelle et socio-environnementale de chaque solution fait l’objet de l’étape suivante du processus de conception.
3.5.3.3. Description de solution
L’élaboration des concepts de solution ne saurait être complète sans la présentation d’une description détaillée de l’allure générale et du fonctionnement de chaque concept.
La description technique peut s’adresser à différents types de lecteurs. Par conséquent, la première étape à considérer lors de sa rédaction est l’identification du public cible. Évidemment, le contenu de la description technique est appelé à varier en fonction de la nature de la clientèle à qui elle est destinée.
Cependant, peu importe son contenu ou la clientèle à laquelle elle s’adresse, sa structure reste toujours la même. Ce court document est généralement constitué de la présentation générale du concept, d’un schéma de la solution, de la description de ses composantes et d’une présentation de son fonctionnement.
La description technique doit permettre au lecteur de se faire une idée précise du produit, de son utilité, de ses principales caractéristiques et de ses différentes composantes et ce, dès la première lecture. Le défi que présente la préparation d’un tel document est de traduire ces éléments de façon claire et concise pour faire en sorte que le rédacteur et tous les lecteurs aient la même perception du produit à concevoir.
Présentation générale
La présentation générale de l’objet ou du produit se doit d’être très brève puisque la description technique est généralement insérée à l’intérieure d’un document plus complet. Puisqu’elle sert d’introduction à la description, la présentation générale doit comporter les trois sections suivantes : 1) un rappel de la problématique, 2) une présentation initiale du produit (en incluant l’énumération des pièces principales) et 3) la présentation du contenu de la description.
Le rappel de la problématique doit être le plus bref possible afin d’éviter de répéter inutilement l’information déjà connue par le lecteur. Les redondances inutiles sont ennuyeuses et peuvent avoir pour effet de distraire le lecteur et l’amener à rater des informations plus importantes. Ainsi, le rappel de la problématique ne doit pas dépasser une ou deux phrases.
La présentation initiale circonscrit l’ensemble de ce qui est à décrire. Après avoir lu ces quelques lignes, le lecteur doit savoir à quoi sert l’objet dont il est question, quelles en sont les principales composantes et quelle en est l’allure générale. La liste des pièces doit être limitée aux pièces les plus importantes, les pièces secondaires étant décrites plus tard lors de la description des composantes.
La présentation du contenu est le dernier élément à inclure dans cette section. Son rôle est essentiellement d’annoncer au lecteur la structure générale des paragraphes qu’il s’apprête à lire.
Schéma
La présentation générale est appuyée, dans la section suivante, par une représentation schématique de l’objet à concevoir. Ce schéma donne au lecteur une image globale du produit et en facilite la compréhension. Le schéma prend souvent la forme d’une vue en perspective ou d’une vue explosée du concept et sert d’image de référence pour la description des composantes. Le schéma peut être effectué à l’aide d’un outil informatique, mais il s’avère souvent plus approprié de réaliser un croquis à la main.
Il peut s’avérer utile d’inclure plus d’un schéma afin d’illustrer adéquatement l’ensemble des informations essentielles à la compréhension du produit. Cependant, il est important de ne pas abuser de ce type d’illustrations, le rôle du schéma n’étant pas de remplacer le texte, mais plutôt de l’appuyer.
Afin d’utiliser une illustration le plus efficacement possible dans une description technique, les règles suivantes doivent être respectées :
• Identifier, numéroter et annoncer la figure. Une figure est toujours identifiée par un titre et un numéro. La figure doit être annoncée dans le texte qui la précède et être placée le plus près possible de cette référence.
• Identifier les pièces représentées sur le dessin. Le nom de toutes les pièces doit être indiqué sur le dessin. La façon la plus claire de le faire consiste à identifier chaque composante par un numéro. Une liste insérée à côté ou en dessous du dessin indique, pour chaque numéro, le nom de la pièce correspondante.
• Faire des dessins précis et clair. Même si le choix des croquis à main levée est préconisé, il importe d’insister sur la précision et la clarté (quitte à faire l’usage d’instruments de dessins). Le croquis doit respecter les proportions de l’objet et indiquer tous les renseignements nécessaires (dimensions externes, matériaux spécifiques, etc.). Si l’utilisation de gros plan est nécessaire, il est essentiel de montrer d’abord une vue d’ensemble en précisant l’emplacement du gros plan.
Description des composantes
La description des composantes fait référence aux éléments présentés sur le schéma. Les principales composantes peuvent être énumérées dans une seule phrase ou sous la forme d’une liste à puces. Si les pièces sont nombreuses (plus de cinq ou six), il est préférable d’opter pour la liste à puces.
Encore une fois, il importe d’être le plus précis possible dans la description de chacune des composantes, mais tout en restant bref. Ainsi, les éléments essentiels qui doivent être retrouvés à la lecture de cette section incluent : la forme et la taille de la composante, son interaction avec les autres composantes, son positionnement dans l’assemblage complet, le matériau dont elle est constituée, etc.
Fonctionnement
La dernière partie de la description technique consiste en un court paragraphe expliquant le fonctionnement du produit. La description du fonctionnement doit faire ressortir de façon évidente les liens avec le diagramme fonctionnel.
3.6. Analyse de faisabilité
L’étape précédente du processus de design a insisté sur la création de concepts de solution variés en faisant intervenir un minimum d’analyse. Avant d’entreprendre l’étape de développement des solutions, une analyse plus poussée de la faisabilité physique, économique, temporelle et socio-environnementale de chaque concept doit être entreprise. Cette analyse a pour double fonction d’assurer que les concepts retenus remplissent certains critères spécifiques quant à leur faisabilité tout en limitant le nombre de concepts qui seront développés en profondeur à l’étape suivante du processus. Ainsi, des six ou sept concepts proposés au terme de la conceptualisation de solutions, seulement trois devraient être retenus à la suite de l’analyse de faisabilité. Ceux-ci peuvent provenir directement des concepts initiaux ou être formés à partir de combinaisons de deux ou plusieurs d’entre eux.
L’analyse de faisabilité doit être conduite avec rigueur puisque la solution optimale obtenue au terme du processus de design découle directement des solutions retenues à cette étape et détaillées à partir de ce point. Elle représente le portail d’entrée de l’étape de développement des solutions, tel qu’il est illustré à la figure 3.6.
Figure 3.6 – L’analyse de faisabilité.
3.6.1. Identification des aspects de l’analyse
Le but premier de l’analyse de faisabilité n’est pas de déterminer dans quelle mesure chaque concept permet d’atteindre les objectifs établis antérieurement, mais plutôt de procurer rapidement l’information sur les chances de réussite ou sur les risques de faillite du projet, sans avoir à élaborer les concepts de solution en détails.
L’analyse de faisabilité porte essentiellement sur les quatre aspects suivants :
• Physiques : La viabilité scientifique et technique du produit ou du système proposé existe-t-elle ? Le concept respecte-t-il les lois de la physique ? Les restrictions physiques inscrites au cahier des charges sont-elles respectées ? Les technologies envisagées ont-elles atteint un niveau de maturité suffisant ?
• Économiques : Les contraintes budgétaires allouées au développement du système sont-elles rencontrées ? Le développement et la mise en service du système peuvent-ils se faire dans le contexte économique actuel de l’entreprise ? Les préoccupations économiques sont omniprésentes dans un contexte entrepreneurial puisqu’elles sont très souvent liées à la décision de poursuivre ou d’arrêter un projet. La rentabilité économique d’un projet est presque toujours la priorité des dirigeants d’entreprise et l’équipe de conception doit garder ce fait à l’esprit.
• Temporels : Les délais temporels nécessaires pour réaliser le projet concordent-ils avec l’échéancier global fixé par l’entreprise ? Les technologies envisagées ont-elles atteint un niveau de maturité suffisant (l’impact de la maturité des technologies a des répercussions sur plus d’un aspect) ? Pour un même projet, les délais de réalisation ne sont pas nécessairement les mêmes d'une solution à l'autre. Ils dépendent de l'expertise requise et du niveau technologique demandé.
L'innovation technologique entraîne des incertitudes qui nécessitent de répondre à plus de questions.
• Socio-environnementaux : Les restrictions socio-environnementales associées au projet sont- elles respectées ? La réalisation du projet nécessite-t-elle l’utilisation de main-d’œuvre spécialisée non disponible ? Le développement, la production ou l’utilisation du produit ont-ils un impact humain, écologique ou socioculturel indésirable ? Les considérations socio- environnementales sont d’une importance primordiale puisqu’elles affectent directement les utilisateurs du produit en développement ainsi que l’environnement dans lequel ils vivent. Les critères socio-environnementaux englobent des notions aussi variées que la sécurité, le confort, l'ergonomie, la pollution (chimique, visuelle, sonore), etc.
En regard de chacun des aspects, une série de question doit être développée. Les réponses à ces questions permettent d’établir avec suffisamment de précision les forces et les faiblesses de chaque concept et orientent l’équipe de conception sur les décisions à prendre pour sélectionner ou redéfinir les concepts retenus au terme de cette étape.
L’évaluation des aspects de l’étude de faisabilité se divise en deux volets. Ainsi, pour vérifier si un concept satisfait aux aspects physiques, économiques, temporels et socio-environnementaux de la faisabilité, la première étape consiste à s’assurer qu’il rencontre toutes les restrictions incluses dans le cahier des charges qui se rapportent à ces aspects. Par la suite, une évaluation grossière des concepts est effectuée afin de s’assurer qu’ils répondent minimalement aux critères inscrits au cahier des charges.
3.6.2. Synthèse de l’analyse
Il ne suffit pas de s’interroger sur la faisabilité de chacun des concepts, encore faut-il être en mesure d’utiliser les résultats de ces questionnements à des fins concrètes et pratiques. Pour ce faire, les informations obtenues de l’analyse de faisabilité sont synthétisées et compilées dans un tableau, afin d’en permettre une analyse systématique et rigoureuse. Les informations ainsi recueillies permettent non seulement de faire une première évaluation des concepts, mais aussi de les améliorer en prévoyant certaines modifications potentielles.
Certaines solutions sont rejetées à partir de cette étape du processus de design. Celles qui sont retenues peuvent potentiellement évoluer et devenir le concept de solution unique résultant de la démarche globale.
Par conséquent, le rejet ou l’élimination d’une solution à ce stade du processus nécessite une réflexion poussée ainsi qu’une analyse judicieuse et les décisions prises à ce moment doivent nécessairement être justifiées. Les paragraphes qui suivent discutent de la nécessité de procéder à cette analyse avec rigueur.
3.6.2.1. Présentation
Les décisions partielles relatives à chacun des aspects de l’analyse de faisabilité sont présentées dans un tableau synthèse, tel que celui présenté ci-dessous (Tableau 3.1).
Tableau 3.1 – Exemple d’analyse de faisabilité Aspects de l’analyse
Concepts
Physiques Économiques Temporels Socio-envir.
Décision
Concept 1 Oui Oui mais Oui Oui Retenu
Concept 2 Oui mais Oui mais Oui Non Retenu mais
Concept 3 Oui Non Oui mais Oui Rejeté
... ... ... ... ... ...
Chaque ligne du tableau correspond à un concept, alors que les colonnes présentent les différents aspects considérés. Les décisions partielles présentées dans les cases du tableau indiquent le niveau de satisfaction de chaque concept en regard des aspects analysés (oui – remplit les critères ; oui mais – nécessite quelques modifications pour remplir les critères ; non – ne remplit pas les critères relatifs à la faisabilité).
Le tableau indique, pour chaque concept, la décision finale qui est rendue au terme de l’analyse de faisabilité. Cette décision peut être formulée selon l’un des quatre formats suivants :
• RETENU : Après élaboration et évaluation, si toutes les restrictions et seuils des critères sont respectés, le concept est retenu tel quel.
• RETENU MAIS : Si certaines restrictions et seuils des critères sont respectés et qu’il est possible d’améliorer le concept pour faire en sorte qu’il remplisse la totalité des conditions en le modifiant ou en le combinant à un autre concept, ce dernier est retenu sous conditions.
• REJETÉ : S’il apparaît impossible de modifier le concept de manière à respecter les exigences du problème parce que les améliorations ne peuvent être apportées dans les contextes physiques, économiques, temporels et socio-environnementaux actuels, le concept est rejeté.
3.6.2.2. Discussion et décision
Le tableau de faisabilité en lui-même ne donne pas suffisamment d’informations pour permettre au lecteur
l’ensemble des aspects analysés, particulièrement en ce qui a trait aux réflexions qui ont mené au rejet des concepts éliminés.
La justification des décisions appuie la rigueur de l’équipe de conception. Elle permet de convaincre les autorités décisionnelles d’une entreprise que le travail a été effectué de façon sérieuse et professionnelle et que les décisions ont été prises dans les meilleurs intérêts de l’organisation.
En résumé, pour effectuer l’analyse de faisabilité de façon systématique, il s’agit de :
• S’assurer que l’information du cahier des charges est mise à jour (critères et barèmes d’évaluation, spécifications acceptables, etc.).
• Classifier les restrictions et les critères en fonction des quatre aspects de l’analyse de faisabilité.
• Analyser chaque concept afin de vérifier successivement les aspects de l’étude et de déterminer si le concept est retenu, combiné à un autre ou rejeté.
• Rassembler l’information à l’intérieur d’un tableau synthèse.
• Justifier les décisions prises au terme de l’analyse de faisabilité.
3.7. Développement des concepts
L’analyse de faisabilité a permis d’effectuer une épuration des concepts de solution proposés précédemment. Ainsi, un nombre restreint de concepts (ceux qui démontrent le plus de potentiel à répondre à la problématique initiale), sont développés à cette étape du processus. Le développement des solutions est la première étape qui fait intervenir l’utilisation de calculs d’ingénierie de façon substantielle.
Son positionnement dans la démarche de conception, tel qu’illustré à la figure 3.7, assure que seules les concepts retenus à la suite de l’analyse de faisabilité sont développés ici.
Figure 3.7 – Le développement des concepts.
L’étape de développement se divise en deux grandes opérations. Elle débute par l’élaboration d’un plan de développement détaillé, inspiré du cahier des charges, qui résume les paramètres à évaluer, les stratégies d’évaluation utilisées, les hypothèses à considérer et les références d’où proviennent les informations. Par la suite, le calcul des paramètres et l’analyse complète des concepts retenus est effectué en utilisant rigoureusement le plan de développement.
Le développement des solutions représente le portail d’entrée de l’étape de sélection du concept optimal.
Par conséquent, un manque de précision et de rigueur à ce moment peut engendrer des conséquences catastrophiques sur l’ensemble du projet. À l’opposé, le suivi minutieux d’une démarche structurée maximise les chances de compléter le processus en proposant le concept optimal.
3.7.1. Élaboration du plan de développement
L’élaboration d’un plan de développement représentatif du projet en cours doit refléter le plus fidèlement possible l’analyse fonctionnelle effectuée précédemment. Pour ce faire, les éléments du cahier des charges
l’information contenue dans le cahier des charges est valide et représentative, une mise à jour des critères et barèmes d’évaluation est nécessaire.
Cette mise à jour assure que les critères considérés sont adéquats et suffisants et que les échelles d’évaluation proposées sont réalistes et utilisables. Au terme de cette analyse, les éléments de cette version corrigée du cahier des charges sont considérés individuellement pour procéder à l’élaboration du plan de développement. L’utilisation d’un tel outil permet d’orienter et d’uniformiser la démarche empruntée par les membres de l’équipe de travail pour effectuer les calculs approfondis reliés au développement des solutions.
Il est difficile d’établir une procédure unique pour élaborer le plan de développement puisque les concepts proposés et les critères de performance diffèrent d’un projet à un autre. Peu importe la procédure, la démarche utilisée doit permettre de déterminer :
• La nature du critère de performance recherché;
• La procédure à suivre et les calculs à effectuer pour évaluer le critère;
• Les hypothèses requises;
• Les références utilisées.
Le plan, qui prend la forme d’un tableau synthèse, permet d’aborder l’analyse et la comparaison des concepts de solution sur une base objective et prévient les déséquilibres entre le niveau d’approfondissement des concepts les uns par rapport aux autres.
3.7.2. Élaboration détaillée des solutions
Une fois le plan de développement bien établi, l’élaboration détaillée des solutions s’effectue en deux étapes. Dans un premier temps, chaque concept retenu au terme de l’analyse de faisabilité est approfondi en se basant rigoureusement sur les éléments contenus dans le plan, afin d’assurer le respect d’une démarche des plus objective. L’équipe de travail doit toujours garder à l’esprit qu’une des motivations principales d’utiliser une démarche structurée de conception de produits est d’assurer, autant que faire se peut, l’objectivité des décisions prises en court de route. Par la suite, les résultats obtenus pour chacun des concepts, en regard des éléments du plan de développement, sont synthétisés sous forme de tableau, de
