L'amélioration de la performance du produit par l'intégration des tâches d'utilisation dès la phase de conception : une approche de conception comportementale

improving product performance by integration use taks during the design phase : a behavioural design approach

• Auteur / Autrice : Huichao Sun
• Direction : Mickaël Gardoni
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance le 06/03/2012
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie de la conception (Strasbourg)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Martin, Dominique Knittel, Rémy Houssin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Samuel Gomes, Kondo Hloindo Adjallah

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécanique appliquée

Constructions, Théorie des

Conception technique

Mots clés libres

Méthode de conception

Approche de conception comportementale

Conditions d'utilisation

Tâche

Comportement des utilisateurs

Comportement de structure

Design method

Behavioural design approach

Use conditions

Task

User behaviour

Structure behaviour

Résumé

Les processus de conception d'ingénierie mécanique sont souvent centrés sur la technologie et ont des difficultés à intégrer de façon adéquate les comportements des utilisateurs lors des utilisations du futur produit. Ce problème existe tout au long du cycle de vie du projet de développement du produit et est particulièrement visible lors des phases préliminaires de conception. Bien que les industries et les universités conviennent que les aspects humains sont importants pour le succès du produit, il existe peu de méthodes qui soutiennent les créateurs/concepteurs pour la prise encompte de ces facteurs lors des travaux de conception. Afin d'améliorer la performance du produit, notre recherche vise à apporter ou complémenter la conception technique fonctionnelle par une approche plus intégrée. Elle vise en particulier une meilleure intégration du comportement du couple produit/utilisateur dès la phase de conception. En effet, les concepteurs ont été obligés de mettre de côté l’objectif d’une machine entièrement automatisée et doit continuer à faire appel à l'utilisateur pour effectuer certaines tâches. Même si pour améliorer la productivité de la machine l'automatisation des systèmes de production est une voix intéressante, l'intervention humaine sur ces systèmes reste un besoin critique, or elle reste mal définie au stade de la conception. Dans notre cas, le système mécanique pourrait être un système de production, une machine, un produit ou tout autre outil manipulé par un utilisateur. Les conditions d'utilisation sont directement influencées par les travaux de conception, qui constituent également le principal facteur d'amélioration des performances du système. L'objectif de cette recherche est le développement d’une évaluation technique « top-down » et d’une conception d'ingénierie socio-technique pour intégrer les diverses bases de connaissances et en particulier le modèle de tâche. L’objectif est donc de développer une approche de conception comportementale non pas uniquement centrée sur la technologie mais aussi sur une approche socio-technique, afin d'aider les concepteurs à optimiser la performance du produit globalement dès les premières phases de conception. Ainsi, nous proposons une approche qui intègre lesdonnées comportementales système technique, utilisateur et utilisateur/technique. Ce travail porte sur la conception d'ingénierie multi-métiers et traite de l'élaboration d'une approche de conception comportementale pour aider les concepteurs à optimiser la performance du produit globalement dès la phase de conception grâce à la prise en compte des conditions d'utilisation et de la présence de l’utilisateur. Pour expérimenter ces travaux, un logiciel est en développement pour soutenir et permettre une utilisation systématique de cette «approche de conception comportementale» en l'intégrant dans le travail au quotidien du concepteur.

Mechanical engineering design processes are often technology-centered and have difficulties to integrate user’s behaviour in term of using the product adequately. This problem is encountered along the whole life cycle of a project, and is especially noticeable during the early design phase. Although, industry and academia agree that human aspects are important for the success of the product, there are few methods that support the designers concerning these factors in the synthesis part of the design works. Mechanical engineering design is connected with human behaviours targeted at and eventually leading to the development of the product. These behaviours take place all over the product lifecycle. In order to improve product performance, our research carefully thinks out a piece of research linking the user cantered and functional engineering design approached into an integrated package. It aims to a better integration of product and user behaviour during the early design phase. Designers have been obliged to set aside their dreams of a 100% machine due to the vitalrequirement of the user to perform some definite tasks with machines. While machine productivity and use conditions are the main reasons for automating production systems, human intervention on such systems remains a critical need and the tasks performed by the user remain poorly defined at the early design stage. The focus of this research is the development and evaluation of a top-down technical and socio-technical framework for engineering design, which integrates various knowledge bases and the task model. The rationale behind such a framework is to develop a behavioural design approach not in a technology-centered approach, but with a socio-technical approach, in order to help designers to optimize the product performance through taking into account using conditions and requirements during the early design phase. We propose here a design approach that integrates user’s and system’s behavioural data as design specifications. We attempt to provide seamless integration means by merging engineering data and user-centered data within the engineer’s toolkit. Otherwise, classical user-centered approach may seem difficult to handle by the whole design team : in this respect, this work provides a formal integration model in the framework in mechanical engineering design. This paper covers the multi-trade engineering design, and deals with the development of a behavioural design approach to help designers to optimize the product performance in the early design phase through taking into account utilization conditions and requirements. Finally, a software application is in development to support and allow a systematic utilization of the “behavioural design approach” by integrating it into the daily work of the designer.