Conception et roadmapping de l'expérience utilisateur basées sur les modèles. Application au cockpit intelligent du véhicule autonome

Model-based User Experience Design and Roadmapping. Application to a Smart Autonomous Vehicle Cockpit

• Auteur / Autrice : Ilia Iuskevich
• Direction : Marija Jankovic, Andreas Makoto Hein, Abdelkrim Doufene
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingéniérie des systèmes complexes
• Date : Soutenance le 12/04/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale INTERFACES : approches interdisciplinaires, fondements, applications et innovation
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire génie industriel (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : référent : CentraleSupélec (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
• Jury : Président / Présidente : Émilie Poirson
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Bonjour, Olivier L. De Weck, Bernard Yannou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eric Bonjour, Olivier L. De Weck

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ingénierie dirigée par les modèles

Conception centrée sur l'utilisateur

Planification stratégique

Mots clés libres

Planification stratégique

Roadmapping technologique

Ingénierie des systèmes basée sur les modèles

Ingénierie dirigée par les modèles

Conception centrée sur l'utilisateur

Strategic Planning

Technology Roadmapping

Model-Based Systems Engineering

User experience design

Model-Driven Design

Résumé

Le concept d'expérience utilisateur (UX) comprend tous les aspects, les réponses et les conséquences de l'utilisation d'un produit ou d'un service. Le processus de conception de l'UX, le design UX, est l'une des initiatives les plus importantes de tout business orienté utilisateur, car un produit qui offre le meilleur UX du marché est voué au succès.L'UX concerne de multiples niveaux de perception et de cognition humaines: un produit doit répondre aux objectifs de haut et de bas niveau d'un utilisateur, être désirable, utilisable et esthétiquement attrayant. La complexité du concept de l'UX augmente considérablement lorsque le contexte est pris en considération.Pour développer un plan qui respecte la complexité et l'ambiguïté de l'UX, la méthodologie réussie de planification stratégique centrée sur les utilisateurs, doit marier deux pôles contradictoires: un haut niveau de flexibilité, et une planification minutieuse et exhaustive. Une des solutions proposées dans la littérature est le "design roadmapping".Le principe du design roadmapping consiste à combiner les feuilles de route de la technologie et du produit avec le troisième niveau responsable de la planification du concept UX. La promesse du design roadmapping est d'harmoniser les efforts de diverses équipes en fournissant un plan robuste, mais flexible, qui fixe plutôt des objectifs et des priorités que des délais. Cependant, le design roadmapping ne donne que peu d'indications pour faire face à la complexité de de l'UX.Dans cette thèse, nous proposons une approche de conception et de roadmaping en combinant le design roadmaping avec le roadmaping à base de modèles. Cette dernière vise à numériser les feuilles de route en définissant une syntaxe et une sémantique formelles pour les concepts de planification.L'utilisation de modèles dans le roadmapping apporte de la flexibilité et réduit la charge de travail des créateurs des roadmaps en automatisant les tâches de routine, en fournissant des interfaces visuelles avancées et en améliorant l'intégration avec le flux de données des tests utilisateurs.Comme première contribution, ce travail de recherche contribue au domaine du roadmapping (feuille de route) technologique en proposant un méta-modèle de roadmapping. Ce dernier définit une feuille de route indépendamment du contexte applicatif et fournit un modèle structurel générique pour les outils supportant le roadmapping. Ce méta-modèle est conçu comme le résultat d'une analyse de travaux antérieurs publiés dans la littérature scientifique et validé par la représentation de trois roadmaps suffisamment différentes.Dans la deuxième contribution, nous avons conçu un langage spécifique au domaine (Domain-specific Language) pour le roadmapping centré sur l'UX et un processus permettant un processus asynchrone, collaboratif et itératif de développement de roadmaps. Nous proposons une syntaxe simple et unifiée basée sur le langage de modélisation des caractéristiques avec un certain nombre d'extensions pour représenter quatre niveaux hétérogènes d'une feuille de route, à savoir le marketing, la conception UX, la conception technique et la technologie. Le DSL proposé a une sémantique flexible (l'utilisateur peut établir sa propre taxonomie de concepts). Il est également exécutable, c'est-à-dire que les modifications apportées à une partie du modèle se propagent aux autres parties du modèle, ce qui reflète correctement et facilite le processus de prise de décision inter-domaines.L'approche proposée est intégrée dans une application interactive hébergée dans le cloud et appliquée à l'étude de cas de la planification stratégique dans une entreprise automobile.

The concept of User experience (UX) includes all aspects, responses, and consequences of using a product or service. The process of designing the UX, UX design, is one of the most important undertakings of the user-oriented business, as a product that offers the best UX on the market is doomed to success. Yet such an activity is also one of the most challenging due to the complex and ambiguous nature of the UX. UX concerns multiple levels of human perception and cognition: a product should comply with high and low-level goals of a user, be desirable, usable, and aesthetically appealing.The complexity of the UX concept grows drastically when the usage context is taken into consideration. The interaction happens in different cultural and climatical conditions, and the number of situations (use cases and scenarios) in which this interaction occurs is virtually infinite. To develop a plan which respects the complexity and ambiguity of UX, the successful strategic planning methodology focusing on users should marry two conflicting poles: the high level of flexibility with careful planning and comprehensiveness.One possible solution was proposed under the label of design roadmapping. The essence of design roadmapping is to combine technology and product roadmaps with a roadmap accountable for UX concepts planning. The promise of design roadmapping is to harmonize the efforts of diverse teams by providing a robust yet flexible plan that rather sets goals and priorities than deadlines.Design roadmapping, however, suggests little on how to address the UX complexity while developing plans. This thesis aims to propose a solution for this problem by complementing design roadmapping with the recently proposed model-based roadmapping. The latter aims to digitize roadmaps by defining a formal syntax and semantics for concepts of planning. The use of models in the roadmapping brings flexibility and reduces roadmap creators' workload by automating routine tasks, providing advanced visual interfaces, and improving integration with user testing data flow.First, this research work contributes to the technology roadmapping domain by proposing a metamodel of a roadmap. This metamodel defines a roadmap independently from the application context and provides a generic structural pattern for tools supporting roadmapping. This metamodel is designed as the result of inductive analysis of the roadmaps published in the scientific literature and validated by representing three sufficiently different roadmaps.Within the second contribution, we designed a Domain-specific language (DSL) for UX-focused roadmapping that enables an asynchronous, collaborative, and iterative roadmap development process. We propose a simple unified syntax based on feature modeling language with a number of extensions to represent four heterogeneous levels of a roadmap, namely marketing, UX design, engineering design, and technology. Proposed DSL has flexible semantics (user can establish own taxonomy of concepts). It is also executable, i.e., changes made in one part of a model propagate to the other parts of a model, which reflects correctly and facilitates the process of cross-domain decision making.In the third contribution, we complement our model-based approach to user experience design and roadmapping with various tools for user testing, which enables evidence-based strategy elaboration.The proposed approach is embodied into a cloud-hosted interactive application, validated together with industrial partners, and illustrated by the case study of strategic planning in the automotive context.