Co-conception d'un produit et de son système industriel : Une approche ingénierie des exigences pour l’aérospatial

Co-design of a product and its industrial system : A requirements engineering approach for aerospace industry

• Auteur / Autrice : Anouck Chan
• Direction : Thomas Polacsek, Stéphanie Roussel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique et Télécommunications
• Date : Soutenance le 13/11/2024
• Etablissement(s) : Toulouse, ISAE
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, informatique et télécommunications (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Équipe d'accueil doctoral Modélisation et ingénierie des systèmes (Toulouse, Haute-Garonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Office national d'études et recherches aérospatiales (France). Département Traitement de l’Information et Systèmes (2017-....)
• Jury : Président / Présidente : Franck Ravat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Polacsek, Stéphanie Roussel, Jolita Ralyte, Oscar Pastor López, Jelena Zdravkovic
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jolita Ralyte, Oscar Pastor López

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation des données (informatique)

Ingénierie des exigences

Industrie aéronautique

Mots clés libres

Ingénierie des exigences

Modélisation

Optimisation

Modélisation par buts

Industrie aérospatiale

Requirements engineering

Modelling

Optimisation

Goal modelling

Aerospace industry

Résumé

Cette thèse s'intéresse à l'utilisation de l'ingénierie des exigences orientée but (GORE) dans le contexte de la co-conception aérospatial.Nous nous intéressons plus particulièrement aux interactions entre les objectifs, potentiellement conflictuels, des différents acteurs impliqués dans la conception simultanée de produits complexes et de leurs systèmes de production.Après un état de l'art sur l'ingénierie des exigences orientée buts, nous développons, dans un premier chapitre, une méthodologie combinant modélisation mathématique et modélisation par buts pour identifier et évaluer les objectifs réalisables par un design de ligne d'assemblage optimal. Cette méthodologie est appliquée à un cas d'étude réel : la conception d'une ligne d'assemblage pour une future constellation de satellites d'observation de la Terre. Cette expérimentation souligne l'apport de l'élicitation des buts pour guider le processus de conception.Dans un deuxième temps, nous nous concentrons sur l'élicitation des objectifs et la compréhension des relations entre les différents acteurs impliqués dans la co-conception d'un avion et de son système industriel. En nous appuyant à la fois sur la littérature existante et sur des ateliers de modélisation participative avec des experts industriels, nous proposons des modèles de buts des différentes approches de co-conception dans le secteur aéronautique. Ces travaux mettent en évidence le besoin de méthodes pour modéliser par but avec des experts métiers.Nous développons une telle méthode dans un troisième temps. Celle-ci intègre un algorithme d'élicitation et de raffinement de buts à des ateliers de modélisation participative pour établir une approche collaborative pour satisfaire un objectif abstrait de haut niveau (HLG) global d'une organisation par l'intermédiaire de ses acteurs. Notre méthode décompose les HLGs en sous-buts individuels et les attribue à des acteurs spécifiques en fonction de leurs compétences, garantissant ainsi la satisfaction de l'objectif global. La méthode est validée par quatre études de cas réelles dans les domaines de la santé et de l'aéronautique.Les résultats de cette thèse contribuent au développement d' outils et méthodologies pour favoriser le travail collaboratif dans le contexte de l'ingénierie simultanée dans le secteur aérospatial, en particulier en permettant de gérer la complexité liée à la diversité des objectifs et des acteurs impliqués.

This thesis investigates the challenges of co-design in the aerospace industry, with a particular focus on the simultaneous design of complex products and their manufacturing system. Specifically, we investigate the interactions between potentially conflicting objectives of various stakeholders involved in the design of a product and its manufacturing system.In the first part, we develop a methodology that combines mathematical and Goal-Oriented Re- quirements Engineering (GORE) modelling to elicit and assess objectives achievable by an optimal assembly line. This method is applied to a real-world case study of a future Earth observation satellite assembly line. This experimentation underscores the significance of goal elicitation in aiding the design process.In the second part, we concentrate on eliciting goals and understanding relationships between different stakeholders involved in aircraft co-design by proposing approaches to goal modelling. We initially employ literature-based approaches then use the expertise of industry experts in participatory workshops to present several goal models for aircraft and industrial system co-design. This work highlights the necessity of a method for modelling with experts.In the third part, we develop such a method. This method integrates a goals elicitation and refinement algorithm with participatory enterprise modelling workshops to establish a collaborative approach to satisfying the global high-level goals of an organisation through its stakeholders. Our method breaks down high-level goals into individual sub-goals and assigns them to defined actors based on their competencies, ensuring the satisfaction of the global high-level goal. The method is validated through four applications in real-world healthcare and aeronautic case studies.The outcomes of this research contribute to the development of new tools and methodologies for collaborative work in the context of applying simultaneous engineering in an aeronautical setting.