Description de l’ingénierie systémique

Cours description de l’ingénierie systémique, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

Définition d’un acteur

Le terme d’ « acteur » désigne une ressource de nature humaine de l’entreprise, qui peut être individuelle ou collective. Un acteur individuel (collectif) est une personne (une organisation de travail) ayant reçu la responsabilité de réaliser une mission (prescription d’un décideur) et agissant de manière permanente, temporaire ou occasionnelle, au service de l’entreprise considérée. Il existe des acteurs collectifs de différents niveaux, depuis le «binôme» jusqu’à l’entreprise considérée dans sa globalité, en passant par toutes sortes d’intermédiaires : groupes de travail, équipes projet, métiers, filières métiers, Direction de projet, usines, etc. Un acteur collectif peut être décomposé en acteurs de plus petits cardinaux, collectifs ou individuels.
Un acteur peut lui-même participer à des missions de différents acteurs collectifs de plus grands cardinaux. Il est alors important de constater que la différence porte sur l’horizon de ces missions: court, moyen, ou long terme. L’organisation matricielle, traditionnellement utilisée depuis le début des années 90 [MID 98], n’est qu’une façon de séparer ces différents types d’horizon : les acteurs ont en charge des missions à court et moyen terme (par exemple, élaborer l’architecture du produit, rédiger les justifications des choix…), mais aussi des missions à long terme (par exemple, de développement des métiers et d’innovation…). Cependant, un acteur-projet peut avoir une certaine stabilité, surtout avec le concept de plateforme qui fédère un faisceau de projets et qui s’inscrit dans la durée (plus de 5 ans). La Direction de projet est aussi à considérer comme un acteur-métier, qui développe des compétences spécifiques.

La dynamique des systèmes

L’approche systémique insiste sur les transformations qui se produisent à l’intérieur des ensembles que l’on étudie. Ces transformations ou changements résultent de modifications plus ou moins contrôlées que subissent les intrants provenant d’autres systèmes ou de l’environnement. Ces transformations produisent des extrants qu’absorbent d’autres systèmes ou l’environnement.
Ce processus de changement ou de transformation des intrants en extrants est à la base de la dynamique des systèmes et a été expliqué par la cybernétique.

L’approche systémique

Comme le souligne de [Rosnay 1975] , il semble que notre éducation ne nous ait pas incités à avoir une vision globale de l’univers et des ensembles qui nous entourent. La réalité, telle que présentée tout au long de nos études, a toujours été découpée en disciplines ou portions de réalité fragmentées et isolées. A cause de cette formation, il nous est difficile de la considérer dans sa totalité, sa complexité et sa dynamique. Pour sa part, le concept de système s’efforce de relier les ensembles au lieu de les isoler, considère les interactions plutôt que les éléments.
Ce concept de système nous aide à observer la réalité en la considérant comme étant formée d’ensembles dynamiques interreliés. De plus, il favorise l’application d’une approche qui nous incite à réfléchir sur les buts pour lesquels les systèmes sont mis en place, à découvrir les relations existant entre les fins, les fonctions et les structures. Connaissant les buts d’un système, nous sommes en mesure d’en évaluer régulièrement les extrants et d’exercer des contrôles sur ses différents aspects.
Cette approche exige également que nous concentrions notre attention sur la réalisation des objectifs qui justifient l’existence d’un système et sur les critères nous permettant d’en vérifier la performance.
L’approche systémique, c’est donc l’application du concept de système à la définition et à la résolution des problèmes. Cette approche nous fournit une stratégie de prise de décisions dont les aspects les plus évidents sont:
• une insistance sur l’identification et la définition, des finalités, des buts et des objectifs du système et une énumération de critères et d’indices suffisamment précis et nombreux
• un examen minutieux des différents aspects qui caractérisent les intrants;
• une identification des meilleures alternatives possibles concernant les fonctions et les structures favorisant l’atteinte des objectifs d’un système;
•l’identification, l’intégration et la mise en oeuvre de mécanismes auto-correctifs (rétroaction/régulation) ajustant les objectifs du système à ceux de l’environnement, et à ceux des autres systèmes avec lesquels il interagit, les extrants aux objectifs du système et les variables d’action en fonction de la qualité et de la validité des extrants;
• l’analyse du système global en sous-systèmes, en repérant les intrants, les variables de transformation, les extrants de chaque unité et leurs points d’interface avec d’autres systèmes et avec l’environnement;
• l’implantation progressive du système et l’évaluation des extrants par rapport aux critères de performance identifiés au préalable.
Compte tenu du concept de système et de ses propriétés, il y a, dans l’approche systémique, plusieurs règles, plusieurs sous-entendus qui doivent être appliqués et respectés mais qui ne peuvent être inclus dans l’énumération et la description de ses étapes.
Mentionnons celle clairement exposée par [Mélèze 1972]. « L’approche systémique est un processus qui tend à faire évoluer l’organisme auquel il s’applique en débloquant des latitudes d’initiatives et de changement: on élabore en premier lieu un « baby-system » finalisé, fortement ouvert sur l’environnement et doté des capacités d’adaptation et d’apprentissage. La structuration de chaque partie du système, la définition de ses liaisons, de ses méthodes et de ses procédures vont se développer progressivement par essais-erreurs au contact de l’environnement, par ajustements successifs et par accroissement de la variété de contrôle » (p.79-80).

L’Ingénierie Système (IS)

C’est une démarche méthodologique développée pour maîtriser la conception et l’intégration des systèmes complexes (produits, systèmes de production…).
Différentes normes relatives à l’Ingénierie Système coexistent [EIA 98], [IEE 99], [ISO 03]. Elles décrivent des principes d’organisation des projets et les pratiques (jugées bonnes) des métiers associés en termes de processus et d’activités. Elles ont des champs d’application limités mais se complètent. La démarche d’IS permet d’intégrer les contributions de toutes les disciplines impliquées dans les phases de conception et d’intégration d’un système, en tenant compte des différentes exigences des parties prenantes (besoins, contraintes) intervenant au cours des différentes phases du cycle de vie d’un système(point de vue utilisateur). Grâce à la mise en oeuvre systématique et coordonnée d’un ensemble de processus génériques par des équipes multidisciplinaires, l’IS permet la conception équilibrée d’une solution satisfaisant ces exigences, ainsi que des objectifs du projet en termes de coûts, délais, risques … (point de vue du concepteur).
Dans le cadre du développement d’un produit et de son système de production associé, les buts de cette démarche sont de décomposer un système complexe sur différentes couches, d’identifier et d’organiser les activités techniques, d’éviter les retours arrière tout en progressant avec assurance (gestion des risques et de la maturité de la conception sur chaque couche), de maîtriser les informations nécessaires à la réalisation et ainsi de réduire les délais et coûts de développement.

Définition

On peut définir l’ingénierie systémique (IS) comme une approche interdisciplinaire permettant de développer des systèmes correspondant aux buts fixés. On entend ici par système un ensemble d’éléments organisés en vue d’atteindre des objectifs donnés. Au delà de cette définition générale, l’IS permet d’identifier un concept valable du système proposé, d’en définir et d’en valider des exigences de conception claires, de concevoir un système correspondant qui soit efficace, et d’assurer que ce système répond aux attentes des clients et des utilisateurs dans son contexte opérationnel.
L’IS est apparue d’abord dans le domaine des communications vers les années 50 aux États-Unis; elle s’est ensuite répandue dans les domaines de l’aérospatiale, de la défense, de l’électronique, de l’énergie et du biomédical. En raison de son succès pour la conception de systèmes dans ces domaines, elle apparaît de plus en plus comme une voie d’avenir pour faire face aux défis toujours plus grands posés par la conception d’ensembles toujours plus complexes, soumis à des contraintes de toutes sortes (environnementales, économiques, sûreté, etc.). Elle est aussi particulièrement adaptée au développement de nouveaux produits commerciaux, en particulier à cause de sa rigueur et de sa capacité à intégrer diverses méthodes et techniques.

Description de l’Ingénierie Systémique

L’IS permet d’encadrer toutes les étapes du cycle de vie d’un système, à partir de l’identification des besoins et des exigences jusqu’à son remplacement éventuel en passant par les activités de formation, d’entretien, de déploiement, etc. Elle comprend les grandes catégories d’activités suivantes [Martin, 1997]:
• La gestion qui planifie, organise, contrôle et dirige le développement technique d’un système.
• L’identification des exigences et la définition de l’architecture et des composantes (matérielles, logicielles, aspects organisationnels) du système.
• L’intégration et la vérification des composantes du système pour s’assurer que les exigences pertinentes sont satisfaites.
L’application des principes d’ingénierie systémique, qui est facilitée par une vue du système à développer sous forme de blocs élémentaires (IEEE1220, 1995). Un bloc élémentaire contient, à un niveau de décomposition donnée, ses éléments constituants et les services qu’il requiert (soutien, distribution, formation, fabrication, etc.). Un système de taille arbitraire peut ainsi être représenté sous forme d’un ensemble de blocs, facilitant ainsi la planification des activités de conception, développement et déploiement.
En plus d’encadrer les diverses étapes de la conception d’un système à l’intérieur d’un processus, l’IS joue un rôle d’intégrateur des spécialités individuelles (p. ex., électrique, mécanique, pneumatique). La figure suivante illustre les phases typiques de développement d’un système et identifie des méthodes, techniques ou disciplines particulières susceptibles d’être utilisées.