Pour améliorer le processus de conception de produits, les entreprises s’appuient aujourd’hui sur des structures de travail qui privilégient l’aspect collectif du travail (de Terssac & Friedberg, 1996). Ces structures tendent à rassembler un nombre de plus en plus important de métiers différents, souvent distribués géographiquement et qui doivent coopérer le plus efficacement possible, pour aboutir à la définition du produit optimisant au mieux les aspects coût, délai et qualité. Cependant, ce type de structures, au lieu de simplifier le processus de conception, conduit à une division des tâches et donc à une augmentation considérable des interactions entre les différentes tâches du processus, rendant ainsi l’ensemble du travail plus complexe. Des outils et des méthodes deviennent nécessaires pour organiser et contrôler efficacement les activités coopératives de conception. L’objectif est de disposer de principes d’organisation qui pourront être appliqués pour permettre aux différents intervenants du processus de conception de coopérer et communiquer correctement.

Dans l’analyse des coopérations que propose la méthode, l’aspect considéré de la coopération est celui des relations entre données, relations déduites de leur partage entre agents coopérants (Diaz & Villemur, 1993). En partageant les données, les agents travaillent conjointement dans un but commun qui est celui à l’origine de la coopération. La coopération entre agents peut donc être vue dans son sens le plus faible comme le partage autorisé de données dans les relations entre les agents. Les relations entre les agents d’un processus quelconque définissent de manière sous-jacente les liens structurels entre ces agents. Les travaux de Diaz, Vernadat et Villemur (1996) ont répertorié trois types d’échanges : hiérarchique si les relations entre agents sont transitives, bilatéral si les relations entre agents sont symétriques, total si les relations entre agents sont à la fois symétriques et transitives (fig. 1).

Dans une première phase, l’objectif est de déterminer une organisation initiale du processus de conception qui permet d’optimiser les échanges entre les différentes activités de conception et donc de réduire les délais de développement. L’optimisation des échanges entre les différentes activités de conception signifie mettre à disposition de chaque activité, au moment où elle en a besoin, les informations qui lui sont nécessaires. Ces informations constituent les éléments d’entrée de l’activité et sont le plus souvent les éléments de sortie d’autres activités. Conformément aux normes ISO 9001, les éléments de sortie d’une activité de conception doivent être vérifiés par rapport aux éléments d’entrée et validés avant leur mise à disposition. Par conséquent, pour qu’une activité puisse disposer d’informations validées, celle-ci ne peut commencer que lorsque les activités dont elle dépend sont, soit terminées, soit parvenues à un degré d’avancement suffisant lui permettant de commencer sans faire d’hypothèses sur ses éléments d’entrée. Il faut donc ordonnancer correctement les activités en fonction de leurs dépendances réciproques. Dans ce cadre, il existe plusieurs méthodes et outils de planification de projets, comme par exemple les diagrammes PERT (Program Evaluation and Review Technique) ou Gantt, mais ces méthodes sont pour la plupart linéaires et ne permettent pas de gérer les interactions ou couplages entre activités. Elles n’introduisent en effet pas les notions d’échanges totaux, c’est-à-dire de liens à la fois symétriques et transitifs qui sont le propre même des activités coopératives. Elles ne peuvent donc s’appliquer directement aux processus de conception coopérative. C’est pourquoi, partant de travaux sur la résolution de systèmes d’équations interdépendantes, Steward (1981) a proposé la méthode DSM (Design Structure Matrix). Cette méthode d’analyse de flux d’informations a fait ses preuves notamment à travers des projets développés par la NASA (Bond & Ricci, 1992) ou Boeing (Grose, 1994).

L’intérêt majeur de définir des groupes de travail par une phase de partitionnement de la matrice DSM est de permettre d’ordonnancer automatiquement les tâches à effectuer et de définir ainsi des jalons pour valider progressivement le processus de conception. Cependant, la décomposition du processus de conception par cette méthode ne permet pas de maîtriser la taille des groupes, c’est-à-dire le nombre d’activités impliquées. Ainsi, l’application de la méthode à un processus de conception peut aboutir aussi bien à la constitution de groupes de très petite taille comme à celle de groupes de taille importante (Smith & Eppinger, 1997). Un groupe de taille importante peut être difficile à gérer. Il consiste à faire coopérer en même temps un nombre important de participants, ce qui peut contribuer à ralentir très fortement la performance globale du groupe compte tenu du nombre d’interactions que le travail commun peut engendrer. En revanche, l’innovation et la créativité y sont favorisées. À l’inverse, un groupe de petite taille converge plus facilement vers une solution aux dépens de sa qualité ou de son ingéniosité. Il importe donc de pouvoir gérer la taille des groupes de travail et de trouver un compromis qui favorise les temps et coûts de développement sans pénaliser la qualité du produit.

Une fois que l’on dispose des moyens de définir et d’ordonnancer des groupes de travail, l’objectif est ensuite d’analyser les coopérations au sein des différents groupes et entre les groupes de façon à évaluer la cohérence globale de l’organisation définie. Dans cette deuxième étape, nous nous appuyons sur la théorie des graphes et plus précisément sur les graphes de coopération pour étudier les processus coopératifs mis en œuvre et en déduire un ensemble de principes d’organisation relatifs aux rôles au sein de chaque groupe ainsi qu’aux points d’articulation entre chaque groupe de travail. Ces principes sont déduits de l’analyse des interactions entre activités. Un premier ensemble de principes d’organisation est défini par l’analyse des coopérations au sein des groupes pour déterminer la composition de chaque groupe. Un deuxième ensemble de principes est défini par l’analyse des coopérations entre les différents groupes. Ces principes permettent de déterminer les points d’articulation entre chaque groupe de travail, nécessaires à la gestion de la cohérence des informations échangées entre les groupes.

Les normes qualité relatives à la maîtrise d’un processus de conception préconisent d’identifier parfaitement au sein du processus de conception les acteurs impliqués dans une tâche particulière, les responsabilités pour chaque tâche (point c du plan de développement de produit), ainsi que les responsabilités pour la validation des données d’entrées et de sorties de la conception et plus généralement les responsabilités pour la gestion des informations entre les tâches du processus (point d du plan de développement de produit).

Les préconisations précédentes en termes de gestion de la cohérence des informations au sein des groupes de travail sont a fortiori valables pour les échanges d’informations entre les groupes de travail. L’objectif est d’identifier les acteurs susceptibles d’assurer la cohérence des informations entre les différents groupes de travail en optimisant le transfert des informations entre les groupes, c’est-à-dire en réduisant les intermédiaires et donc les pertes sémantiques qui peuvent se produire à chaque intermédiaire.

Dans cette section, un cas réel d’étude est proposé pour montrer l’applicabilité de la méthode pour la définition d’une organisation adéquate du processus de conception et pour la compréhension du rôle de chaque acteur dans les mécanismes de coopération. Nous allons montrer à travers ce cas d’étude que l’organisation obtenue par application de la méthode proposée est parfaitement cohérente avec l’organisation qui est adoptée intuitivement au cours de la conception.

La décomposition intuitive du groupe de travail de huit acteurs en sous-groupes suffisamment disjoints pour pouvoir travailler de façon autonome les uns des autres consiste à regrouper les acteurs qui coopèrent le plus et à isoler ceux qui coopèrent le moins. La simple observation des coopérations montre que les acteurs « Automatique » (Auto) et « Commande » (Cde) coopèrent fortement et n’ont pas d’interactions directes avec les acteurs « Projeteur » (Proj) et « Brut » (Brut). L’organisation qui peut être déduite intuitivement serait donc d’avoir d’un côté un groupe qui contient au moins les acteurs « Automatique » et « Commande » et de l’autre un groupe qui contient au moins les acteurs « Projeteur » et « Brut ». L’observation des coopérations avec les autres acteurs conduit à former le premier groupe avec les acteurs « Automatique » et « Commande » et les acteurs avec lesquels ils ont le plus d’échanges, c’est-à-dire les acteurs « Composant » (Comp) et « Fabrication » (Fab). Le deuxième groupe est formé des acteurs « Projeteur » et « Brut » et des acteurs avec lesquels ils ont le plus d’échanges, c’est-à-dire les acteurs « Structure » (Stru) et « Cinématique » (Cine).

L’application des deux critères de décomposition proposés par la méthode aboutit à une décomposition du groupe de travail initial en deux groupes faiblement interconnectés : le groupe 1 composé des acteurs « Composant », « Automatique », « Commande » et « Fabrication » {Comp, Auto, Cde, Fab}, et le groupe 2 composé des acteurs « Structure », « Cinématique », « Projeteur » et « Brut » {Stru, Cine, Proj, Brut}.

La comptabilisation des échanges montre que l’acteur « Composant » est celui qui est le plus sollicité par l’ensemble des autres acteurs : à la fois par les acteurs « Automatique », « Commande » et « Fabrication » pour le choix des capteurs-actionneurs, et par les acteurs « Structure », « Cinématique » et « Projeteur » pour le positionnement des composants dans la structure en fonction des contraintes cinématiques. L’acteur « Composant » doit donc être capable de comprendre et discuter de l’ensemble des problèmes relatifs à la tâche de conception : en toute logique, il devrait avoir la compétence pour assurer la responsabilité de la tâche.

L’application du principe B consiste à calculer pour chaque acteur les valeurs d’excentricité et d’anti-excentricité et la somme des deux valeurs puis de rechercher parmi les sommes la valeur minimale. Dans l’exemple, les quatre acteurs « Composant », « Structure », « Cinématique » et « Automatique » possèdent la même valeur minimale : chacun peut donc être considéré comme responsable de tâche. Le choix de l’acteur responsable de tâche parmi ces quatre consiste à rechercher celui qui coopère le plus avec les autres, c’est-à-dire celui qui possède le moins d’éléments « excentrés ». L’acteur qui minimise le nombre de valeurs d’excentricité et de valeurs d’anti-excentricité est l’acteur « Composant ». L’application du principe B confirme donc le résultat de la recherche intuitive du responsable de tâche.

Dans le premier groupe, on observe que l’acteur « Composant » a des liens directs avec les trois autres membres du groupe. Dans le deuxième groupe, c’est l’acteur « Structure » qui est directement en liaison avec les autres membres du groupe. Ces deux acteurs sont en outre en coopération l’un avec l’autre, ils peuvent donc être considérés comme les membres-clés de l’organisation.

L’application du principe C consiste dans un premier temps à identifier les coopérations deux à deux entre le groupe 1 et le groupe 2. Ces coopérations sont bilatérales pour les couples (Comp, Stru) (Comp, Cine) (Comp, Proj) (Stru, Auto) et hiérarchiques pour les couples (Stru, Cde) (Cine, Cde).

Nous avons montré que les résultats obtenus par application de la méthode proposée sont tout à fait cohérents en regard de l’organisation qui aurait été adoptée intuitivement mais de façon empirique au cours de l’évolution du processus de conception. Ces résultats montrent que les critères de décomposition et les principes d’organisation ne peuvent être vus comme un ensemble de prescriptions auxquelles il faut se conformer alors qu’ils ne correspondent pas aux besoins des acteurs de la conception. Nous avons montré au contraire qu’ils cadrent avec l’organisation qui aurait été adoptée progressivement au cours du processus de conception. Ces critères et principes d’organisation constituent un moyen de formaliser une organisation adéquate d’un processus de conception. Ils contribuent dans ce sens à apporter une aide à la définition d’une organisation initiale des acteurs de la conception et à faciliter le travail préliminaire de positionnement des acteurs les uns par rapport aux autres.

L’identification des responsabilités des acteurs au sein d’un processus de conception est un point important que les normes qualité recommandent d’intégrer pour contrôler efficacement l’évolution et la réalisation d’un processus de conception de produit. Elle correspond également à une demande que ce soit au niveau des responsables de projet que des acteurs mêmes de la conception. Dans cet article, nous avons proposé une méthode pour identifier précisément ces responsabilités dans un processus coopératif de conception, et en fonction de cela, en déduire une organisation adéquate des activités de conception.