PLM (Product Lifecycle Management) : maîtriser l’information sur les produits de l’entreprise

Quelle que soit sa taille, une entreprise doit en permanence maîtriser et optimiser ses processus métiers pour innover sur les marchés et s'adapter à un environnement évolutif. Cette exigence place de fait, le système d'information au cœur de cette problématique puisque c'est le système d'information qui gère et régule les flux d'informations et les flux de travaux associés aux processus métier d'une entreprise. Dans un contexte d'innovation permanente et d'ingénierie de produits, il s'agit en particulier des systèmes d'information spécialisés dans la gestion du cycle de vie des produits, aujourd'hui communément appelés P.L.M. (Product Lifecycle Management).

Les P.L.M. sont, à l'instar de la complexité des produits, des systèmes complexes traitant les flux d'informations et les flux de travaux liés au produit industriel, en prenant en compte sa structuration (l'information liée à tous les processus métiers), son évolution (toute l'information évolutive concernant le produit de la conception au recyclage), et son intégration (l'information apportée par tous les acteurs internes ou externes de l'entreprise). Le support le plus visible de cette information est la maquette numérique, mais dans un paradigme d'entreprise étendue, le P.L.M. voit son périmètre s'élargir aux fournisseurs mais aussi aux clients de l'entreprise avec tous les aspects de confidentialité qui accompagnent ces échanges.

Historiquement, les premiers travaux sur le P.L.M. à Grenoble remontent au milieu des années 1990. A l'époque, les moyens informatiques permettaient depuis peu de produire des représentations numériques d'objets techniques sous forme de plans 2D, alors qu'aucun outil n'existait pour gérer la quantité de plans produits au sein d'une organisation : les S.G.D.T. (Systèmes de Gestion de Données Techniques) se donnaient comme objectifs de contrôler la production (édition) des plans, leur évolution, l'accès en lecture à ces données sensibles et la production des tirages papier. Les produits étaient organisés sous forme de nomenclatures permettant d'accéder au fameux « cas d'emploi » gage d'une sensible amélioration de la traçabilité. L'organisation des produits de l'entreprise était donc modélisée sous forme de « structures produit » : celles-ci mettaient en évidence les taux d'utilisation de composants, les concepts de plateforme et permettaient de définir et d'appliquer une stratégie de maitrise de la diversité des produits. Le support des principaux « processus » (modification, notification, transfert en GPAO...) procurait aux utilisateurs des outils de SGDT, une productivité inconnue auparavant. Des outils comme Audros ou Agile ont permis de former quelques générations d'étudiants avec des cas illustrés, créés pour ces circonstances.

 De cette expérience préliminaire, deux constats d'amélioration ont pu être dégagés conduisant à deux axes de recherche scientifique :

• la granularité des articles décrits dans les P.L.M. s'est avérée insuffisante pour supporter les processus de conception préliminaire, pour lesquels ce sont des paramètres fonctionnels qui sont manipulés.

• sur le plan méthodologique, la représentation des nomenclatures et des processus (modification en particulier) souffrait de l'absence de formalisme et de méthode pour implémenter de façon fiable les besoins des utilisateurs.

Le premier point a fait l'objet de deux thèses avec PSA et a donné lieu à un prototype logiciel appelé Diskover. La conception est vue comme un processus qui associe des choix dans des structures de produit et des instanciations de paramètres fonctionnels ou structurels. Ainsi l'élément de base manipulé est-il bien le paramètre avec toutes les caractéristiques que définit le rattachement à un type de paramètre : la gestion des grandeurs physiques, à l'instar de ce que propose aujourd'hui Windchill de PTC, est l'un des fondamentaux du P.L.M. Chaque itération de conception modifie les paramètres du produit en cours, créant ainsi des versions de paramètres qui constituent des alternatives de dimensionnement. Un autre niveau d'itération sélectionne les éléments structurels réutilisables applicables à un cahier des charges donné (direction hydraulique ou électrique par exemple). Les taches de conception elles-mêmes (algorithmes de calcul, de choix...) peuvent être modifiées (réutilisation et évolution des connaissances) définissant ainsi un troisième niveau de versionnement des connaissances du domaine. Pour validation, ces concepts ont été appliqués sur la conception fonctionnelle des systèmes de direction et de climatisation automobile.

L'aspect méthodologique a été abordé par la thèse de Lilia Gzara dès 2000. L'objectif de ces travaux était de fournir les concepts qui simplifient la mise en place d'outils logiciels en adéquation avec les besoins des utilisateurs et la stratégie de l'entreprise : une approche à base de patterns réutilisables a permis de traiter de la structuration des nomenclatures et des processus de modification. Ce travail s'est poursuivi par la thèse d'Arnaud Rivière qui a étudié les impacts de modification dans un contexte aéronautique où la complexité des assemblages et des organisations introduit des dimensions supplémentaires dans l'optimisation des processus.

Aujourd'hui, le contexte scientifique de ces travaux se positionne sur plusieurs domaines de recherche. Il implique une synergie entre deux champs disciplinaires : les sciences de l'information et le génie industriel.

Il s'agit d'adresser des problématiques autour :

• des thèmes d'analyse et de conception de systèmes d'information articulées à la gestion des processus métiers (BPM) ;
• d'intégration des outils informatiques avec les architectures orientées services et les problèmes d'interopérabilité ;
• de flexibilité et d'agilité de systèmes
• et enfin de suivi et de pilotage des processus métiers avec la définition et la gestion d'indicateurs de performance.

            Alors que la performance de l'industrie repose de plus en plus sur sa capacité à mettre sur le marché des innovations, les travaux de recherche sur les systèmes P.L.M. contribue à leur fournir un outillage informationnel à même de supporter au mieux les processus de développement de produits nouveaux.

Contacts : Lilia Gzara, Michel Tollenaere, laboratoire G-Scop

Publications:

• Gzara L., Rieu D., Tollenaere M., « Patterns Approach to Product Information Systems Engineering » Requirements Engineering Journal, Springer Verlag, Vol. 5, n3, pp.157-179, 2000.

• Gzara L., Rieu D., Tollenaere M., « Product Information Systems Engineering : An Approach For Building Product Models By Reuse Of Patterns » Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, volume 19, issue 3, june 2003, pages 239-261

• Rivière A., Da Cunha C., Tollenaere M., « Performances in Engineering Change Management » in Recent advances in Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering Kluwer 2003.

• Aidi M., Tollenaere M., Ben Bacha H., Pourroy F., Maalej A., « La gestion coopérative des exigences du cycle de vie produit par la simulation numérique en conception », Revue internationale de CFAO et d'informatique graphique, vol. 18, n° 4, 2005

• Zouari A., Tollenaere M., BenBacha H., Maalej A., Can C-K theory apply to KBE (knowledge based engineering) Systems? IJPLM International Journal of Product Life cycle Management ; Inderscience Publisher - Volume 2 - Issue 3, pages 228-252 - 2007