Ingénierie Système & gestion des Exigences. DEVELOPPEMENT PRODUIT Exigences Approche Fonctionnelle & Systèmes

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1 Ingénierie Système & gestion des Exigences DEVELOPPEMENT PRODUIT Exigences Approche Fonctionnelle & Systèmes Novembre 2007

2 EXIGENCES : Agenda Problématiques en développement produits Axes d améliorations possibles et retours d expérience Conclusion 2

3 Problématiques en Développement de Produit 3

4 Problématique Plutôt orienté solution / composants et assemblages pas assez orienté fonctions et systèmes Cloisonnement des métiers et des organisations Hétérogénéité de l information et cohérence partielle Gestion de configuration Produit et Logicielle Activités de Vérification & Validation partiellement sous contrôle et souvent orientées tests physiques Peu de lien entre la gestion des Exigences Produit et la gestion des Risques Produits / Projets Force des entreprises : Existants (IS méthodes, historiques, ), Compétences et Réseaux humain Le problème est plus d avoir des pratiques homogènes dans l Entreprise et des information cohérentes 4

5 Problématique Qu est-ce qu une Exigence? > Problème de définition > Problème d identification > Difficulté pour donner des valeurs Exigences à tous niveaux : > Du besoin client (Voice Of Customer), marché, normes > Aux systèmes et composants (HW et SW) > Diversité > Assurer la cohérence globale des exigences (au sein du Référentiel) De plus en plus de produits intègrent des composants logiciels : > Intégration de système mécatronique > Séparation «culturelle» entre HW et SW > Même Projet/Produit mais Process/méthode/outils différents Infos 5

6 Axes d amélioration possibles Retours d expérience 6

7 Axes d amélioration proposés Les Exigences : point de partage et de synchronisation des Métiers > Souci de transparence et de synchronisation des métiers > Associer la vue Exigences aux différentes vues et à différents niveaux > Familles de Produits Génériques > Consolider la Gestion de Configuration > Vue globale du PRODUIT et vues locales des METIERS Privilégier une approche fonctionnelle et systémique > Piloter la définition produit par les exigences > Développer la vue Fonctionnelle > Mettre en place une architecture Système > Promouvoir une culture d Ingénierie Systèmes Construire un V&V PLAN > Maîtriser la conformité du produit aux exigences > Cibler les moyens de V&V à mettre en œuvre pour assurer cette mise en conformité Importance des Rôles > Impacter l organisation de l Engineering et des Projets 7

8 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Piloter la définition produit par les Exigences > Bien séparer les concepts de besoins de ceux des solutions potentielles > Une première vue top-down (FBS) regroupant : les Fonctions issues de l Analyse Fonctionnelle du produit les Exigences associées (versionnées) Options - variantes > L interet d un FBS Tracer les Exigences Consolider les solutions Innover et ré-utiliser Supporter Configuration & Diversité > Distribution de la FBS sur les Organisations Responsabiliser Délivrables Projets > Rôle des Architectes Produits à renforcer Consolide les Exigences N E E D S SOLUTION TARGET Energy cost to be reduced by 5% Function REQUIREMENT Reduce fuel consumption by 3% Function REQUIREMENT Increase engine efficiency by 10% Function REQUIREMENT Reduce fuel consumption by 2% System REQUIREMENT Customer Services Energy EnergyManagement Service Fct : Thermal Energy Service Fct : Thermal Energy Principal Fct : Produce Energy Elementary Fct : Fuel management 23 Fuel System Product Service Fct : Electrical Energy Customer Services Transport Goods ORGA 1 ORGA 2 Service Fct : Thermal Energy 8

9 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Développer la vue Fonctionnelle > Les Fonctions Elémentaires sont mappées avec les Workpackages du Projet 9

10 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Mettre en place une architecture Système (Générique, Projets, ) > Définir les solutions techniques répondant aux besoins associés aux Fonctions Elémentaires (variantes, ) les gérer en Configurations (HW SW) > Une deuxième vue, Architecture Système, supportant la FBS, regroupant : les Systèmes et Composants (HW et SW) les Exigences associées Elementary Fct : Fuel management SYSTEMS Fuel System Ignition and control system Fuel pump and strainer Control system Control system, fuel supply COMPONENT Pressure accumulator Pressure regulator, petrol Control unit for diesel engine Electronic control unit > Forte similitude avec la vue Produit des PDM 10

11 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Mettre en place une architecture Système > Ces dépendences sont importantes et difficiles à identifier: Compréhension des interactions entre systèmes interfaces entre Systèmes intégration Multi systèmes Dépendences entre Exigences > La Diversité ajoute une combinatoire Maitriser l impact sur les interfaces Optimiser les interfaces (indépendance vs Diversité ) > Plusieurs méthodes sont utilisées pour identifier et caractériser ces dépendances A choisir en fonction des objectifs de compréhension des dépendances et de la complexité Infos 11

12 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Mettre en place une architecture Système > Assurer la cohérence des exigences au niveau Systèmes TRUCK Service & Functions Customer Service Energy Management Customer Service.. Customer Service.. Customer Service Operation & Maintenance Assistance Service Fct : Electrical Energy Service Fct : Engine Maintenance Principal Fct : Distribute Energy Principal Fct : Engine handling Elementary Fct : Elementary Fct : Unmount moving parts REQ Efficiency Belt Drive System Consistency? REQ Accesssibility 12

13 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Promouvoir une démarche d Ingénierienierie Systèmes > Le Produit est le résultat d une integration de Systèmes > Le challenge doit donc être pour l engineering: Passer de culture & pratiques d installateur mono systèmescomposants à celles d Intégateur multi systèmes > L IS est une approche globale de méthodes et pas d outils Exigences, Fonctions, Systèmes, V&V, Projet (moyens, délivrables, revues), Process de Développement Produit et Process Industriel, Documentation, KBE, Organisation, Roles, etc. > Une démarche d Ingénierienierie Systèmes : Prend sa source dans les compétences de l Engineering Est sponsorisée par le Management Engineering et Programmes Est supportée par un Système d information engineering adapté (applications métiers, DMU, PLM, ERP, GED, etc.) 13

14 nc nc out Out2 nc out1 Out4 Out5 Out6 Vehicle speed GPS height In2 Vehicle energy state NC Bus Prop. Force [N] In2 In1 Prop. Force [N] Out1 Out2 Power Request [W] Wheel Torque Demand [Nm] In1 In2 In3 Out1 Power limits [W] In1 In2 Power Limits [W] Out1 In1 In2 Out1 Privilégier une approche fonctionnelle et systémique Promouvoir une démarche d Ingénierienierie Systèmes > Le PLM est l Engineering Backbone qui contient les multiples référentiels pour alimenter la DMU, entre autres > La DMU doit supporter la démarche d Ingénierie Systèmes et doit donc être un serveur de vues cohérentes multi métiers PDM Structures Produit FBS, SBS, PBS, Référentiel Exigences Référentiel Documentaire Référentiel KBE DMU Ingénierie nierie Système Auxiliary Power Demand Auxiliary Power Prioritizer Vehicle 1 Energy Estimator Energy Strategies Power limits 1 Torque request [Nm] Actuator controls Propulsion Wish Propulsion Demand Propulsion Control Actuator Control 14

15 Les Exigences : Partage & Synchronisation Transparence et de synchronisation des métiers > Bien tracer les Exigences afin d en assurer une bonne maîtrise aux niveaux des : Différentes vues produits Collaborations entre les métiers > Gérer et Tracer les Exigences permettant : une classification des Exigences une cohérence entre les différents niveaux une meilleure collaboration avec les sous-traitants et partenaires > Classification pour une meilleure traçabilité et lisibilité : Performances (tenue mécaniques, thermique, électriques, ), Production (process de moulage, d assemblage, packaging, ), Intégration (interfaces et dépendances entres systèmes) Maintenance Coûts objectifs > Implémenter une vue hiérarchique et classifiée des Exigences Requirement breakdown Structures (RBS) À associer au minimum aux structures FBS, SBS 15

16 Les Exigences : Partage & Synchronisation Associer la vue Exigences RBS, aux différentes vues selon différents niveaux Product Functions Customer Service Energy Management Customer Service. Target RBS FBS Top View (Functions) Service Fct : Thermal Energy Principal Fct : Produce Energy Service Fct : Principal Fct : Function Requirement Function Requirement ElementaryFct : Fuel management ElementaryFct : Combustion ElementaryFct : Cooling management Middle View (Systems) 23 Fuel System 233 Fuel pump and strainer 238 Control system SBS System Requirement System Requirement Bottom View (Components) 2336 Pressure accumulator 2381 Pressure regulator, petrol Component Requirement Component Requirement 16

17 Les Exigences : Partage & Synchronisation Famille de Produits Génériques > Les structures FBS, SBS, RBS forment la base pour: le développement de Familles de produits La mise en oeuvre de Plate forme Génériques Les Fonctions portent les variantes et options Les Exigences peuvent être génériques, puis instanciées en valeurs dans les Projets > Amélioration de la capacité de Re-use via les fonctions et la définition de modulaire de l architecture Système > Mise en oeuvre d un processus de Labellisation afin de capitaliser les Projets dans la plate forme générique 17

18 Les Exigences : Partage & Synchronisation Famille de Produits Génériques > Deriver des affaires applicatives Instancier en Projets Réutilisation de Process métiers, Exigences, Fonctions (invariants), Systèmes > Mise en oeuvre d un processus de Labellisation Capitaliser les bonnes solutions (Projets, Métiers, Produits) GENERIC PRODUCT Generic Product Applicative Product to be Integrated into Generic Product Improve Standard (Generic Generic) through Applicative Business Re-Use objective on Product Development Derivation from Generic Product Expected Re-use Expected (Requirements.) Carry Expected Over (Systems) Carry Over (Components) Realized Re-use Engineering Expected Performance (Requirements.) Carry Expected Over (Systems) Carry Over (Components) APPLICATIVE PRODUCT Customer Demand Applicative Business Offer Applicative Business Execution Applicative Product Development 18

19 Les Exigences : Partage & Synchronisation Vue Fonctionnelle Du Produit Consolider la Gestion de Configuration > La Gestion de Configuration Produit (As Defined, As Built, As Maintained, As Delivered, ) et de la Diversité est faite dans le PDM > La Gestion de Configuration Logicielle reste dans son propre Référentiel Fonction(s) Produit Réalisée(s) Réalisation de Fonctions par les Systèmes La souplesse entre les métiers est conservée ainsi que la cohérence globale de la Configuration Produit Vue Systèmes & Composants Produit Configuration des des Exigences Sur Systèmes les Systèmes Cohérence et Traçabilité Configuration Configuration Produits Logicielle HW (PDM) Une Configuration d exigences versionnées (Sys & Composants) est associées À une configuration Physique & Software d un Projet Infos 19

20 Construire un V&V PLAN Maîtriser la conformité du produit aux exigences Follow Up Analyse des Besoins Objectifs de Fiabilité,, Sécurité Risque Projets Pre - Study Exigences Produits Analyse Fonctionnelle Analyse Systémique Analyse de Risques Concept Study Manufacturing Installation Validation du Produit et Services Validation de Production en Série Exigences Systèmes Définition des sous-systèmes Modélisation et levée de Risques Detailed Developement Integration Vérification Virtuelle Systèmes (Intégration) Exigences Composants Définition des Composants Final Development Vérification virtuelle composants > Les exigences comme point d ancrage > L accent sur le Virtual Verification > La maîtrise de la maturité de systèmes Infos 20

21 Construire un V&V PLAN Cibler les moyens de V&V à mettre en œuvre Project Customer Service Validation Activity V&V Customer Service Energy Management TRUCK Functions Customer Service. Product Functions Target RBS Function ValidationFunction Validation Activity Activity VPT Functions FBS Service Fct : Thermal Energy Service Fct : Principal Fct : Produce Energy Principal Fct : Function Requirement Function Requirement Elementary Fct : Fuel management Elementary Fct : Combustion Elementary Fct : Cooling management 23 Fuel System SBS System Requirement System Requirement System VerificationSystem Verification Activity Activity 233 Fuel pump and strainer 238 Control system Component Verification Component Verification Activity Activity 2336 Pressure accumulator 2381 Pressure regulator, petrol Component Requirement TR, SWRS Component Requirement Cohérence de la structure produit! 21

22 Importance des Rôles Impacter l organisation de l Engineering et des Projets > Renforcer le role de l Architecte En charge de la définition des FBS et SBS Maitriser la maturité globales de l architecture et de l Intégration des Systèmes Responsable des exigences de haut niveau du Produit > Responsables de Fonctions à ajouter dans les Projets Responsable des «Fonctions de Service» du Produits En charge de l intégration Multi-Système («Sub-Systems») Supporter l Architect sur la maitrise des interfaces, des maturités et des délivrables Projets Consolider les exigences de la FBS > Responsable de Systèmes Spécifications et développement des Systèmes Maturité du système, optimisation des interfaces Maitriser les exigences Systèmes 22

23 Conclusion 23

24 Une Stratégie pour l Engineering A inscrire dans la Stratégie d amélioration et la durée Mettre en place ces démarches, demande du temps et de l investissements > 2 à 5 ans selon la maturité de l entreprise Ne pas négliger le facteur humain Etre graduel avec une Road Map et gérer le bon équilibre du besoin > Organisation, Culture, Compétences, PLM, DMU, etc. Le problème n est pas les Outils mais la Méthode 24