Quatre leçons de l expérience en innovation

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1 Régimes, théories et méthodes de la conception innovante Professeur Albert David, Université Paris-Dauphine INRA, Toulouse, 31 janvier 2011 Quatre leçons de l expérience en innovation Innover, c est surmonter des contraintes qui font, au départ, paraître le problème impossible àrésoudre (exemple : concevoir des espaces de détente dans le métro de Paris) «Le hasard favorise les esprits préparés»(exemple : la fixation du revêtement anti-adhésif sur les poêles) Innover, c est sortir du cadre, c est «penser àcôté»(exemple : comment Streamlinea résolu le cauchemar du dernier kilomètre pour livrer les commandes passées sur internet) au risque que la solution ne plaise pas aux experts du domaine. Quel que soit le contexte, on peut s organiser pour innover (les entreprises qui innovent régulièrement ont une façon de fonctionner particulière ; on peut organiser des «ateliers de conception innovante»pour innover et apprendre às organiser pour le faire ateliers «DKCP»mis au point au Centre de Gestion Scientifique de Mines Paristech)

2 Conception réglée, conception innovante Cible définie Valeur identifiée Spécifications fixées Règles métiers connues Conception réglée Pilotage par réduction des écarts par rapport à la cible Critères de validation connus Identité des objets stable «un aspirateur compact» Pilotage par maximisation du potentiel de valeur générée et de la robustesse à être intégré en projet Cible inconnue Valeur à concevoir Spécifications inconnues Identité des objets instable Pas ou peu de connaissances Pas ou peu de compétences Conception innovante «un aspirateur sans sac» Dynamique des produits et R.&D. dans le verre automobile ( ) 1,5m² 4m² Nombre de paramètres du cahier des charges Paramètres «actifs» Niveau de performance sur les paramètres «actifs» Augmentation limitée du nombre de paramètres Réduction àdeux ou trois du nombre de paramètres actifs Des investissements importants en R&D, qui permettent d atteindre un niveau de performance élevésur ces paramètres actifs

3 La R&D résiste jusqu à l aventure du pare-brise athermique Obstacles à l innovation sur les fonctionnalités produits : La performance exigée sur les paramètres actifs est très élevée Le cahier des charges est très long et méconnu : inchangeable? Les nouvelles fonctionnalités dépendent de et/ou remettent en cause des éléments de l architecture d ensemble (42V, clim, ) Obstacles àl innovation sur les technologies : La compétence doit être retravaillée pour être valable sur le verre. La compétence doit être retravaillée pour être valable pour le verre automobile. Renault demande un pare-brise athermique. D abord impossible avant 5 ans, puis réaliséen 6 mois! A partir de là, SekuritSaint Gobainentre dans une logique d innovation intensive L'innovationrépétée : multiplication des projets. Le pare-brise devient une interface isolante communicante Travail des bords du verre Emaux, impression céramiques, dégivrage, antennes... Dépôt de couches minces Extrusion - encapsulation Perçage du verre Fixation (rétroviseur, capteur de pluie, de lumière, électronique ) Composition du verre, épaisseur

4 Étape initiale: la recherche dispersée Organisation disciplinaire: chimie organique, inorganique, physique... Espace des concepts produits Problèmes concrets sur procédés existants Problèmesde production Étape 1 : la recherche orientée Organisation par projets Pare-brise athermique pour la gamme Renault Projetsde développement

5 Étape 2 : l'innovation répétée Multiplication des thèmes d'innovation Étape 2 : l'innovation répétée Organisation par lignées (athermique, connectique, formage, ) Multiplication des thèmes d'innovation Lignéesde conception

6 Étape 3 : l'innovation intensive Organisation de la structuration des champs d'innovation (interface isolante-communicante) Génération, cohérence et orientation des lignées?????? Pilotage de champs d'innovation Consolidation des lignées Embryologie des métiers Nouvelles théories du vitrage Reconfiguration des métiers autour des lignées Quelques exemples récents d innovation sur les pare-brise Pare brise anti-bruit Capteurs de pluie et de lumière Toit panoramique Modules plastiques Toit électrochrome Pare brise panoramique

7 Un aperçu de la dynamique de transformation Fonctions Technologies Fonctions Technologies Constructeur Forme? Innov Const. Nouvelles fonctions Exploration technos Verrier? Bombage Innov Verrier Exploration fonctions Nouvelles technos Un pilotage par les concepts : Un travail très importants sur les concepts-produits Un travail similaire chez les constructeurs Permet d inventer de nouvelles formes d échange. Nouveaux acteurs à l interface entre constructeurs et fournisseurs Entre fournisseurs : non pas partage mais expansion de la valeur Evolution de la stratégie Résister àla compétition par l innovation Produits avec spécifications innovantes Anticiper la demande de produits multifonctionnels Sans / avec réutilisation de la connaissance produite en excès Produits multifonctionnels Croissance par l innovation répétée Sans / avec processus d exploration Sans / avec réutilisation de la connaissance produite en excès Exploration de la valeur produit Gestion de projet Gestion de portefeuille de projets Gestion de lignées Produits multifonctionnels Redéfinition de la stratégie par exploration des formes de R.I.D. existantes Conception de formes de R.I.D. Gestion de portefeuille de projets Gestion de lignées Gestion de champs d innovation Evolution des formes de RID

8 Émergence des objets de la conception innovante Apparition d activités nouvelles structuration des alternatives: mise en place de cellules et centres de compétences («connectiques» et «athermique») (exploration alternatives, pilotage multi-projet) construction des lignées: émergence de nouveaux outils conceptuels (vers un systematic design) identification-structuration des CI : nouvelle théorie du vitrage pilotage des descentes accélérées : pilotage des «petits projets»en direct par le directeur Et dans tous les cas, une exigence de structuration des apprentissages-pilotagedu KER (knowledge excess re-use) Quatre types de champs d innovation On appelle champ d innovation un domaine sur lequel on exerce une activité de conception innovante. Quatre champs d innovation : 1 : δc δk : à peine une innovation (un nouveau parfum pour Danette) 2 : ΔC δk : grand saut conceptuel, mais connaissances quasi-disponibles une fois qu on a eu l idée (le téléphone comme télécommande, le «plip» pour ouvrir et fermer sa voiture) 3 : δc ΔK : petit saut conceptuel, gros travail de recherche pour réussir (exemple : appareil photo numérique, désaturer le RER A, supprimer l odeur de transpiration dans les discothèques) 4 : ΔC ΔK : grand saut conceptuel, gros travail de recherche pour réussir (lampe à incandescence, nanotechnologies, anneau accélérateur de particules)

9 Valeur totale d un processus de conception innovante Les résultats d un processus d innovation sont - des questions pour la recherche -des idées de produits prêts àêtre développés - des concepts produits émergents - de nouvelles compétences émergentes La valeur est entendue au sens de valeur pour le client ou les producteursdu nouveau produit V(valeur totale) = V1(concepts pendants) + V2(concepts qui donnent lieu àun produit) + V3(connaissance produites en excès) + V4 (connaissances utilisées pour un produit). Notion de «martingale d innovation» «La stratégie de développement qui tente de tirer parti des rentes d apprentissage résultant d une suite prévisible de développements associés»(hatchuel et al., 1998) (trouver un moyen de suivre des sentiers d innovation àla fois bénéficiaires et robustes)

10 3 formes de martingale d innovation Famille de produits : la conception «n»permet de concevoir àpeu de frais les produits n+1, n+2, etc. Simple regroupement de produits voisins. Ex : poêles de différentes tailles Lignée de produits : la tête de lignée comme point de départ pour des produits n+1, n+2, etc. qui sont des progrès par rapport àn (Téfal : 1956 poêle antiadhésive tête de lignée 1 ; 1970 croque-gaufre tête de lignée 2 ; années 80 balance électronique tête de lignée 3). Dynamique conjointe de compétences et de produits. Hybridation de lignées : transférer d une lignée àl autre des compétences particulières. Compétences nouvelle lignée = compétences importées d une lignée précédente + 1 compétence nouvelle. Chaque lignée peut importer ou exporter des compétences. Performance d une organisation de la conception : un ratio de productivité très particulier Performance innovatrice = Capacité d expansion qui peut être atteinte Ressources consommées par l activité de conception - En conception, ce qui doit être défini n est pas la valeur mais la nature du numérateur et du dénominateur - Les régimes de conception se différencient par la façon dont ils définissent leurs ressources et leur capacité d expansion - Comment identifier et qualifier ces régimes de conception? Nécessitéd une théorie large de l activitéet du raisonnement de conception - En particulier : que produit un raisonnement de conception? Quelle en est la valeur? - Statut de l inconnu? Adhésion des concepteurs? (Hooge, 2010) (Lemasson et Weil, 2008)

11 Quatre régimes de conception La R&D est historiquement (apparition des BE fin XIXème siècle) une rationalisation particulière des activités de conception Conception sauvage (les inventeurs-entrepreneurs) Conception réglée «en recette»(la recette permet le paramétrage) (Redtenbacher) Conception réglée systématique (le bureau d études) Conception innovante (révision de l identité des objets à concevoir) (Lemasson et Weil, 2008) C-K Un guide et une méthode interprétative Pré-contrat Figeage des Hypothèses Orientation RVA Préparatoire Rule-based design Intention Pré-exploratoire Exploratoire Innovative design Expansions in C and K are limited Expansions are important in C and K C-K expansions : type 1 Concept Knowledge C-K expansions : type 2 Concept Knowledge Old K Old K New K New K EURAM05 hatchuel/lev ent 18 EURAM05 hatchuel/levent 19 Evaluation criteria: Quality, Cost, Delay Evaluation criteria: Variety, Value, Originality, Robustness Copyright STS Associés Intro / 22

12 C-K dual expansion and design strategy Concept Knowledge Knowledge and concept reuse Old K Products families or linages New K Copyright STS Associés Intro / 23 Les ateliers DKCP Une application de la théorie C/K de la conception Un dispositif progressivement mis au point, testé, étendu, professionnalisé grâce à des recherches et applications collaboratives (Renault, RATP, Thalès, ) Principe : Une phase D de définition du thème d innovation Une phase K de mutualisation intensive des connaissances Une phase C: détermination de concepts déclencheurs(projecteurs conceptuels) puis atelier de conception proprement dit Une phase P : transformer les concepts et connaissances produits en propositions de divers types.

13 DKCP : Le processus Define Cadrer l action : enjeux, ressources, calendrier,. Préciser le «champ d innovation initial / concept initial C0» Identifier les «poches de connaissances» initiales à explorer, Organiser le pilotage stratégique et opérationnel Concept Formuler les «concepts projecteurs» Séminaire C : Explorer à partir des concepts projecteurs D K1 K2 Kn C P Mobiliser les connaissances existantes Acquérir des connaissances nouvelles Mutualiser les connaissances Knowledge Élaborer une stratégie de conception Proposals 3 à 6 mois 30 à 60 participants Copyright STS Associés