Ligne de Produit

Fiche CTPG1 / Ligne de produit n°2
Edition initiale du 31/12/2009
L’architecture système
dans une ligne de produits
Objectifs
La formalisation d'une architecture système de la ligne de produits et sa mise en œuvre dans chaque
projet est la condition nécessaire pour une optimisation des processus industriels (et par conséquence
les coûts, les délais et la qualité), car elle permet :
• de définir des sous-systèmes et/ ou composants du système totalement réutilisables,
• d'améliorer le degré de standardisation des interfaces entre composants du système et entre le
système et ses systèmes coopérants.
Exemple des Centrales Electriques de
Figure 1 : Architecture d'une centrale nucléaire
L'architecture commune de toutes les tranches nucléaires des centrales électriques est composée de
255 systèmes élémentaires. Chaque système élémentaire possède UN dossier comprenant l'ensemble
des données depuis la description du système jusqu'à l'exploitation et la maintenance, et à présent le
démantèlement.
(voir la présentation publiée dans le CD-ROM de la 4ième journée thématique AFIS – février 2009)
Note
Dans cette fiche, le mot "Architecture" est défini d'une manière "classique" comme "L'organisation
fondamentale d'un système représenté d'une part, par ses constituants, leurs inter-relations, leurs
relations avec l'environnement et d'autre part par les principes guidant sa conception et son évolution."
IEEE/ANSI 1471. Cette fiche s'adresse indifféremment aux aspects fonctionnels et organique de
l'architecture.
1
CTPG : Comité Technique Processus Globaux
Mise en œuvre d'une
Ligne de Produits
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Rappel
La définition de l'architecture d'un système est un processus itératif, à la fois descendant et remontant qui
met en œuvre, par étapes, des méthodes d'analyse fonctionnelle et comportementale. La recherche
d'une architecture optimisée passe souvent par la définition d'architectures alternatives, dont on choisira
celle qui répond le mieux aux exigences du client et exigences industrielles, et aussi celle qui présente le
moins de risques.
Le processus étant itératif, l'élaboration de l'architecture du système se fait par étapes, en partant des
problèmes les plus complexes aux problèmes les plus simples à appréhender. A chaque étape, on
décompose le système, on alloue des fonctionnalités et on fige des relations entre les composants
(aspects fonctionnels et physiques).
Représentation
Pour illustrer le propos et aider à la compréhension des
concepts qui suivent, la décomposition de l'architecture,
qu'elle soit logique ou physique (fonctionnelle ou
organique), peut aussi être vue de manière très
schématique de la manière suivante :
Figure 2a : Représentation schématique
d'une architecture
Figure 2b : plan de maison
On pourrait également illustrer le propos
par un plan de maison, avec des murs
porteurs et des cloisons, un plan de
circulation (exigences d'interfaces)
Choix de réutilisation de l'architecture
Le risque de réutiliser une architecture n'est pas négligeable ! Combien fait-on cette hypothèse hâtive,
hypothèse qui s'est avérée catastrophique lors du développement.
En effet, l'architecture du produit est optimisée pour des exigences et des contraintes données, le choix
entre plusieurs éventuelles architectures alternatives correspondant à favoriser certains critères
spécifiques. On peut ainsi définir :
• les exigences clés (architecture drivers) : celles qui ont été prises en compte et qui ont fait "basculer"
le choix. Leur évolution peut nécessiter une remise en cause des choix d'architecture ou obliger à
une re-conception ;
• le domaine de validité de l'architecture : c'est le domaine de valeurs de ces exigences clés.
La justification des choix de l'architecture commune doit être soigneusement enregistrée ainsi que les
alternatives non retenues. Les critères de choix et les exigences clés doivent être mis en exergue, ainsi
que les limites de performance. Ceci doit être fait non seulement dans la documentation de conception,
mais il est recommandé d'en faire la synthèse dans une "fiche A3" (de type approche lean).
Il devient alors possible de vérifier rapidement dès les phases initiales (phase concept, ou lors de la
réponse à un appel d'offres), à l'aide de cette fiche, que le besoin spécifique à un projet est compatible de
l'architecture de la ligne de produits ou d'identifier des risques techniques ou technologiques, voire de
renoncer à réutiliser l'existant.
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Réutilisation d'architecture
La définition de l'architecture d'un système étant itérative, plus on remet en cause un choix initial, plus on
remet en cause le travail fait, et donc plus on doit re-concevoir. On définit ainsi la "rigidité" des choix
d'architecture, celle-ci permet reflète le travail de re-conception ; c'est aussi la "rigidité" de l'interface entre
composants logiques (aspect fonctionnel) ou physiques (aspect organique) et la "rigidité" de l'allocation
des composants logiques sur les composants physiques.
Rigidité de l'architecture
Etape
Architecture
Système (ensemble)
Choix d'architecture
Première étape
Choix d'architecture
Seconde étape
Choix d'architecture
Troisième étape
Choix d'architecture
Quatrième étape
Figure 3 : Elaboration de l'architecture
Dans cette figure, l'épaisseur des traits reflète l'étape de l'élaboration de l'architecture à laquelle la
décomposition a été effectuée, et donc la "rigidité" des choix, la surface peut aussi représenter la quantité
de travail de conception (ou de re-conception).
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Réutilisation de l'architecture
La réutilisation de l'architecture peut être plus ou moins complète pour s'adapter aux exigences
particulières d'un projet : réutilisation de l'ensemble de l'architecture ou adaptation plus ou moins
importante.
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Projet
Figure 4a : Réutilisation d'architecture produit avec remise en cause mineure
Dans la figure 4a, une décision prise à l'étape 4 est remise en cause par l'évolution du composant violet,
ce qui nécessite de re-concevoir un composant.
Il est évident que plus on remet en cause un choix d'élaboration de l'architecture fait dans une étape
initiale ("rigide"), moins on réutilise.
Figure 4b : Direction assistée électrique
Ligne de Produit
Par exemple, l'introduction d'une Direction
Assistée sur la première Twingo en cours de
vie a nécessité le développement d'une
Direction Assistée Electrique, innovante à
l'époque, parce que la technologie
hydraulique
traditionnelle
posait
des
problèmes d'encombrement sous capot.
Projet
Figure 4c : Réutilisation d'architecture produit avec remise en cause importante
Dans la figure 4c, une décision prise à l'étape 2 est remise en cause par l'introduction du composant
bleu, ce qui nécessite de re-concevoir quatre composants (représentés avec des hachures).
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Exemples de rigidité d'architecture
Dans le monde automobile, il y a deux façons de
monter les moteurs : moteur posé ou moteur
suspendu. Remettre en cause ce choix
d'architecture "initial", c'est modifier toute la chaîne
d'assemblage.
Figure 5 : Châssis de Scénic Renault
Le choix du liquide de refroidissement des
antennes radar est également un choix
d'architecture "initial", car là aussi, le modifier, c'est
remettre en cause les infrastructures d'essais.
Figure 6 :
Radar
refroidissement
et
son
système
de
Dans ces deux exemples, le choix initial d'architecture correspond non seulement à une interface interne
au système, mais aussi à une interface entre le système et ses systèmes contributeurs (enabling
system). On pourrait trouver d'autres exemples du même type concernant l'interface avec les moyens de
maintenance ou d'interchangeabilité logistique. On définit ainsi des "limites" à la remise en cause de
l'architecture produit.
Conception orientée par la réutilisation
Réciproquement, concevoir réutilisable, c'est prendre en compte dans la conception d'architecture tant
logique que physique une certaine capacité à répondre à des besoins variés, sans que les choix
principaux d'élaboration de l'architecture soit remis en cause.
Dans les exemples de rigidité d'architecture présentés ci-dessus, il est vraisemblable que les choix
évoqués aient été figés dans les toutes premières étapes ; on parle quelquefois même de "métier" pour
ces choix qui "s'imposent".
Si on reprend l'exemple de la figure 4c, la conception "orientée par la réutilisation" pour prendre en
compte la capacité à faire évoluer l'architecture de manière à utiliser l'architecture produit avec le
composant bleu aurait dû être celle-ci :
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Projet
Figure 7 : Conception orientée par la réutilisation
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Ouverture
On peut aussi introduire la notion d'"ouverture". C'est la
capacité à évoluer sans casser l'architecture. En général,
on améliore l'ouverture en faisant le choix d'interfaces
standardisées (exemple des coins ISO des containers).
Figure 8 : Coin ISO des conteneurs
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Variabilité d'architecture
Variabilité de l'architecture
Afin de ne pas avoir à remettre en cause l'architecture ou au moins afin de repousser le domaine de
validité d'une architecture, on peut prévoir dans la ligne de produit des variabilités d'architecture.
Par exemple, les châssis des véhicules d'une ligne de produit ne sont pas tous strictement identiques :
des variabilités sont introduites afin de pouvoir monter des moteurs de différents types. (en logiciel, on
développera un driver, ou une couche spécifique pour rendre un nouveau composant compatible des
interfaces internes d'une architecture existante plutôt que de modifier tous les autres composants).
C'est ainsi que l'architecture rigide de la figure 3 devient celle de la figure 9a. Dans cette architecture
l'adaptation envisagée à la figure 4a revient simplement à définir une variabilité de l'architecture
présentée dans la figure 9b. La décision prise à l'étape 2 n'est pas remise en cause car on peut définir
une variabilité de l'architecture. Aucun composant n'est à re-concevoir contrairement à l'exemple illustré
figure 4a.
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Projet
Figure 9a : Intégration de la variabilité
d'architecture produit
Figure 9b : Réutilisation d'architecture
produit avec des variabilités d'architecture
Exemple de variabilité de l'architecture
Dans cet exemple, la variabilité est illustrée par le kit
d'adaptation qui permet de monter l'essuie glace sur une
grande variété de bras.
Figure 10 : Essuie-glace d'automobile
et son kit d'adaptation
Autres aspects
D'autres aspects de l'Architecture de la Ligne de Produit doivent être pris en compte de manière
spécifique :
•
•
l'architecture conditionne l'aptitude à l'intégration (et à la production). Comme la Ligne de Produit est
censée donner lieu à plusieurs projet qui comporteront une étape intégration, ce facteur doit être pris
en considération de manière élevée. (Se référer à l'exemple de "rigidité d'architecture" présenté cidessus)
…
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Groupe de travail et configuration de la fiche
Auteur / Participants :
Cette fiche a été rédigée entre le 1er mars et le 31 décembre 2009 par le groupe de travail ligne de
produit auquel ont activement participé :
nom
organisation
'@mail
M Luc BEAUPERE
SYSALYS
[email protected]
M Jean-Claude BOEHM
CETIM
[email protected]
M Alain DAURON
RENAULT
[email protected]
M Gauthier FANMUY
ADN
[email protected]
M Pascal LAMOTHE
PSA
[email protected]
M Alain LE PUT
MALP Conseil
[email protected]
M Jean-Pierre MAIGRET
IBM
[email protected]
M Philippe REVELLAT
Consultant
[email protected]
Version du document :
Date
Version
Rédacteur
Description
31/12/2009
création
Alain Le Put
Création du document
Mise en œuvre d'une
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