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Qu’est-ce que l’ingénierie système ?

L’ingénierie système est une « approche transdisciplinaire et intégrative visant à permettre la réalisation, l’utilisation et le retrait réussis de systèmes conçus, en s’appuyant sur les principes et concepts des systèmes ainsi que sur des méthodes scientifiques, technologiques et de gestion. » (INCOSE)

Les produits modernes sont des systèmes complexes, et il est de plus en plus difficile pour les ingénieurs et les autres parties prenantes, aux niveaux d’expertise variés, de créer, communiquer et collaborer autour des détails de conception tout en conservant une compréhension commune de l’intention de conception tout au long du cycle de vie du produit. Les ingénieurs système (SE) sont les praticiens de l’ingénierie système. En appliquant les principes de la pensée systémique, ils capturent l’intention de conception dans un modèle système, qui devient le tissu conjonctif reliant les implémentations détaillées des différentes parties de ces systèmes complexes. Souvent, ces modèles sont regroupés en un ensemble appelé système de systèmes.

Les modèles système permettent à toutes les unités opérationnelles et à leurs chaînes d’approvisionnement de conserver une compréhension commune de l’intention de conception. Parmi les principaux avantages :

Exprimer les exigences sous forme de comportements modélisés plutôt que sous forme de texte

• Meilleure compréhension des exigences, puisqu’elles sont modélisées sous forme de comportements plutôt que décrites dans un texte
• Amélioration de la collaboration entre les équipes, car les modèles système permettent d’interagir avec des représentations graphiques et interactives d’architectures complexes et de décompositions logiques et fonctionnelles
• Meilleure compréhension des relations de cause à effet, grâce à un modèle central qui facilite l’identification de l’impact des modifications apportées aux composants du système ou aux facteurs externes sur l’ensemble du système
• Amélioration de la qualité et de la précision, car les équipes peuvent identifier et résoudre les conflits plus rapidement grâce à la traçabilité des décisions via un fil numérique géré par la PLM
• Élimination des silos de l’ingénierie système, les ingénieurs système collaborant de manière interactive avec le reste de l’équipe à chaque étape du cycle de vie du système
• Accélération du rythme de l’innovation, puisque les organisations peuvent expérimenter de nouvelles idées et les ingénieurs système peuvent utiliser les modèles système pour tester différentes approches et collaborer avec les équipes afin de les concrétiser

Pensée systémique et ingénierie système

La pensée systémique et l’ingénierie système sont des concepts liés, mais ils ne sont pas identiques.

La pensée systémique est une manière de comprendre les situations complexes. Elle encourage à regarder au-delà des éléments individuels pour examiner comment les personnes, les processus, les technologies et les facteurs externes interagissent. Plutôt que de traiter les problèmes de manière isolée, elle s’intéresse aux connexions, aux dépendances, aux boucles de rétroaction et aux conséquences inattendues qui peuvent apparaître lorsqu’un élément d’un système évolue.

L’ingénierie système, en revanche, est la discipline consacrée à la conception, au développement, aux essais et à la gestion de systèmes complexes de bout en bout. Les ingénieurs système utilisent la pensée systémique, mais s’appuient également sur des méthodes d’ingénierie structurées, la gestion des exigences, la création de modèles système, la planification des essais, l’analyse des risques et la collaboration entre équipes afin de garantir que les produits répondent aux objectifs techniques comme aux objectifs métier.

On peut résumer la différence ainsi : la pensée systémique aide les équipes à comprendre les systèmes complexes, tandis que l’ingénierie système leur fournit les méthodes et les outils nécessaires pour les concevoir et les gérer efficacement. À mesure que les produits s’appuient davantage sur les logiciels et combinent de nombreuses disciplines, ces deux approches deviennent essentielles. La pensée systémique aide les organisations à anticiper les effets des changements avant qu’ils ne surviennent, tandis que l’ingénierie système fournit la structure et la traçabilité nécessaires pour mettre ces changements en œuvre avec confiance.

Que font les ingénieurs système ?

Les ingénieurs système veillent à ce que les produits complexes fonctionnent comme prévu en coordonnant les activités d’ingénierie tout au long du cycle de vie du produit. Plutôt que de se concentrer sur une seule discipline, ils relient les exigences, la conception système, les équipes, les informations produit et les essais afin de garantir que toutes les composantes fonctionnent ensemble comme un système unique.

Leur travail commence dès les premières phases du développement produit et se poursuit pendant la fabrication, l’utilisation, la maintenance et le retrait du produit. Pendant toute cette période, les ingénieurs système équilibrent les exigences techniques, les coûts, les délais, les risques, les contraintes réglementaires et les besoins des clients. Ils aident également les équipes à comprendre comment les décisions prises dans un domaine peuvent avoir des répercussions sur l’ensemble du produit.

Leurs principales responsabilités comprennent :

• Définir et gérer les exigences des parties prenantes, des clients et du système
• Développer les architectures système et répartir les exigences entre les sous-systèmes
• Coordonner les travaux entre les équipes mécanique, électrique, logicielle, électronique et de fabrication
• Mettre en place une traçabilité de bout en bout entre les exigences, les modèles, les essais et les produits livrés
• Évaluer les compromis d’ingénierie et identifier les risques techniques
• Planifier et accompagner l’intégration, la vérification et la validation des systèmes
• Évaluer l’impact des modifications techniques sur les produits et processus interconnectés
• Maintenir un fil numérique connecté favorisant la collaboration tout au long du cycle de vie du produit

Où travaillent les ingénieurs système ?

Les ingénieurs système travaillent partout où les organisations développent des produits complexes devant fonctionner efficacement pendant de longues périodes. Leur capacité à relier différentes disciplines d’ingénierie est aujourd’hui plus précieuse que jamais, à mesure que les produits intègrent davantage de logiciels, d’électronique, de connectivité et d’intelligence artificielle.

Les secteurs qui s’appuient couramment sur l’ingénierie système comprennent :

• Aérospatiale et défense
• Automobile et mobilité
• Équipements industriels et machines lourdes
• Dispositifs médicaux et sciences de la vie
• Haute technologie et électronique
• Énergie et services publics
• Transport et ferroviaire
• Programmes d’ingénierie du secteur public et des administrations

Dans ces organisations, les ingénieurs système collaborent avec de nombreuses équipes différentes. Ils travaillent avec les chefs de produit, les ingénieurs exigences, les développeurs logiciels, les ingénieurs mécaniques et électriques, les équipes de fabrication, les fournisseurs, les spécialistes qualité, les équipes de service et les responsables de programme.

Grâce à leur vision globale, les ingénieurs système font souvent le lien entre les différentes disciplines d’ingénierie. Ils aident les organisations à maîtriser la complexité, suivre les évolutions, réduire les risques et garantir que les produits continuent de répondre aux exigences réglementaires et aux attentes des clients au fil du temps. Cette vision transversale fait de l’ingénierie système une pratique essentielle pour les organisations qui souhaitent maintenir un fil numérique solide tout au long du cycle de vie de leurs produits.

Modèles système

Bien que les outils, les méthodologies et la culture de pensée systémique soient essentiels à l’ingénierie système, l’accessibilité des modèles système à chaque étape du cycle de vie du produit constitue un élément fondamental. En effet, la véritable valeur d’un modèle système ne peut être pleinement exploitée que si le reste de l’organisation et l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement peuvent s’appuyer sur ces modèles dans leurs propres activités. Les modèles système ne définissent pas les conceptions détaillées des implémentations mécaniques, électroniques, électriques ou logicielles. Ils décrivent les comportements des systèmes et des sous-systèmes à travers une représentation abstraite de l’architecture cible, incluant les décompositions logiques et fonctionnelles.

Dans de nombreuses organisations, les modèles système servent également à représenter différents processus métier et organisationnels afin de garantir une compréhension commune de leur fonctionnement et de permettre leur expérimentation.

Ingénierie système et gestion du cycle de vie des produits

Traditionnellement, les activités d’ingénierie système et les modèles système n’étaient pas intégrés aux plateformes de gestion du cycle de vie des produits (PLM). Par conséquent, la phase de capture des exigences des parties prenantes sous la forme d’un modèle comportemental système (une abstraction de haut niveau du futur produit) constituait un silo de données et d’expertise, sans lien avec la gestion du cycle de vie des produits assurée par la plateforme PLM pour les implémentations détaillées. Il s’agissait d’une lacune importante dans le processus de conception des produits, car la PLM constitue la plateforme de gestion des données détaillées sur les produits et des différentes étapes de leur cycle de vie, notamment la transition entre la nomenclature d’ingénierie (eBOM) et la nomenclature de fabrication (mBOM).

Lorsqu’une organisation est capable de gérer les structures de modèles système créées par les ingénieurs système au sein de son environnement PLM, elle peut développer des produits et des systèmes plus innovants dans des délais plus courts. Cela est possible parce que les ingénieurs système peuvent interagir en continu avec toutes les autres disciplines d’ingénierie à chaque étape du cycle de vie du produit. Lorsque les utilisateurs de l’ingénierie système et de la PLM peuvent « parler le même langage », ils utilisent leur temps et leurs ressources de manière beaucoup plus efficace.

5 raisons de mettre en œuvre l’ingénierie système

1. La complexité des produits continue d’augmenter de manière exponentielle
2. Les solutions PLM héritées ne peuvent pas connecter des systèmes disparates, ce qui crée des silos de données
3. Intégrer l’ingénierie système basée sur les modèles (MBSE) à une plateforme PLM ouverte
4. Simplifier les processus, éviter les reprises de travail et raccourcir les cycles de développement
5. Créer une traçabilité fondée sur le fil numérique

Comment Aras unifie l’ingénierie système et la PLM

Aras Innovator, notre plateforme de gestion du cycle de vie des produits, offre un espace centralisé et connecté où les ingénieurs système peuvent collaborer avec l’ensemble des autres équipes d’ingénierie. Elle gère les modèles système multidisciplinaires au sein d’un fil numérique unifié, en établissant et en maintenant la traçabilité entre les exigences, les modèles, les simulations, les artefacts de collaboration, les nomenclatures physiques et les retours d’expérience sur les produits tout au long de leur cycle de vie. Cette traçabilité complète couvre le produit et ses actifs numériques depuis le concept jusqu’à la conception, la fabrication, la qualité et le service.

Grâce à l’accessibilité de toutes ces données produit au sein d’une plateforme unique, les équipes d’ingénierie système et les autres disciplines peuvent faire évoluer et améliorer les produits plus efficacement, sans dupliquer leurs efforts ni laisser passer des détails importants. Lorsqu’un élément d’un produit doit être modifié à la suite de retours clients, de nouvelles réglementations ou d’autres évolutions, les conséquences de ce changement peuvent être visualisées facilement à l’échelle de l’ensemble du système.