Collaborative framework in computer aided innovation 2.0 : Application to process system engineering

par René Lopez Flores

Thèse de doctorat en Génie industriel

Sous la direction de Jean-Marc Le Lann et de Stéphane Negny.

Soutenue le 05-10-2015

à Toulouse, INPT , dans le cadre de École doctorale Systèmes (Toulouse) , en partenariat avec Laboratoire de génie chimique (Toulouse) (laboratoire) .

Le président du jury était Hervé Pingaud.

Le jury était composé de Jean-Marc Le Lann, Stéphane Negny, Hervé Pingaud, Jérôme Pailhes, Laure Morel, Camille Panassié.

Les rapporteurs étaient Jérôme Pailhes, Laure Morel.

  • Titre traduit

    Plateforme collaborative d’innovation ouverte assistée par ordinateur : Application en génie des procédés


  • Résumé

    L'innovation est un processus complexe qui demande des techniques et des outils collaboratifs pour la gestion des connaissances et la communication, afin que les entreprises surmontent les défis d'une économie concurrentielle. Une nouvelle catégorie d’outils connus sous l’acronyme CAI (Computer Aided Innovation) émerge parmi l’éventail des technologies assistées par ordinateur afin de répondre aux demandes industrielles pour une plus grande fiabilité des nouveaux produits et procédés. L’objectif de ces outils (en cours de développement) est d’aider les concepteurs durant tout le processus d’innovation. Actuellement la mise en oeuvre d’un tel outil doit prendre en considération deux développements récents majeurs. Le premier est d’ordre technologique avec les possibilités offertes par le Web 2.0 dans le développement de logiciel. Le deuxième est plus stratégique avec un changement de vision de l’innovation passant de l’innovation fermée (interne à l’entreprise) à l’innovation ouverte (Open Innovation). Ces deux aspects conduisent à de nouvelles formes de CAI nommé Open CAI 2.0. Cette recherche propose une des briques d’un tel outil, pour assister les ingénieurs procédés à résoudre des problèmes innovants principalement dans la phase de conception préliminaire. Nous présentons la structure et la fonctionnalité d’un cadre de collaboration qui met en oeuvre une méthode développée basée sur le couplage entre la théorie TRIZ, et une technique de gestion des connaissances: le raisonnement à partir de cas (RàPC). Ce cadre est une extension du modèle TRIZ-RàPC validé dans le domaine du génie de procèdes. L’approche du processus de résolution est illustrée sur une étude de cas traitant de la gazéification de la biomasse.


  • Résumé

    In economy nowadays, the act of innovation is in general social; it requires the management of knowledge, and the techniques and methodologies to drive it. Innovation is not the product of one isolated intelligence, instead, it is the result of a multi-disciplinary workgroup lead by a process or a methodology. The conceptual design, which is found in the first stages of the innovation process, represents one of the most important challenges in industry nowadays. One of the main challenges faced by chemical industries related to the conceptual design phase is to provide the means in the form of methods and computational tools, for solving problems systematically, at the same time that benefiting from the collective efforts of individual intelligences involved. Hence, the main objective of this work is to provide a solution to improve the creative capacity of a team involved in the innovation process, in particular the preliminary (critical) phase of conceptual design. Consequently, it is important to understand the techniques, methods and tools that best support the generation of novel ideas and creative solutions. In addition, it is necessary to study the contribution of information and communication technologies as the mean to support collaboration. Web technologies are considered as complementary tools to implement methods and techniques in collaborative design, and particularly in the conceptual design stage. These technologies allow setting up distributed collaborative environments to bring together the resources and the experts who can relate the existing pieces of knowledge to new contexts. It is the synergy created in this kind of environment, which allow producing valuable concepts and ideas in the form of Collective Intelligence. Nevertheless in most existing solutions for collective intelligence or crowdsourcing environments, they do not report the use of a particular methodology to improve the participants' creativity. The solution in this work describes a social network service that enables users to cooperatively solve problems oriented (but not limited) to the phase of conceptual design. In this work we propose that the use of Collective Intelligence in combination with the model TRIZ-CBR could lead the creative efforts in a team to develop innovative solutions. With this work we are looking for connecting experts from one particular field, TRIZ practitioners and stakeholders with the objective to solve problems in collaboration unlashing the collective intelligence to improve creativity. This work uses the basis of the concept named "Open CAI 2.0" to propose a solution in the form of a theoretical framework. The contributions seek to move the development of the field in Computer Aided Innovation a step forward.


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