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Approche intégrée pour l’estimation de l’effort et le contrôle du dépassement des coûts en développement de produits dans l’industrie aérospatiale

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Jaifer, Rabie (2020). Approche intégrée pour l’estimation de l’effort et le contrôle du dépassement des coûts en développement de produits dans l’industrie aérospatiale. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les dépassements des coûts en développement de produits, notamment dans l’industrie aérospatiale est un enjeu alarmant qui était toujours au centre d’intérêt des professionnels et académiques. Les dernières décennies du XXème siècle sont marquées par l’émergence de plusieurs approches qui se focalisent sur l’amélioration des performances dans le but de réduire et maitriser les coûts. Néanmoins, les projets continuaient d’enregistrer des dépassements remarquables des coûts. La fiabilité des méthodes d’estimation des coûts a été donc identifiée comme premier suspect de ces dépassements. C’est ainsi que le focus des efforts de recherche s’est orienté vers le développement de nouveaux modèles d’estimation. L’une des questions majeures auxquelles se sont confrontés les gestionnaires des projets de développement de produits lors de la phase de planification est "comment obtenir les meilleurs estimées des coûts et délais?". En effet, si les coûts et les délais sont estimés avec un degré de précision raisonnable, la capacité de planifier, de faire les prévisions et d’effectuer des engagements et des compromis, entre autres, deviendrait beaucoup plus facile (Salam & Bhuiyan, 2016).

Durant les trois dernières décennies, plusieurs approches, techniques et modèles d’estimation ont vu le jour. La plupart d’entre eux sont basés sur la modélisation paramétrique et utilisent certains facteurs de pilotage spécifiques pour l'estimation des coûts ou de l’effort. Malgré tous les efforts de recherche déployés et l’abondance des techniques et modèles d’estimation des coûts, les projets de développement de produits dans le secteur aérospatial souffrent encore de dépassements considérables des coûts. Selon Keller, Collopy, et Componation (2014), les taux de dépassement des coûts des programmes spatiaux du gouvernement américain sont aux alentours de 45%. L’estimation paramétrique est la technique la plus populaire pour la modélisation et l’estimation de l’effort de développement dans l’industrie aérospatiale. Cependant, pourquoi les modèles paramétriques souffrent gravement du problème de fiabilité et ne parviennent pas à assurer une estimation précise des coûts ou de l’effort? L’une des causes les plus probable est liée à la complexité du système de développement de produits dans le secteur aérospatial, notamment, le niveau d’incertitude élevé lors des phases préliminaires de planification. Ainsi, il serait difficile d’assurer un niveau de précision acceptable lors de l’estimation des coûts avec les techniques paramétriques conventionnelles. Pour mieux comprendre et résoudre cette problématique, certains questions fondamentales s’imposent. Ces modèles utilisent-ils les bons facteurs de pilotage en genre et en nombre? Les fondements statistiques des techniques paramétriques classiques sont-ils appropriés pour modéliser la dynamique et les interactions entre les facteurs de pilotage de l'effort dans l'industrie aérospatiale? Ne serait-il plus opportun d’abandonner ces techniques paramétriques classiques et d’explorer le potentiel de nouvelles techniques d’estimation?

Ce projet de recherche a pour objectif de proposer une approche intégrée pour surmonter les enjeux majeurs liés à l’estimation de l’effort et contrôler les dépassement coûts de développement dans le secteur aérospatial. Il propose ainsi de nouveaux modèles d’estimation de l’effort qui sont plus adaptés à la réalité et au contexte de développement de produits dans l'industrie aérospatiale et prennent en considération les effets des principaux concepts dans la modélisation de l'effort. Ces modèles sont également basés sur de nouvelles techniques avec des fondements statistiques plus robustes qui conviennent mieux aux environnements complexes et incertains. Outre la modélisation et l'estimation de l'effort, ce projet de recherche propose également une nouvelle approche pour contrôler les dépassements des coûts qui se base sur l'estimation de leurs niveaux de dépassements lors des phases préliminaires d’exécution du projet. Cette approche est plus adaptée au contexte de l’incertitude et à l’aspect dynamique de l’environnement de développement de produits dans le secteur aérospatial.

Titre traduit

Integrated approach for effort estimation and cost overruns control in the aerospace product development projects

Résumé traduit

Product development projects, especially in the aerospace industry, still suffer from significant cost overruns. The failure to meet planned cost and schedule is one of the most critical issue in this industry. Many researchers and scientists focused first on process and tools to shorten the time and reduce the cost of new product development projects. The results were far from resolving this issue and the overruns persist. Thus, the focus was reoriented towards enhancing the accuracy of estimates that rapidly was point out as the main cause of these overruns. In fact, if the cost and time are estimated within a reasonable degree of accuracy, the ability to schedule, forecast, and conduct trade-offs, among others, will become much easier (Salam & Bhuiyan, 2016). Otherwise, poor estimations could even lead, in some cases, to severe difficulties due to wrong financial decisions made about engagement and partners’ relationship management. Thus, one of the most important questions that confront the project manager in the planning phase of new product development is "how to get the right estimates of cost and time?" Different approaches, methods, and models were developed for this purpose and a large number of research papers were published regarding effort estimation in new product development. Most of them are modeling based on the use
of some specific drivers for estimation matter.

Despite the number of research and refinement about cost estimating during last decades and the diversity of approaches, models and tools developed for this matter, the aerospace product development projects still suffer from severe cost and schedule overruns. In fact, the final costs of US space programs continue to exceed initial cost estimates by an average of more than 45% (Keller et al., 2014). Considering the complexity of product development systems especially the high level of uncertainty at the early stage of product development planning, achieving high degree of cost estimates accuracy is very questionable with conventional models.

Parametric estimation remains the most common technique for effort estimation and modeling in aerospace industry; But why these parametric models suffer from severe performance deviation and fail to provide accurate estimates? To address this issue, one need to ask some fundamental questions. Are these models using the right set of drivers or input parameters in gender and number? Are the statistical foundations of regression techniques appropriate to models the dynamic and interactions among effort drivers in the aerospace industry? If the answer is no, thereby, it is not time to throw away these conventional regression models and explore the potential of newer techniques?

This research project aims to deal with the problem of overruns with an integrated and dynamic approach. It seeks to identify and overcome the main issues with current cost estimation models in aerospace product development and proposes new models and approach to deal with the issue of cost overruns in aerospace product development. These models will consider personalized elements of product development in the aerospace industry and integrate the effects of main concepts in effort modeling. These models are also based on new techniques with robust statistical foundations and more appropriate to complex environments. Besides effort modeling and estimation this research project proposes a new approach to control overruns through the estimation of the overrun level during preliminary phases of project execution.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention de doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 243-265).
Mots-clés libres: estimation de l’effort, dépassement des coûts, développement de produits, industrie aérospatiale, apprentissage machine
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Beauregard, Yvan
Codirecteur:
Codirecteur
Bhuiyan, Nadia
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 24 sept. 2021 14:56
Dernière modification: 24 sept. 2021 14:56
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2704

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