Informatique de l'ingénierie

La conception assistée par ordinateur (CAO), la CAO intelligente, l'analyse d'ingénierie, le support à la conception collaborative, l'ingénierie assistée par ordinateur et la gestion du cycle de vie des produits sont quelques-uns des termes apparus au cours des dernières décennies avec l'essor de l'informatique en ingénierie. La codification et l'automatisation des connaissances et des méthodes d'ingénierie ont profondément transformé la pratique de l'ingénierie. L'utilisation des ordinateurs par les ingénieurs a toujours suivi le rythme des progrès de l'informatique et des sciences de l'information. Informatique, algorithmes, méthodes de calcul et ingénierie sont de plus en plus imbriqués, les développements théoriques et pratiques dans les deux disciplines s'influençant mutuellement. Il est donc temps d'utiliser le terme « informatique de l'ingénierie » pour désigner la science de l'information qui circule dans ces processus.

L'informatique, dont l'origine remonte au mot allemand « Informatik » désignant le traitement automatisé de l'information, a évolué vers sa définition actuelle, très large. L'essor de ce terme s'explique par la diversité des disciplines désormais reconnues et considérées comme contribuant au domaine de l'informatique et des sciences de l'information. Une définition courante de l'informatique, adoptée par de nombreux départements et écoles d'informatique, est celle de l'Université d'Édimbourg : « l'étude de la structure, du comportement et des interactions des systèmes informatiques naturels et artificiels qui stockent, traitent et communiquent l'information ». L'informatique englobe la science de l'information, la pratique du traitement de l'information et l'ingénierie des systèmes d'information.

L'histoire de l'ingénierie et de l'informatique révèle une sophistication croissante des problèmes d'ingénierie résolus. Les premiers logiciels de CAO étaient principalement axés sur la géométrie (recourant aux mathématiques et à l'informatique). Puis est apparue l'utilisation de l'IA en ingénierie, sous l'impulsion des théories des sciences cognitives et des modèles informatiques de la cognition (basés sur la logique et les schémas). Plus récemment, des modèles de collaboration, de représentation et d'acquisition des connaissances collectives ont été introduits, inspirés par les sciences sociales (ethnographie, sociologie du travail) et la philosophie.

Les technologies et les sciences de l'information ont à la fois créé le besoin de faciliter la gestion des processus sociotechniques complexes et y contribuent . L'information est contextuelle et son ingénierie fait partie intégrante de tout échange entre les personnes et les machines. Ainsi, l'informatique est le processus de :

1. créer et codifier les mondes linguistiques (structures représentationnelles) représentés par les mondes d'objets dans le domaine concerné, et
2. gérer les significations associées à travers leurs contextes d'utilisation et d'accumulation par la synthèse et la classification.

L'informatique appliquée à l'ingénierie est une démarche réflexive qui dépasse le cadre des logiciels et du matériel sous-jacents ; elle offre une perspective interdisciplinaire sur la nature du travail intellectuel collectif. Il devient donc essentiel, dans toute démarche d'ingénierie de l'information, de prendre en compte l'usage des langages et leurs implications dans le stockage et la récupération de l'information au sein d'une communauté de travail.

Le rôle de l'informatique dans l'ingénierie des produits et services a pris une importance considérable ces dernières décennies. Comme on pouvait s'y attendre, la plupart des développements se sont faits de manière empirique. Les techniques issues de l' informatique et de la programmation sont utilisées telles quelles en ingénierie. À ses débuts, l'informatique appliquée à l'ingénierie était limitée par les capacités des ordinateurs. La convergence de la puissance de calcul et des systèmes de télécommunications a permis d'envisager des connexions et des échanges d'informations sans fil, ce qui relevait du rêve lointain à l'époque. Ces avancées ont atténué les contraintes liées à la distance et rendent possibles la conception, la fabrication et les chaînes d'approvisionnement mondiales. Toutefois, la gestion d'une chaîne d'approvisionnement mondiale demeure un défi de taille, marqué par de nombreuses incompatibilités dans l'échange et la coordination des informations.

L'intégration flexible et adaptable de pans entiers de secteurs industriels reste un idéal, notamment pour les petites entreprises au sein de la mondialisation. Pour que cet idéal devienne réalité, la normalisation est essentielle. Face à l'évolution constante des technologies, l'élaboration de normes d'information pour les échanges, qu'ils soient syntaxiques ou sémantiques, constitue un défi de taille.

Les informaticiens et les ingénieurs ne peuvent, à eux seuls, résoudre les problèmes d'informatique appliquée à l'ingénierie ni maîtriser les processus de gestion de l'information au sein des systèmes techniques ; une collaboration est indispensable. Le manque de compétences chez les informaticiens spécialisés en ingénierie et chez les ingénieurs en informatique a engendré des difficultés de communication entre les disciplines. Quelle approche pédagogique peut préparer les étudiants à appréhender la complexité inhérente à l'informatique appliquée à l'ingénierie ? La culture d'apprentissage doit encourager la valorisation de la diversité tout en mettant l'accent sur l'essence et le caractère fondamental des expériences. Si les produits actuels sont de plus en plus conçus pour être variés, nous ne maîtrisons pas encore pleinement ce processus sur le plan conceptuel, et encore moins nos étudiants. L'informatique appliquée à l'ingénierie se caractérise par son applicabilité aussi bien aux niveaux locaux de la prise de décision dans un processus de conception qu'au niveau global de la gestion de produits et de la conception organisationnelle.

Aujourd'hui, nous entrons dans une ère de réseaux où différentes infrastructures peuvent être interconnectées grâce aux réseaux d'information. Ces réseaux permettent de relier, quasiment en temps réel, le réseau de production à celui de conception et d'approvisionnement, grâce à des systèmes d'information intégrant capteurs et étiquettes d'identification. L'imagination est la seule limite à la puissance d'intégration des réseaux d'information. C'est dans ce nouveau monde complexe que nous devons enseigner aux étudiants, notamment la capacité de réfléchir sur l'information qu'ils utilisent et sur la manière de la traiter, la signification de l'utilisation (ou non) des outils informatiques, la nécessité de créer des outils adaptés à différentes échelles d'analyse et à travers différentes disciplines, et la manière d'envisager sa propre discipline sous l'angle de l'informatique appliquée à l'ingénierie.

Elle englobe les domaines de la technologie de l'ingénierie suivants :

• Ingénierie des réseaux neuronaux et applications des systèmes intelligents
• Système d'aide à la décision et système de modélisation de l'information
• Ingénierie logicielle inverse et ingénierie logicielle réutilisable
• L'application de la cryptographie dans les systèmes de sécurité informatique
• Cadre d'architecture d'entreprise et application
• Services d'ingénierie et d'affaires distribués
• Détection, surveillance, contrôle et dynamique des structures
• Modélisation humaine et sociale pour les simulations de conception
• Ingénierie informatique
• Bureau virtuel et optimisation
• Informatique en réseau pour l'ingénierie
• Applications informatiques en ingénierie
• Technologies des systèmes et des réseaux
• Développement des médias interactifs et d'Internet
• Gestion de la chaîne d'approvisionnement et de la logistique
• etc.

L'informatique appliquée à l'ingénierie est un domaine d'études de premier cycle dans certaines universités et écoles polytechniques :

• Advanced Engineering Informatics le 10 janvier 2009 sur la Wayback Machine) est une publication de revue dans le domaine de l'informatique de l'ingénierie.
• La nécessité d'une science de l'informatique de l'ingénierie . Intelligence artificielle pour la conception, l'analyse et la fabrication en ingénierie (AI-EDAM) , 2007, 21:1(23–26).
• Numéro spécial du JCISE, mars 2008 Ce numéro spécial contient un éditorial invité et quelques articles de recherche dans le domaine de l'informatique de l'ingénierie.
• Numéro spécial sur « Ingénierie informatique » , par Eswaran Subrahmanian et Sudarsan Rachuri, J. Comput. Inf. Sci. Eng. 8(1), 010301 (28 février 2008).

• Groupe d'informatique de l'ingénierie , un groupe de recherche de l'Université de Stanford , États-Unis