Applying systematic design: the flight refuelling probe project

This report is a product of close industry-academia collaboration between British Aerospace and the Cambridge Engineering Design Centre (EDC). British Aerospace designs and integrates some of the most complex systems in the world, and its expertise in this field has enabled the company to become the United Kingdom's largest exporter. However, to stay at the forefront of the highly competitive aerospace industry it is necessary to seek new ways to work more effectively and more efficiently. The Cambridge EDC has played a part in supporting these needs by providing access to the methods and tools that it has developed for improving the process of designing mechanical systems. The EDC has gained an international reputation for the quality of its work in this subject. Thus, the collaboration is between two organisations each of whom are leaders in their respective fields. The central aim of the project has been to demonstrate how a systematic design process can be applied to a real design task identified by industry. The task selected was the design of a flight refuelling probe which would enable a combat aircraft to refuel from a "flying tanker". However, the systematic approach, methods and tools described in this report are applicable to most engineering design tasks. The findings presented in this report provide a sound basis for comparing the recommended systematic design process with industrial practice. The results of this comparison would enable the company to define ways in which its existing design process can be improved. This research project has a high degree of industrial relevance. The value of the work may be judged in terms of the opportunities it opens up for positive changes to the company's engineering operations. Several members of the EDC have contributed to the project. These include Dr Lucienne Blessing, Dr Stuart Burgess, Dr Amaresh Chakrabarti, Major Mark Nowack, Aylmer Johnson and Dr Paul Weaver. At British Aerospace special thanks must go to Alan Dean and David Halliday for their interest and the support they have given. The project has been managed by Dr Nigel Upton of British Aerospace during a 3 year secondment to the EDC.

An optimal design process for an adequate product?

The 'optimal' or 'best' design process may be the shortest or cheapest process, or the one that leads to a particularly desirable product, or to a reliable and maintainable product, or to a manufacturable product, or some combination of all of these. It is likely to satisfy the aspirations of the organisation to invest an appropriate amount of resource in the development of a specific new market opportunity, set in the context of longer-term business goals. This paper describes the progress made in over ten years of research on process modelling undertaken at the Cambridge Engineering Design Centre to identify an 'optimal' design process with which to develop an 'adequate' product.

Making the case for inclusive design.

This paper describes the University of Cambridge, Engineering Design Centre's (EDC) case for inclusive design, based on 10 years of research, promotion and knowledge transfer. In summary, inclusive design applies an understanding of customer diversity to inform decisions throughout the development process, in order to better satisfy the needs of more people. Products that are more inclusive can reach a wider market, improve customer satisfaction and drive business success. The rapidly ageing population increases the importance of this approach. The case presented here has helped to convince BT, Nestlé and others to adopt an inclusive approach.

Desenvolvimento de competências em expressão/produção escrita: um estudo com adultos inscritos no sistema nacional de reconhecimento, validação e certificação de competências

Actualmente, uma das principais preocupações educativas centra-se na adaptação do ensino às características da sociedade moderna, em constante mutação, que requer o desenvolvimento de competências (Perrenoud, 1999), entre as quais a capacidade de aprender ao longo da vida (European Commission, 2007). No caso português, esta preocupação tem conduzido à valorização das competências adquiridas em contextos de aprendizagem não formais e informais, através do Sistema Nacional de Reconhecimento, Validação e Certificação de Competências (RVCC). O nosso conhecimento sobre o Sistema tem revelado que algumas das principais dificuldades dos adultos que o frequentam decorrem de lacunas graves na expressão/produção escrita, que desempenha um papel relevante no processo. Combinando aspectos de investigação-acção com um design investigativo de estudo de caso, o nosso trabalho centrou-se numa intervenção didáctica, que partiu da identificação e caraterização de competências e de lacunas em expressão/produção escrita em língua materna de um grupo de adultos a frequentar o Sistema RVCC (Nível Secundário) para a subsequente conceção, implementação e avaliação de estratégias/instrumentos para desenvolver as competências em falta. Foram recolhidos dados relativos ao desempenho dos adultos através de tarefas integradas no Portefólio Reflexivo de Aprendizagem, em três fases distintas, para posterior análise de conteúdo. Foram, ainda, recolhidas e analisadas as representações dos adultos sobre as competências que julgavam deter neste domínio, por se tratar de um fator determinante no processo. Neste caso, a recolha de dados fez-se através da aplicação de um questionário inicial e um outro no final da intervenção didáctica, que foram objecto de análise qualitativa.

Design de unidades funcionais: plataforma para o desenvolvimento novos produtos universidade-indústria

Este trabalho de investigação teve como principais objetivos, por um lado, procurar as relações existentes entre a Instituição Ensino Superior de Design (IES-D) e as empresas, por outro, configurar um modelo que permitisse criar uma plataforma de inovação para o desenvolvimento de novos produtos na IES-D num contexto globalizado. Nos últimos anos, o setor “ensino superior” na Europa e em várias partes do mundo passou por grandes mudanças, o que acentuou o ambiente competitivo entre as IES, incluindo as de Design. Neste âmbito, procurou-se demonstrar o novo posicionamento estratégico da IES-D perante o mercado, e quais as ações a desenvolver que possibilitam alcançar uma vantagem competitiva sustentável. Primeiro, considerou-se fundamental identificar a importância do design perante o ensino, a situação mundial e a mudança da cultura económica. Depois, assinalaram-se as iniciativas de promoção do design e as políticas de inovação europeias. E por fim, reuniram-se os aspetos que obrigam as IES-D a assumir novos papéis de interação com o mercado. Por análise comparativa internacional procedeu-se à seleção de uma amostra de dezoito (18) IES-D – dez europeias, quatro norte americanas e quatro asiáticas. Instituições de ensino com tipologias diversas e pertencentes a distintos contextos socioeconómicos. A caracterização da amostra através de análise estrutural permitiu identificar aspetos comuns às IES-D – ações estratégicas que servem para promover a inovação. Para explicitar a interação do sistema formado por esses elementos comuns, configurou-se um modelo concetual – Hexágono da Inovação (HI). O modelo, enquanto instrumento de análise, permite criar um padrão da inovação da IES-D e posicioná-la perante o setor - ensino superior de design. Foi também realizado um ensaio da aplicabilidade do modelo concetual HI na ESAD.cr/IPL. Através da implementação da plataforma de inovação - ESAD Design Studio - Centro de Estudos e Investigação em Design (EDS/CEID), foram ensaiadas as ações necessárias para promover o design estratégico e o design de inovação.

Une étude qualitative sur l'usage des cigarettes électroniques (e-cigarettes) chez les jeunes

La cigarette électronique (E-cigarette) est un phénomène relativement récent qui est en train de prendre une ampleur inattendue, surtout chez les jeunes. La littérature scientifique à ce sujet est encore relativement rare et surtout centrée sur les taux de prévalence. Bien que théoriquement conçues pour les adultes qui voudraient arrêter de fumer, les adolescents sont devenus un public cible pour ces produits, dont beaucoup n'ayant jamais fumé de cigarettes traditionnelles. Du point de vue de la santé publique, une des préoccupations majeures correspond au possible effet indésirable des cigarettes électroniques d'inciter les jeunes au tabagisme. Beaucoup de questions restent sans réponse quant à l'impact des cigarettes électroniques sur la santé publique. Par exemple, il n'est pas clair si les cigarettes électroniques sont juste une nouveauté que les jeunes n'essayent qu'une fois ou si elles ont le potentiel de concurrencer les cigarettes traditionnelles. Même si les cigarettes électroniques sont disponibles en Suisse depuis près de 10 ans, peu de données existent quant aux motifs de consommation des jeunes, les modalités de consommation, les effets recherchés et la perception de leur nocivité.

Études de cas sur l’impact de l’intégration du programme d’Agrément Canada sur le changement et l’apprentissage organisationnel : la Health Authority of Anguilla et la Ca’ Foncella Ospetale di Treviso

Cette recherche évalue si l’intégration du programme d’agrément MIRE (Mesures implantées pour le renouveau de l’évaluation) d’Agrément Canada, anciennement Conseil canadien d’agrément des services de santé, engendre du changement et de l’apprentissage organisationnel. Elle étudie le cas de deux organismes de santé, la Health Authority of Anguilla (HAA) et la Ca’ Foncella Opetale de Treviso (CFOT). La recherche comporte trois niveaux d’analyse pour lesquels des données qualitatives et quantitatives ont été recueillies : 1) les membres des équipes d’agrément; 2) les équipes d’agrément; 3) l’organisme dans son ensemble. Des questionnaires individuels administrés aux membres des équipes, des entretiens semi-structurés avec les chefs des équipes et les coordonnateurs de la qualité, une revue de documentation et plusieurs mesures périodiques du niveau de compliance aux normes MIRE ont été les techniques de collecte de données utilisées. Les résultats indiquent que les organismes ont opéré des transformations : 1) stratégiques; 2) de l’organisation; 3) des relations avec son environnement. Ils ont amélioré leurs systèmes et leurs pratiques de gestion de même que leurs communications internes et externes. Il y a eu aussi des apprentissages utiles par les individus, les équipes et les organismes. Les apprentissages individuels concernaient les programmes qualité, l’approche centrée sur la clientèle, la gestion des risques, l’éthique professionnelle, la gestion participative et l’évaluation des services. Les étapes « autoévaluation » et « apporter des améliorations et donner suite aux recommandations » du cycle d’agrément ont contribué le plus au changement et à l’apprentissage organisationnel. Les équipes interdisciplinaires d’agrément ont été le véhicule privilégié pour réaliser ces changements et ces apprentissages. La HAA et la CFOT ont amélioré progressivement leur niveau de compliance aux normes dans toutes les dimensions de la qualité, au niveau des équipes d’agrément et pour l’ensemble de l’organisation. Néanmoins, l’amélioration du niveau global de compliance était en deçà de la limite minimum des exigences du programme pour l’obtention d’un statut d’agrément sans restrictions importantes. L’envergure des changements et des apprentissages réalisés soulève la question de la capacité des organismes d’institutionnaliser ces nouvelles connaissances. La CFOT pourrait y arriver étant donné les ressources et les compétences à sa disposition.

Immigration et identité face aux enjeux de la Guerre Froide : une étude du débat sur la politique d'immigration dans la sphère publique américaine (1952-1965)

Résumé: Au lendemain de la Seconde Guerre Mondiale, la nécessité de moderniser la politique d’immigration américaine fait l’unanimité, la principale loi régissant l’immigration datant de 1924. Cependant, la question des paramètres de la réforme fait naître un débat fortement polarisé. Les défenseurs du statu quo, qui souhaitent maintenir le système des quotas nationaux faisant de l’origine nationale le premier critère d’admission, auront initialement le dessus, comme en fait foi le passage du McCarran-Walter Act en 1952. D’autre part, les partisans d’une libéralisation affirment que cette loi restrictive et discriminatoire va à l’encontre des objectifs de la politique étrangère américaine, particulièrement dans un conflit aussi idéologiquement chargé que la Guerre Froide. Au courant des années cinquante et au début des années soixante, les réformateurs libéraux auront progressivement le dessus dans le débat, si bien qu’une nouvelle loi sera adoptée en 1965. Ce mémoire propose d’aborder cette période de réforme sous l’angle de l’opinion publique. À partir, des sources permettant de prendre le pouls de la société américaine au sujet de la politique d’immigration, il a été possible d’observer une libéralisation progressive de l’opinion publique durant la période. Dans le cadre de ce mémoire, l’interprétation de cette évolution est centrée sur l’influence grandissante des enjeux de la Guerre Froide dans le débat entourant la réforme.

Modèle de structuration des relations lexicales fondé sur le formalisme des fonctions lexicales

Thèse réalisée en cotutelle avec l'Université Paris Diderot (Paris 7)

Étude qualitative sur l'expérience de la perte d'un greffon rénal

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Personnalité et compétences en emploi : comparaison de la capacité prévisionnelle de deux configurations de la personnalité

Certaines études récentes confirment que les tests de personnalité sont largement utilisés à des fins de sélection dans les organisations nord-américaines et que leur fréquence d’utilisation continue de croître (Boudrias, Pettersen, Longpré, & Plunier, 2008; Rothstein & Goffin, 2006). Or, les résultats des recherches portant sur le lien prévisionnel entre la personnalité et le rendement global au travail sont peu convaincants (Morgeson et al., 2007b; Murphy & Dzieweczynski, 2005). La présente thèse vise à vérifier si une amélioration des liens prédictifs entre la personnalité et le rendement au travail pourrait être obtenue en modifiant la façon d’opérationnaliser les variables prévisionnelles issues des inventaires de personnalité et en précisant les critères à prédire de manière à les rendre plus spécifiques et mieux arrimés. Pour ce faire, la capacité prévisionnelle d’une approche centrée sur le critère, c’est-à-dire l’utilisation de composites de traits de personnalité, est comparée à l’approche traditionnelle centrée sur le prédicteur, dans ce cas-ci, les cinq grands facteurs de personnalité (Big Five). D’autre part, le rendement au travail est opérationnalisé sous l’angle des compétences en emploi, ce qui permet d’en différencier les dimensions et d’augmenter la spécificité des critères. Des hypothèses précisant les facteurs de personnalité qui devraient permettre de prédire chacune des compétences évaluées sont testées. De plus, des hypothèses précisant les traits de personnalité servant à créer les variables composites sont aussi testées. Finalement, une hypothèse portant sur la comparaison de la puissance prévisionnelle des deux approches est mise à l’épreuve. L’échantillon de la recherche est composé de 225 employés occupant divers emplois au sein d’une grande organisation québécoise. Ils ont complété un inventaire de personnalité au travail dans le cadre des processus de sélection de l’organisation. Leur supérieur immédiat a effectué une évaluation de leurs compétences et de leur rendement au moins six (6) mois après leur embauche. Les résultats démontrent que la maîtrise des compétences est mieux prédite par une approche centrée sur le prédicteur (c’est-à-dire les Big Five) que par une approche centrée sur le critère (c’est-à-dire les variables composites). En effet, seules trois hypothèses portant sur le lien entre certains facteurs de personnalité et les compétences se sont avérées partiellement soutenues. Les résultats d’analyses statistiques supplémentaires, réalisées a posteriori afin de mieux comprendre les résultats, laissent supposer la présence de variables modératrices, dont, notamment, les caractéristiques situationnelles. En somme, il nous semble plus probable d’arriver, dans le futur, à trouver une méthode structurée de création des variables composites qui permettrait d’obtenir des liens prévisionnels plus puissants que de découvrir des variables composites qui seraient elles-mêmes généralisables à tous les emplois et à toutes les organisations. Par ailleurs, nous encourageons les praticiens à porter attention à la façon d’utiliser les données de personnalité. Pour le moment, il semble que les facteurs de personnalité permettent de prédire, en partie, le rendement futur en emploi. Or, les preuves empiriques concernant l’efficacité d’autres approches demeurent relativement rares et, surtout, insuffisantes pour guider fidèlement les praticiens à travers les choix nécessaires à leur utilisation.

Le design participatif au sein d’entreprises : une exploration des opportunités et limites perçues par des concepteurs de produits

La littérature contient une abondance d’information sur les approches de design impliquant les utilisateurs. Bien que les chercheurs soulèvent de nombreux avantages concernant ces approches, on en sait peu sur ce que les concepteurs des entreprises en pensent. Ce projet a pour but de connaître les perceptions des concepteurs de produits quant aux outils de design participatif puis, d’identifier les opportunités et limites qu’ils évoquent à ce sujet, et finalement, de faire des suggestions d’outils qui faciliteraient l’introduction du design participatif dans un processus de design existant. Après avoir fait un survol du domaine du design participatif et de ses outils, six cas sont étudiés au moyen d’entrevues semi-dirigées conduites auprès de concepteurs de produits. Les données sont analysées à l’aide de cartes cognitives. En ce qui concerne les outils de design participatif, les participants rencontrés perçoivent un accès direct aux besoins des utilisateurs et la possibilité de minimiser les erreurs en début de processus donc, d’éviter les modifications coûteuses qu’elles auraient entraînées. Les obstacles perçus par les concepteurs sont principalement liés à la résistance au changement, à la crainte de laisser créer ou décider les utilisateurs, ainsi qu’au manque de temps et de ressources de l’équipe. Finalement, sur la base des informations collectées, nous suggérons quatre outils de design participatif qui semblent plus intéressants : l’enquête contextuelle, les sondes, les tests de prototypes et l’approche « lead user ». Pour faire suite à ce travail, il serait intéressant d’élaborer un protocole de recherche plus exhaustif pour augmenter la portée des résultats, ou encore, d’appliquer le design participatif, dans une entreprise, afin d’explorer la satisfaction des gens quant aux produits conçus, les effets collatéraux sur les équipes impliquées, l’évolution des prototypes ou le déroulement des ateliers.

Centor : concept d’interface de spatialisation sonore additive

Cette recherche porte un regard critique sur les interfaces de spatialisation sonore et positionne la composition de musique spatiale, un champ d’étude en musique, à l’avant plan d’une recherche en design. Il détaille l’approche de recherche qui est centrée sur le processus de composition de musique spatiale et les modèles mentaux de compositeurs électroacoustiques afin de livrer des recommandations de design pour le développement d’une interface de spatialisation musicale nommée Centor. Cette recherche montre qu’un processus de design mené à l’intersection du design d’interface, du design d’interaction et de la théorie musicale peut mener à une proposition pertinente et innovatrice pour chacun des domaines d’étude. Nous présentons la recherche et le développement du concept de spatialisation additive, une méthode de spatialisation sonore par patrons qui applique le vocabulaire spectromorphologique de Denis Smalley. C’est un concept d’outil de spatialisation pour le studio qui complémente les interfaces de composition actuelles et ouvre un nouveau champ de possibilités pour l’exploration spatiale en musique électroacoustique. La démarche de recherche présentée ici se veut une contribution au domaine du design d’interfaces musicales, spécifiquement les interfaces de spatialisation, mais propose aussi un processus de design pour la création d’interfaces numériques d’expression artistique.

Croissance et ensemble nodal de fonctions propres du laplacien sur des surfaces

Dans cette thèse, nous étudions les fonctions propres de l'opérateur de Laplace-Beltrami - ou simplement laplacien - sur une surface fermée, c'est-à-dire une variété riemannienne lisse, compacte et sans bord de dimension 2. Ces fonctions propres satisfont l'équation $\Delta_g \phi_\lambda + \lambda \phi_\lambda = 0$ et les valeurs propres forment une suite infinie. L'ensemble nodal d'une fonction propre du laplacien est celui de ses zéros et est d'intérêt depuis les expériences de plaques vibrantes de Chladni qui remontent au début du 19ème siècle et, plus récemment, dans le contexte de la mécanique quantique. La taille de cet ensemble nodal a été largement étudiée ces dernières années, notamment par Donnelly et Fefferman, Colding et Minicozzi, Hezari et Sogge, Mangoubi ainsi que Sogge et Zelditch. L'étude de la croissance de fonctions propres n'est pas en reste, avec entre autres les récents travaux de Donnelly et Fefferman, Sogge, Toth et Zelditch, pour ne nommer que ceux-là. Notre thèse s'inscrit dans la foulée du travail de Nazarov, Polterovich et Sodin et relie les propriétés de croissance des fonctions propres avec la taille de leur ensemble nodal dans l'asymptotique $\lambda \nearrow \infty$. Pour ce faire, nous considérons d'abord les exposants de croissance, qui mesurent la croissance locale de fonctions propres et qui sont obtenus à partir de la norme uniforme de celles-ci. Nous construisons ensuite la croissance locale moyenne d'une fonction propre en calculant la moyenne sur toute la surface de ces exposants de croissance, définis sur de petits disques de rayon comparable à la longueur d'onde. Nous montrons alors que la taille de l'ensemble nodal est contrôlée par le produit de cette croissance locale moyenne et de la fréquence $\sqrt{\lambda}$. Ce résultat permet une reformulation centrée sur les fonctions propres de la célèbre conjecture de Yau, qui prévoit que la mesure de l'ensemble nodal croît au rythme de la fréquence. Notre travail renforce également l'intuition répandue selon laquelle une fonction propre se comporte comme un polynôme de degré $\sqrt{\lambda}$. Nous généralisons ensuite nos résultats pour des exposants de croissance construits à partir de normes $L^q$. Nous sommes également amenés à étudier les fonctions appartenant au noyau d'opérateurs de Schrödinger avec petit potentiel dans le plan. Pour de telles fonctions, nous obtenons deux résultats qui relient croissance et taille de l'ensemble nodal.