A prescriptive approach to derive value-based requirements specification : application to the requirements engineering of commercial aircraft

Recently customer-based product development is becoming a popular paradigm. Customer needsand expectations are identified and transformed into requirements in systematic processes for productdesign with the help of various methods and tools. However, in many cases, these approaches fail tofocus on the perceived value that is crucially important when customers make the decision ofpurchasing a product. The requirements specification derived from these approaches are typicallyvalue-implicit.In this thesis, a prescriptive approach to derive value-based requirements specification is proposedby integrating the concept of value into the house of quality of quality function deployment. Anintegrated set of theories, methods and concepts is introduced in order to mitigate the sevenmethodological problems of house of quality regarding to establishing appropriate value-basedrequirements specification. The foundations of the approach include concepts of objective, valuemodel and consequence model, methods of means-ends objectives network, fundamental objectiveshierarchy, response surface methodology and value-driven design, and theory of multi-attribute utilitytheory. The procedure of the approach is a four-step process: (1) identify and structure objectives frominitial customer statements of expectations, (2) specify attributes and construct customer value model,(3) transform fundamental objectives into engineering characteristics to construct system value model,and (4) derive component value models from system value model. Through this procedure, initialcustomer statements can be reasonably derived into customer value model, system value model andcomponent value model. The benefits of the approach are that it enables (1) reasonably qualifying andquantifying customer value, and performing value modeling and simulation, (2) perceived customervalue being subsequently used reactively for design evaluation, and proactively for value-drivendesign.The approach is applied in the context of a European Community's R&D project CRESCENDO tohelp constructing airlines' group value model for commercial aircraft development. This applicationfocuses on the first two-steps of the approach, and the value models are implemented in businesssoftware Vanguard StudioCes dernières années, la conception de produit vise de plus en plus à remettre le client aucentre du processus de développement. De nouvelles méthodes et outils ont permis de formaliser nonseulement l'identification des besoins et des attentes du client mais également leur transformation enexigences. Cependant, malgré les progrès récemment apparus dans ce domaine, la notion de valeurperçue par le client qui est associée au produit reste faiblement considérée durant le développement duproduit alors que la perception de cette valeur par le client va jouer un rôle clé au moment du choix duproduit.Dans cette thèse, nous proposons une approche normative visant l'intégration de la notion devaleur du produit dans le processus d'établissement des exigences. Un état de l'art présente lesconcepts et les pratiques impliqués dans le déploiement de la fonction de qualité, étroitement liée auprocessus de spécification des exigences basé sur la valeur. Ces concepts sont relatifs aux notionsd'objectifs, de modèles de la valeur, de fonctions d'utilité multi attributs et de hiérarchie et de réseauxd'objectifs.Notre approche se déroule en 4 étapes : (1) identifier et structurer les objectifs à partir del'expression des attentes du client, (2) spécifier les attributs de la valeur perçue par le client etconstruire un modèle de la valeur client, (3) transformer les objectifs en exigences pour construire unmodèle global de la valeur produit et (4) dériver ce modèle global en un modèle de la valeur pourchaque composant du produit. Cette approche permet ainsi de prendre en compte explicitement lavaleur produit perçue par le client en l'intégrant dans les phases de développement, ce qui favorise uneconception proactive dirigée par la valeur.Nous l'illustrons sur un exemple d'avion de ligne développé en Vanguard Studio. Cet exemplea été élaboré par l'ensemble des partenaires au cours du projet Européen IST CRESCENDO et sert decas-test pour ce proje