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Reconcevoir le travail dans des logiques de collaboration humain-technologie à l'ère du digital : le cas de l'inspection industrielle

Garrick Cabour

Ph.D. thesis (2023)

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Abstract

Abstract:Digitalization and automation (DA) projects pose challenges not only in technological development but also in terms of integration into companies’ processes and organizational structures. In fact, the success rate of digital transformations in the workplace is around 30%. The scientific literature emphasizes that the potential causes of these pitfalls stem from (1) a lack of knowledge about the variability and complexity of the operations supported or automated by such technologies, and (2) a lack of integration of human and organizational factors within the design. Yet, few studies explore how DA project teams can simultaneously address the development of digital technologies, the integration of human and organizational factors, and the transformation of work situations. Through exploratory research conducted in partnership with industry, this thesis develops several means to redesign work in human-automation teaming (HAT) logic within DA projects. This research was built around a real-world technology maturation project aiming to automate industrial inspection in aerospace maintenance. The adopted methodology combines case study and action design research. This combination allows us to understand and anticipate problems related to fully automating industrial inspection to identify and design innovative solutions to solve them. Specifically, this research begins with an in-depth analysis and modeling of industrial inspection as done in the existing work system, as well as the specifics of the R&D project (Article 1). Subsequent steps develop methods and means to exploit this knowledge within the design, whether for maturing software and hardware components or to conceptualize future work situations (Articles 1, 2, and 3). Our methodological innovation links technological capabilities, inspection activity (current and future), and work domain properties that ultimately demonstrate why digital technology alone will not meet the work requirements. It then invites redesigning the work of industrial inspection from a HAT perspective through different tools and design methods in order to create favorable work situations for achieving operational objectives (Articles 2 and 3). This thesis contributes to advancing knowledge on (1) industrial inspection as done in realworld settings, (2) interdisciplinary work in design processes, (3) the integration of human and organizational factors in DA projects, and (4) the design of HAT. The transferability of this case study’s findings is ensured through the development of a conceptual model, a design framework, and six principles to guide future DA projects. Furthermore, this thesis operationalizes the concept of digital mediation. It shows how to transform the descriptive data elicited from the activity analysis (in the current system) into formative design objects that mediate the transition from the existing to the desired semi-automated situation. We conclude by highlighting this study’s limitations and suggesting opportunities for future research on HAT and digital mediation.

Résumé

RÉSUMÉ: Les projets de digitalisation et d’automatisation (DA) posent des défis de développement technologiques certes, mais aussi d’intégration dans les processus et structures organisationnelles des entreprises. En fait, on estime à 30% le taux de réussite des transformations digitales en milieu de travail. La littérature scientifique souligne que les causes potentielles de ces écueils proviennent (1) d’un manque de connaissances sur la variabilité et la complexité des opérations soutenues ou automatisées par ces technologies, et (2) d’un manque d’intégration des facteurs humains et organisationnels en conception. Pourtant, peu d’études explorent comment les équipes projet en DA peuvent aborder simultanément le développement des technologies digitales, l’intégration des facteurs humains et organisationnels et la transformation des situations de travail. Par le biais d’une recherche exploratoire menée en partenariat avec l’industrie, cette thèse développe plusieurs moyens pour reconcevoir le travail dans des logiques de collaboration humain-technologie (HT) au sein de projets de DA. Ce travail de recherche s’est construit autour d’un projet réel de maturation technologique visant à automatiser l’inspection industrielle dans le domaine de la maintenance aéronautique. La méthodologie adoptée combine l’étude de cas et la recherche-action en conception (action design research). Cette combinaison nous permet de comprendre et d’anticiper les problèmes liés à l’automatisation complète de l’inspection industrielle afin de concevoir des solutions innovantes pour les résoudre. Plus spécifiquement, ce travail de recherche commence par une analyse approfondie et une modélisation de l’activité d’inspection industrielle dans le système de travail existant, ainsi que des spécificités du projet de R&D (Article 1). Les étapes subséquentes développent des méthodes et moyens d’exploiter ces connaissances en conception, que ce soit pour la maturation des composants logiciels et matériels ou pour la conception des situations de travail futures (Articles 1, 2 et 3). Notre innovation méthodologique met en relation les capacités technologiques, l’activité d’inspection (actuelle et future) et les propriétés du domaine de travail qui, in fine, démontrent pourquoi la technologie digitale seule ne répondra pas aux exigences du travail. Elle invite ensuite à reconcevoir le travail d’inspection industrielle dans des logiques de collaboration HT à l’aide de différents outils et méthodes de conception, et ce afin de créer des situations de travail favorables à l’atteinte des objectifs opérationnels (Articles 2 et 3). Cette thèse contribue à l’avancement des connaissances sur (1) l’activité d’inspection industrielle, (2) le travail interdisciplinaire dans les processus de conception, (3) l’intégration des facteurs humains et organisationnels dans les projets de DA, et (4) la conception de la collaboration HT. La transférabilité des connaissances produites à partir de cette étude de cas est assurée par le développement d’un modèle conceptuel, d’un cadre de conception et de six principes visant à guider les futurs projets de DA. De plus, cette thèse rend opérationnel le concept de médiation digitale. Elle montre comment transformer les données descriptives provenant de l’analyse de l’activité dans le système existant en objets de conception formatifs qui servent de médiateurs pour transiter de la situation existante à la situation souhaitée (semi-digitalisée). Nous concluons en soulignant les limites de cette étude et en suggérant quelques avenues de recherches sur la collaboration HT et la médiation digitale.

Department: Department of Mathematics and Industrial Engineering
Program: Doctorat en génie industriel
Academic/Research Directors: Samuel Bassetto and Élise Ledoux
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/10811/
Institution: Polytechnique Montréal
Date Deposited: 17 Jul 2023 13:31
Last Modified: 13 Apr 2024 05:45
Cite in APA 7: Cabour, G. (2023). Reconcevoir le travail dans des logiques de collaboration humain-technologie à l'ère du digital : le cas de l'inspection industrielle [Ph.D. thesis, Polytechnique Montréal]. PolyPublie. https://publications.polymtl.ca/10811/

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