Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques

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1 Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques Mathias Kleiner Laboratoire des Sciences de l Information et des Systèmes (LSIS) - UMR CNRS 7296 Projet Ingenierie Numérique des Systèmes Mécaniques (INSM) - Arts & Métiers ParisTech GDR I3-10 Mai 2012

2 Contexte, problématiques et objectifs LSIS-INSM Axe thématique 1 Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 2 / 16

3 Plan Contexte, problématiques et objectifs 1 Contexte, problématiques et objectifs 2 Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 3 / 16

4 Plan Contexte, problématiques et objectifs Contexte Objectifs Ingénierie des modèles 1 Contexte, problématiques et objectifs Contexte Objectifs Ingénierie des modèles 2 Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 4 / 16

5 Contexte Contexte, problématiques et objectifs Contexte Objectifs Ingénierie des modèles Definition (Conception de produits méchatroniques) Activité consistant à créer une maquette numérique complète et cohérente d un produit méchatronique à partir de différents points de vue (fonctions, composants, géométrie, matériaux, comportements physiques, commande, etc.). => environnement théorique et logiciel supportant cette activité. Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 5 / 16

6 Contexte, problématiques et objectifs Quelques problématiques Contexte Objectifs Ingénierie des modèles Les connaissances de conception sont fortement hétérogènes (multi-disciplinaire, variété des scenarii, méthodes et outils,... ) Complexité des différentes ises, connaissances parfois incomplètes, floues, liées à méthode/outil ou peu formalisées Necéssité d une cohérence globale (activité fortement collaborative), formalisation des liens, sauts sémantiques importants Evolution des connaissances et des processus Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 6 / 16

7 Contexte, problématiques et objectifs Solutions actuelles Contexte Objectifs Ingénierie des modèles Solutions logicielles Extension des outils CAx (généralement CAD, i.e. géo-centrique) Product Lifecycle Management (principalement gestion fichiers et organisationnelle) Standardisation (e.g. STEP/EXPRESS) Classification des approches par les modèles de connaissances manipulés Intégration (modèle unique) Unification (modèle d interface, e.g. SysML) Fédération (interaction de divers modèles) Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 7 / 16

8 Objectifs Contexte, problématiques et objectifs Contexte Objectifs Ingénierie des modèles Fournir un environnement théorique et logiciel de collaboration : Souple et dynamique (favoriser l évolution et l innovation) Ouvert et distribué (indépendance logicielle des ises) Formel (raisonnement) et permettant une cohérence globale (etude du processus) Interopérable avec les outils s existants (complémentaire et progressif, pas un remplacement) Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 8 / 16

9 Contexte, problématiques et objectifs Ingénierie des modèles Contexte Objectifs Ingénierie des modèles Fournit une représentation des connaissances (modèles) et des outils/techniques de raisonnement (opérations) : based on Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 9 / 16

10 Plan Contexte, problématiques et objectifs 1 Contexte, problématiques et objectifs Contexte Objectifs Ingénierie des modèles 2 Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 10 / 16

11 Contexte, problématiques et objectifs Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 11 / 16

12 Contexte, problématiques et objectifs Outils & connecteurs Espaces techniques & projections XML, Grammaires, macros (API) Standards utiles Parfois plusieurs étapes Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 11 / 16

13 Contexte, problématiques et objectifs (Meta)Modèles Différents types : contreparties outil/standard, specialisés, intermediaires Peuvent exprimer un sous-ensemble (échange) des données/concepts originaux limitations sur l expressivité du métalangage (mathematiques, geometrie) Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 11 / 16

14 Contexte, problématiques et objectifs Opérations sur les modèles Créer un modèle aval Combiner ou décomposer des modelès Mettre à jour un modèle amont/aval Maintenir la cohérence entre modèles Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 11 / 16

15 Contexte, problématiques et objectifs Processus Métamodèle du processus (e.g. flux de jetons) Définit et contrôle le processus de conception Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 11 / 16

16 Contexte, problématiques et objectifs De l analyse fonctionelle à la géométrie Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 12 / 16

17 Contexte, problématiques et objectifs Géométrie et simulation Projet FUI ADN : gestion de la cohérence entre modèles métiers par analyse des conflits et propagation (règles, contraintes) Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 13 / 16

18 Contexte, problématiques et objectifs Autres cas d étude Réprésentation et traçabilité des processus Eurocopter Eco-conception : interface entre géométrie, matériaux et transports BondGraph, GIC et génération de la commande Emergence progressive de la géométrie... Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 14 / 16

19 Contexte, problématiques et objectifs Conclusion et perspectives l IdM semble appropriée pour supporter la fédération de modèles en ingénierie produit mais le contexte applicatif soulève plusieurs défis ouverte qui intègre les outils métiers existants Quelques cas d études, mais encore insuffisant Perspectives: Complexité des connaissances de conception : extension du méta-langage? Différents types de collaboration : requiert techniques avancées de raisonnement (transformations, propagations, IA,... ) Définir et contrôler par un langage de processus (prototype en cours) MODELS 2012: workshop "Modelling the physical world" Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 15 / 16

20 Contexte, problématiques et objectifs Merci ;), questions?, discussion! Mathias Kleiner Utilisation de l ingénierie des modèles pour la conception collaborative de produits mécaniques 12/05/10 16 / 16

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