Du Système de Gestion des Données de Conception au "PLM apprenant" Bilan de 10 ans d expérience à l UTBM Samuel GOMES UTBM, Départ. GMC Laboratoire SeT-ERCOS samuel.gomes@utbm.fr Thierry BEAUJON Directeur TDC Knowllence www.knowllence.com thierry.beaujon@tdc.fr
Historique des travaux de recherche SeT-ERCOS 1988 1993 1997 1998 Métier Ergonomie Métier Conception mécanique Métier Méthodes Industriali. Métier psychologie cognitive Métier X 1994 Conception de l usage Outils Mannequin et Réalité Virtuelle Conception du produit Outils de CAO, de calculs EF, etc. Conception du process Outils de FAO, d usine numérique, etc. Conception du projet et des collectifs d ingénierie Gestion des données et Informations en conception Collaborative via Internet (Outil de PLM - ACSP) 1996 Capitalisation et réutilisation des connaissances industrielles 2001 1. Bilan du point de vue de la recherche 2. Bilan du point de vue de la pédagogie 3. Bilan du point de vue du transfert de technologie
Bilan en recherche : ingénierie collaborative et management des connaissances industrielles
Problématique de recherche sur l ingénierie collaborative (depuis 1996) Comment vaincre les freins au changement et faire évoluer l état d esprit des acteurs du projet? Comment organiser le cycle vie Projet/Produit/Process/Usage et dynamiser les collectifs d ingénierie? Comment structurer/capitaliser/réutiliser des données/informations d ingénierie durant l activité de conception collaborative? Comment gérer le cycle de vie des données d ingénierie : création, modification, validation, capitalisation, réutilisation,?
Hypothèses de travail ASPECT HUMAIN : Il est nécessaire de faire évoluer l état d esprit des acteurs du projet le pouvoir n est plus dans la rétention mais dans le partage des données et des informations ASPECT ORGANISATIONNEL : Il est nécessaire de faire évoluer les organisations de travail : Passer de l approche séquentielle vers une approche concourante/collaborative de conception ASPECT TECHNIQUE : Il est nécessaire de développer de nouveaux modèles de structuration des données d ingénierie et développer de nouveaux outils pour favoriser la collaboration entre les métiers : Domaines PROJET-PRODUIT-PROCESS-USAGE Vues : Structurelle-Fonctionnelle-Dynamique-Géométrique-Physique
Résultats obtenus : Modèle MD-MV Développement d un modèle de données systémique et global : modèle de données Multi-Domaines et Multi-Vues (MD-MV) Domaine de conception du projet Domaine de conception de l usage Fonctionnel Fonctionnel Structurel Dynamique Structurel Dynamique Fonctionnel Fonctionnel Structurel Dynamique Structurel Dynamique Domaine de conception du produit Domaine de conception du process
- Situations de vie - Fonctions - Critères de valeur - Elément ext. 1 Résultats obtenus : Modèle MD-MV Aspect fonctionnel Fonction 2 SYSTEME Elément ext. 2 Fonction1 Fonction 3 Modèle générique de structure de données et de connaissances appliqué Elément ext. 3 Elément ext. 4 [TICHKIEWITCH et al., 1999] [SUH, 1993] Fonctionnel - Composant - Sous-ensemble - Flux - Structurel Dynamique - Etat - Transition - Action - Elément State 1 Elément 1 Elément 2 State 1.1 State 1.2 Elément 1.1 Elément 1.2 State 1.3 Aspect structurel Aspect Dynamique
Résultats obtenus : développement en 1996 de l outil SGDC (PLM) ACSP Implémentation du modèle de données MD-MV : plateforme PLM ACSP (Atelier Coopératif de Suivi de Projets) Gestion des données et informations du Projet X Besoin client en début du Projet X Conception de PROJET Conception de PRODUIT Conception de PROCESS Conception de l USAGE Produit industrialisé en fin du Projet X ACSP : Outil Gestion des Données de Conception Collaborative via Internet
Résultats obtenus : outil de PLM ACSP (1 ère version en 1998) Collaboration multi-sites Démarche pluridisciplinaire ACSP Ingénierie Concourante séquentielle Capitalisation ->Réutilisation concourante Gains
Système d information technique dédié à la Gestion des Données de Conception : ACSP Gestion des accès Capitalisation et Réutilisation des Données, Informations et Connaissances Gestion des Communications Gestion des données et informations techniques en conception collaborative et intégrée Gestion des Données Projet, Produit, Process et Usages Gestion des documents Gestion des cycles de vie «La bonne donnée, à la bonne personne, au bon moment.»
Gestion des données et informations via ACSP Message forum Situation de vie Environnement Projet Produit Process Activités Elément 1 Elément 2 Elément 1 Elément 2 Dossier 1 Document 1 Dossier 1 Document 1 Document 2 Document 3 Document 2 Document 3
Gestion des accès et des rôles et organisation des Projets via ACSP Managers de portefeuilles de projets Responsable process Responsable projet Responsable produit Administrateur
Gestion des cycles de vie et des états des données et documents via ACSP cycle de vie objet métierm En cours de réalisation A VALIDER En cours de validation VALIDER Validé Disponible Emprunter / Restituer En cours de modification A valider Emprunter Rendre disponible A valider A corriger Valider cycle de vie document Validé A corriger
Communiquer à travers les modules de forum, d e-mails et de chat Message forum Discussion (Chat) Email
Architecture logicielle de l ACSP Postes clients UTBM CAO, Calculs EF, IPAO, PAO, etc. Postes clients ECL CAO, Calculs EF, IPAO, PAO, etc. Autres postes clients CAO, Calculs EF, IPAO, PAO, etc. INTERNET sécurisé Protocole https Serveur ACSP BD ACSP Un environnement logiciel entrant dans le cadre du PLM et accessible en client-serveur via Internet (mode ASP)
Gestion dans l ACSP des données liées au projet Suivi de l avancement en temps réel des tâches du projet Gestion des ressources humaines et matérielles, des rôles et des coûts de dév. Capitalisation / réutilisation de modèles génériques de projets Gestion financière du projet
Gestion des documents et de leur cycle de vie Gestion électronique des documents, Application de cycles de vie des documents avec constitution d un historique Versionnement des documents modifiés Pilotage de l état d avancement des tâches, produits, composants, process, etc.
Modélisation du point de vue fonctionnel du produit Analyse Fonctionnelle Externe Produit/Process (Rosaces) Analyse Fonctionnelle Interne Produit/Process (Diagrammes fonctionnel), Analyse Fonctionnelle Technique (arbres de solution par la méthode FAST), Génération automatique de Cahier des Charges, diagnostic valeur et fonction Gestion des coûts produits/process.
Modélisation du produit et de la géométrie associée Suivi de l avancement du produit et composants, utilisation de composants génériques Gestion de l architecture produit et des documents associés dont modèles CAO, Capitalisation/réutilisation des connaissances expertes (paramètres et règles d ingén.) Génération automatique de scripts CATIA pilotant la géométrie 3D à partir du CdCF Génération automatique d applications de KBE pour KADVISER
Modélisation des étapes du process Suivi de l avancement du process de fabrication et de ses différentes étapes, Gestion des documents du process et des gammes de fabrication, Gestion des coûts réels et prévisionnels du process,
Gestion de la qualité au sein du projet Traçabilité des actions et gestion de la qualité projet, produit, process Application des procédures génériques (documents types, formats docs, ), Suivi d indicateurs et intervention d un agent logiciel en cas de retard.
Travaux recherche en cours: ingénierie collaborative et management des connaissances industrielles
Evolution de la problématique recherche (depuis 2001) Comment extraire semi-automatiquement les connaissances d ingénierie à partir des données/informations stockées dans les outils de conception collaborative tels que l ACSP? Quelle méthode de structuration des connaissances utiliser? Comment gérer le cycle de vie des connaissances d ingénierie : extraction, structuration, formalisation, quantification, capitalisation, réutilisation,? Le PLM peut-il être apprenant?
Hypothèses de travail Il est nécessaire de développer de nouveaux modèles de structuration des données d ingénierie pour : favoriser la collaboration entre les métiers Identifier/Extraire/Formaliser/Quantifier/réutiliser les connaissances de conception produit/process. La capitalisation des connaissances d ingénierie résulte d un processus de «synthèse cognitive» impliquant mutation/enrichissement de l information capitalisée dans le PLM. Le modèle "mémoires projet" [MATTA] couplées au modèle "KnoVA-Sigma" [SERRAFERO] permettent une structuration des connaissances issues d un système PLM Le "PLM apprenant" est l objectif visé --> Projet CoDeKF
Bilan en pédagogie : Enseignements au département GMC- UTBM et partenaires universitaires
Formation UTBM Impact sur la formation des élèves ingénieurs de l UTBM- GMC : en tronc commun de branche (bac+2 : 144 étudiants) en filière Conception et Développement de Produits (Bac+5 : 45 étudiants) modules concernés Méthodologie de conception Analyse de la valeur et méthodes de créativité Projets technologiques métier Chaîne XAO intégrée et ingénierie de la connaissance Mise en place d un système d évaluation à partir des traces laissées par les concepteurs (étudiants) sur la plateforme Application sous forme de projets pédagogiques avec des industriels avec archivage livré en fin de projet (réplication du site sur format CDROM)
Exemple de projet pédagogique Etudes et CAO Calcul Eléments Finis Matériaux composites De la conception à la réalisation Usinage, fabrication Méthodes d assemblage
Exemple de projet pédagogique Analyse ergonomique Conception BE De la conception à la réalisation Usinage Moulage composites Méthodes d assemblage
Autres formations universitaires impliquées Diffusion des méthodes et des outils dans différentes établissements universitaires depuis 1999 UTT (Benoît Eynard) UTC (Nadège Troussier) INSIC (François Bilteryst) ECL (Patrick Serrafero) IAE Lyon3 (Jean-Pierre Algoud) ESP Dakar-SENEGAL (Fadel Niang) Exemple : 3-4 projets d ingénierie collaborative en multisites, par an, avec l UTT depuis 2000
Bilan en transfert de technologie : Projet CoDeKF Pôle de compétitivité Véhicule du Futur
Application industrielle des travaux de recherche sous forme de projets pédagogiques (environ 10 contrats /an) : GAUSSIN (90), ETFA (70), ELECTRALD(90), NOVOFERM (90), PSA (25), PMTC (25), VISTEON (90), TEFAL (74), SOMFY (74), ZURFLUH-FELLER (25), AUTOKABEL (68), FRIMA (68), SMC (25), CIOA (04), DIAXIS (68), SMC2 (69), VALEO (69), SOLIGNAT (89), GEORGIA PACIFIC (68), SOFRAGRAF (88), SAUVANET (25), WEBER (25), FLAKTWOODS (71), ROWENTA, DANA NOBEL PLASTIC, FAURECIA EXHAUST (25), PARKEON (25), BOSCH (Allemagne), KM FURNITURE (Royaume Uni), de soutien à la création d entreprises (rôle de gestion du bureau d étude distribué) : AXIO développement (68), SOLIGNAT (89), ACTERGO (25), MIKKA (25) de contrats recherche : Laboratoire LERMPS (90), INEVA (90), AXIO développement (68), ZURFLUH-FELLER (25) de programmes de R&D : Programme CoDeKF (Collaborative design and Knowledge Factory) du Pôle de compétitivité «Véhicule du Futur»
Centre de recherche en PLM apprenant et CAO 5D Centre de transfert en PLM et CAO 4D Projet labellisé par le pôle de compétitivité «véhicule du futur» Pilote projet : Thierry BEAUJON (TDC-KNOWLLENCE) - Thierry.beaujon@tdc.fr Responsable scientifique : Samuel GOMES (UTBM SeT) - samuel.gomes@utbm.fr
Pole Vdf CoDeKF PLM Blog Bréviaire Banque Base CAO 4D Objectifs du processus CoDeKF Recherche et Transfert de technologies, pour l amélioration de la compétitivité (Qualité, Coût, Délai) des entreprises en conception routinière de produits et process, par la synergie entre : systèmes d information technique (approche PLM), systèmes d ingénierie à base de connaissances (approche KBE) systèmes de CAO 4D (Conception 3D semi automatisée) Amélioration de l ingénierie collaborative innovante par le partage de ressources et la réduction de la part des processus routiniers au bénéfice de la part des processus innovants
Journée ReX PLM2 Ecole Centrale Paris 22/03/2007 Pole Vdf CoDeKF PLM Blog Bréviaire Objectifs du processus CoDeKF TDC Collaborative System Banque Base CAO 4D
Pole Vdf CoDeKF PLM Blog Bréviaire Banque Base CAO 4D Présentation des partenaires Partenaire intégrateur (diffusion aux entreprises) Entreprise TDC-KNOWLLENCE Partenaires industriels (entreprises pilotes) Partenaires universitaires (chercheurs) Partenaires institutionnels (médiateurs)
Journée ReX PLM2 Ecole Centrale Paris 22/03/2007 Pole Vdf CoDeKF PLM Blog Bréviaire Banque Base CAO 4D Démonstrateur CoDeKF : Challenge SIA Concevoir et fabriquer un produit mécatronique complexe Réaliser tous les ans 1 nouveau véhicule, Améliorer tous les ans la valeur du produit 2002 : TTIM2003 (ECL) 2003 : TWISTEE (ECL-UTBM) 2004 : RAZZA (ECL-UTBM) Collaborer avec des partenaires distants Appliquer une ingénierie financière Subir un turn-over des concepteurs de 100% tous les ans 2005 : L ION-E (UTBM) 2006 : COLZER (ECL) 2007 : BEE-TURBIO (UTBM) et 6ZER (ECL)