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HAL Id: tel-00309955 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00309955 Submitted on 7 Aug 2008 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Ingénierie système et système de production manufacturière: intégration de l’avolution des exigences dans le PLM Mourad Messaadia To cite this version: Mourad Messaadia. Ingénierie système et système de production manufacturière: intégration de l’avolution des exigences dans le PLM. Automatique / Robotique. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. Français. tel-00309955 T TH HÈ ÈS SE E En vue de l'obtention du D DO OC CT TO OR RA AT T D DE E L L’ ’U UN NI IV VE ER RS SI IT TÉ É D DE E T TO OU UL LO OU US SE E Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier Discipline ou spécialité : Systèmes industriels JURY M. Mario PALUDETTO Professeur, Université UPS Toulouse III Président M. Sebti FOUFOU Professeur, Université de Bourgogne, Dijon Rapporteur M. Noureddine ZERHOUNI Professeur, Ecole Nat. Sup ENSMM, Besançon Rapporteur M. Pierre DE-CHAZELLES Ingénieur Système, AIRBUS, Toulouse Examinateur M. Jean-Claude MARTY Architecte fonctionnel des solutions PLM de Dassault Systèmes, Toulouse Examinateur M. Issa TRAORE Professeur Associé, Université de Victoria, Canada Examinateur Ecole doctorale : EDSYS Unité de recherche : Nom de l'Unité de recherche Directeur(s) de Thèse : Abd-El-Kader SAHRAOUI Présentée et soutenue par Mourad MESSAADIA Le 11 Avril 2008 Titre : INGENIERIE SYSTEME ET SYSTEME DE PRODUCTION MANUFACTURIERE: INTEGRATION DE L’EVOLUTION DES EXIGENCES DANS LE PLM A la mémoire de ma grand mère REMERCIMENT Les travaux de ce mémoire ont été réalisés au Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systèmes du Centre National de la Recherche Scientifique (LAAS-CNRS) au sein du groupe ISI. Je tiens tout d'abord à remercier les directeurs successifs du LAAS, Messieurs Malik GHALLAB et Raja CHATILLA pour leur accueil. Je tiens à remercier Messieurs Mario PALUDETTO et Hamid DEMMOU, successivement responsables du groupe ISI, de m'y avoir accueilli durant ces années de thèse. Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à mon directeur de thèse Abd-El-Kader SAHRAOUI. J’ai toujours pu compter sur sa disponibilité, son attention et son amitié. La porte de son bureau a toujours été ouverte et nombre des intuitions de ce travail de recherche sont nées de discussions autours de son bureau ou de tasses de café. Je le remercie de n'avoir jamais oublié que derrière le travail de thèse il y avait un thésard avec sa vie, ses angoisses, sa personnalité et sa culture. En plus d’une compétence scientifique forçant l’admiration, il a su faire preuve de patience et d’ouverture. Sa confiance et son coaching ont été le socle de ce travail. Merci Kader. Je tiens à remercier, Messieurs les professeurs Noureddine ZERHOUNI et Sebti FOUFOU, qui ont bien voulu rapporter ce travail, pour leurs critiques constructives qui m’ont permis d’améliorer la qualité de ce rapport. J’adresse mes remerciements les plus sincères aux membres du jury : Issa TRAORE, Jean-Claude Marty et Pierre DE-CHAZELLES qui m’ont fait l’honneur de bien vouloir juger ce travail. Monsieur Mario PALUDETTO, qui m’a fait l’honneur de présider ce jury et surtout son aide précieuse dans la rédaction du manuscrit. Je remercie spécialement ma sœur Karima qui a su m’encourager tout au long de ces années. Je voudrais aussi remercier Aimed, Amar, Chad, Fouad, Hani, Hcen, Jacqueline, Nabil, Romaric, Rabah, Ramdane, Lotfi, Adel, youcef, pour leur soutien encouragement et leur disponibilité. Je remercie mes amis, dont je ne citerai pas les noms, qui m’ont fourni tout au long de ces années les moments de détente nécessaires au maintien de mon état mental. Je remercie mes parents sans qui rien n’aurait été possible, et qui m’ont accompagné tout au long de mes études ; Enfin à tous ceux qui m'ont soutenu moralement pendant la rédaction de cet ouvrage. Mourad T.M. I TABLE DES MATIERES ACRONYMES ............................................................................................................... G- 1 - INTRODUCTION GENERALE .......................................................................................... 1 CHAPITRE I : ROBLEMATIQUE ET ETAT DE L’ART ................................................. 5 1. INTRODUCTION ............................................................................................................. 5 2. PRODUITS MANUFACTURIERS ET NECESSITE D’INTEGRATION DE NOUVELLES TECHNOLOGIES ................................................................................................... 6 3. PROBLEMATIQUE ABORDEE .................................................................................... 6 3.1. L’EVOLUTION DU SYSTEME .................................................................................................. 7 3.2. CHANGEMENT DES EXIGENCES ........................................................................................... 8 3.2.1. Volatilité des exigences (RV) .............................................................................................. 8 3.2.2. L’effet de la volatilité des exigences .................................................................................... 9 3.2.3. Etude statistique sur la volatilité .......................................................................................... 9 3.2.4. Volatilité et densité de défaut ............................................................................................. 10 3.2.5. Le coût d’une correction .................................................................................................... 10 3.2.6. Impact du changement des exigences ................................................................................ 11 3.3. SYSTEME D’INFORMATION (SI) .......................................................................................... 12 4. ETAT DE L’ART ............................................................................................................ 14 4.1. NORMES DANS L’INDUSTRIE .............................................................................................. 15 4.1.1. NORMES POUR LES CADRES ARCHITECTURAUX ................................................. 15 4.1.2. NORMES DE CONTENU ................................................................................................. 16 4.1.3. NORMES DE MODELISATION DE L’INFORMATION ............................................... 16 4.2. INTEROPERABILITE ENTRE NORMES ................................................................................ 17 4.2.1. DEFINITIONS DE L’INEROPERABILITE ..................................................................... 18 4.2.2. CONCEPTS DE L’INTEROPERABILITE ....................................................................... 18 4.2.3. LES DONNEES PRODUIT DANS LE PLM .................................................................... 20 4.2.4. CLASSIFICATION DES NORMES ................................................................................. 20 4.2.5. DEVELOPPER UN NOUVEAU STANDARD ? ............................................................. 23 5. CONCLUSION ................................................................................................................ 24 CHAPITRE II : YCLE DE DEVELOPPEMENT DU PRODUIT ET DU SYSTEME DE PRODUCTION .......................................................................................................................... 27 1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 27 2. CYCLE DE VIE DU PRODUIT .................................................................................... 28 2.1. PHASES DU CYCLE DE VIE DU PRODUIT .......................................................................... 28 2.2. L’ANALYSE DU CYCLE DE VIE DU PRODUIT .................................................................. 30 3. LE BESOIN D’UN MODELE DE PRODUIT .............................................................. 31 3.1. LA MODELISATION ................................................................................................................ 32 4. QUELQUES MODELES ................................................................................................ 35 4.1. MODELE A BASE DE HOLON ................................................................................................ 35 4.1.1. Holon .................................................................................................................................. 35 4.1.2. Structure du modèle ........................................................................................................... 36 4.2. SYNTHESE 1 ............................................................................................................................. 39 4.3. CPM : CORE PRODUCT MODEL ............................................................................................ 40 4.4. LES CLASSES CPM .................................................................................................................. 40 4.4.1. Synthèse2 ........................................................................................................................... 43 4.5. OAM : OPEN ASSEMBLY MODEL ........................................................................................ 43 5. CONCLUSION ................................................................................................................ 44 Table des matières . T.M. II CHAPITRE III : DEPLOIEMENT DE L’IS AUX PRODUITS MANUFACTURIERS .................................................................................................................................................. 47 1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 47 1.1. INTRODUCTION A L’IS .......................................................................................................... 48 2. Caractérisation des systèmes de production manufacturière ...................................... 49 2.1. LES METHODOLOGIES DE MODELISATION ..................................................................... 50 2.2. RELATIONS AVEC L’IS .......................................................................................................... 51 3. DEPLOIEMENT EN TENANT COMPTE DE L’EVOLUTION DU PRODUIT .... 52 3.1. PROCESSUS DES EXIGENCES .............................................................................................. 52 3.1.1. Processus d’ingénierie des exigences ................................................................................. 52 3.1.2. Les objectifs de l’ingénierie des exigences ........................................................................ 53 3.1.3. L’identification des parties prenantes ................................................................................. 54 3.1.4. L’élicitation des exigences ................................................................................................. 55 3.1.5. L’analyse des exigences ..................................................................................................... 56 3.1.6. La formalisation des exigences .......................................................................................... 57 3.1.7. La vérification/ validation des exigences ........................................................................... 58 3.1.8. La modification des exigences .......................................................................................... 58 3.2. DEPLOIEMENT ........................................................................................................................ 58 3.3. PROCESSUS DE CONCEPTION .............................................................................................. 59 3.4. PROCESSUS DE REALISATION ............................................................................................ 59 3.5. PROCESSUS DE VERIFICATION ET DE VALIDATION .............................................................. 59 4. INGENIERIE SYSTEME ............................................................................................... 60 4.1. NORMES D’IS ........................................................................................................................... 61 4.1.1. Définitions d’un système .................................................................................................... 63 4.1.2. Définition1 ......................................................................................................................... 63 4.1.3. Définition 2 ........................................................................................................................ 63 4.1.4. Définition 3 ........................................................................................................................ 64 4.1.5. Définition 4 ........................................................................................................................ 64 5. DEPLOIEMENT A L’AIDE D’UNE NORME ............................................................ 64 5.1. Processus de l’EIA-632............................................................................................................... 67 5.2. Processus d’acquisition et de fourniture ..................................................................................... 67 5.3. Processus du management .......................................................................................................... 67 5.4. Processus de conception ............................................................................................................. 68 5.5. Processus de réalisation .............................................................................................................. 69 5.6. Processus d’évaluation technique ............................................................................................... 69 6. L’APPROCHE DE L’IS POUR LA COORDINATION DES SYSTEMES DE PRODUCTION ................................................................................................................................. 70 7. CYCLE DE VIE DU PRODUIT DANS L’IS ................................................................ 71 8. CONCLUSION ................................................................................................................ 75 CHAPITRE IV : PRODUIT FINAL ET PRODUIT CAPACITANT .................................... 77 1. INTRODUCTION ........................................................................................................... 77 2. LE PLM COMME OUTIL DE TRACABILITE ......................................................... 78 2.1. DEFINITION DU PLM .............................................................................................................. 78 2.2. L’acronyme PLM ........................................................................................................................ 79 2.3. Définitions .................................................................................................................................. 80 2.4. Le PLM élément d’innovation .................................................................................................... 81 2.5. LE PLM comme produit final ..................................................................................................... 82 3. LIEN ENTRE PRODUIT FINAL ET PRODUIT CAPACITANT ............................ 83 3.1. LE PRODUIT FINAL (End Product) ......................................................................................... 84 3.1.1. Blocs de construction ......................................................................................................... 84 3.1.2. Eléments du produit final ................................................................................................... 84 3.1.3. Eléments du produit capacitant .......................................................................................... 85 Table des matières . T.M. III 3.1.4. Concept du cycle de vie d’ingénierie ................................................................................. 87 3.2. LA CONCEPTION DES SYSTEMES ....................................................................................... 89 3.2.1. Processus de définition des exigences ................................................................................ 89 3.2.2. Processus de définition de la solution ................................................................................ 89 3.2.3. Le PLM et les processus de conception ............................................................................. 90 3.2.4. Processus pour les parties prenantes .................................................................................. 91 3.3. LA DEMARCHE DU LIEN ....................................................................................................... 92 4. APPROCHE DE LIEN ET TRACABILITE ................................................................ 95 5. DEMARCHE ET ETUDE DE CAS ............................................................................... 99 5.1. Décision lors de la conception .................................................................................................. 100 5.2. Processus IS .............................................................................................................................. 100 5.3. Illustration ................................................................................................................................. 101 6. CONCLUSION .............................................................................................................. 104 CHAPITRE V :INTEGRATION DU PROCESSUS DE CHANGEMENT DES EXIGENCES ........... 107 1. INTRODUCTION ......................................................................................................... 107 2. ANALYSE D’IMPACT ................................................................................................. 108 2.1. La collaboration en termes d’ingénierie .................................................................................... 110 2.2. Processus de développement du système .................................................................................. 111 3. GESTION DE L’IMPACT ........................................................................................... 113 3.1. Modèle de traçabilité................................................................................................................. 114 3.2. Les processus ............................................................................................................................ 117 4. DEMARCHE D`INTEGRATION uploads/Industriel/ these-messaadia.pdf