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HAL Id: hal-03391376 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03391376 Submitted on 21 Oct 2021 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. Dynamique des connaissances en ingénierie numérique - Intégration CAO-Calcul Ibrahim Assouroko, Guillaume Ducellier, Benoit Eynard, Philippe Boutinaud To cite this version: Ibrahim Assouroko, Guillaume Ducellier, Benoit Eynard, Philippe Boutinaud. Dynamique des con- naissances en ingénierie numérique - Intégration CAO-Calcul. CFM 2009 - 19ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2009, Marseille, France. hal-03391376 19ème Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 Processus d’ingénierie numérique et intégration Conception-Calcul I. ASSOUROKOa,b, G. DUCELLIERc, B. EYNARDa, P. BOUTINAUDb a Université de Technologie de Compiègne, Laboratoire Roberval UMR CNRS 6253, BP 60319, 60203 Compiègne Cedex, France, ibrahim.assouroko@utc.fr, benoit.eynard@utc.fr b CADeSIS, 142-176, avenue de Stalingrad, Parc Technologique des Fossés Jean, 92700 Colombes, France, pboutinaud@cadesis.fr c Université de Technologie de Troyes, ICD/LASMIS FRE CNRS 2848, BP 2060, 10010 Troyes Cedex, guillaume.ducellier@utt.fr Résumé : Dans le contexte de globalisation actuel, l’amélioration de la compétitivité reste un enjeu majeur pour les entreprises manufacturières. Ceci se traduit évidemment par un objectif d’innovation constant, doublé d’une optimisation permanente du triptyque Coût/Délai/Qualité. Une gestion efficace des données et informations liées au produit ainsi qu’une capitalisation et réutilisation du savoir et savoir faire de l’entreprise s’avèrent plus que nécessaire pour faire face à la concurrence. L’essor des technologies de l’information à travers ces quinze dernières années a conduit à des changements majeurs dans le processus de conception des produits et vient à la rescousse des entreprises dans leur quête de solutions toujours plus innovantes et plus compétitives. Ainsi, l’utilisation des outils d’ingénierie numérique s’est imposée dans le développement de plateformes de gestion collaborative du cycle de vie des produits. Il existe aujourd’hui un besoin réel d’intégration des différentes phases constituant un processus industriel (phases de conception, de calcul, d’industrialisation, de fabrication, …) dans la gestion effective et efficace de l’ensemble des données, informations et connaissances liées à ces produits. Notre programme de recherche vient répondre en partie à ce besoin en se focalisant sur la résolution d’un certain nombre de difficultés inhérentes à la gestion collaborative des données entre la conception et le calcul. Le but de cet article est de dresser un état de l’art scientifique des travaux ayant été menés pour la cartographie des processus de conception et de calcul, la clarification des liens existant entre eux et les flux d’information rentrant en jeu dans un contexte de gestion collaborative du cycle de vie global des produits. Mots clés : Ingénierie Numérique, Gestion de Données, Conception, Calcul, Intégration 1 Introduction Nos travaux de recherche s’inscrivent dans une problématique de gestion de données en ingénierie numérique avec une contribution axée sur la chaîne conception-calcul. Les travaux abordés dans cet article présentent les premiers résultats de la phase de cartographie des processus de conception et de calcul telle qu’identifiée dans notre programme de recherche. Après un premier paragraphe dédié à l’évolution des méthodologies de conception dans le temps, aboutissant au concept de PLM, nous consacrerons le deuxième paragraphe à l’ingénierie numérique, la simulation et le besoin de collaboration entre conception et calcul. Dans le troisième paragraphe, nous proposerons un état de l’art des travaux ayant été menés sur les liens entre conception et calcul dans un contexte de gestion collaborative des données associés à ces phases. Notre contribution à l’amélioration de la chaîne conception-calcul sera abordée dans le quatrième paragraphe, où nous exposerons les besoins et objectifs de notre programme de recherche, leur contexte de déroulement et les différentes phases planifiées pour atteindre ces objectifs. 19ème Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 2 Evolution des méthodologies de développement de produits Au cours des vingt dernières années, l’industrie a connu à d’importants changements dans le domaine du développement de produits. Ces changements qui ont modifiés en profondeur les objectifs d'ingénierie et l'organisation des processus de conception se présentent autour de 3 idées clefs : la catégorisation des problèmes de conception, l’évolution des méthodologies de conception, passant de la conception séquentielle de la deuxième moitié du vingtième siècle vers une ingénierie intégrée de type DFX (Design for X) décrite comme étant la conception du couple produit/process sous contrainte d’ingénierie de différents métiers, la généralisation des outils logiciels d’ingénierie numérique entre autre la CAO (Conception Assisté par Ordinateur) pour prendre en compte les expertises métier contribuant à la définition géométrique du produit. De ces changements, est née, notamment au sein des entreprises de type étendue, une nouvelle approche qui consiste à fédérer autour d’un produit, plusieurs équipes multidisciplinaires, travaillant de façon simultanée pour la réduction des coûts et du temps de mise en service du produit. Cette approche connue sous le nom d’Ingénierie Simultanée est basée sur le concept de travail en équipe et d'intégration d'expertises proposant une méthodologie et une technologie pour l'échange d'informations et le partage des ressources entre différents collaborateurs d'une même entreprise [1]. Cette méthode de travail a été à la base de l’émergence de nombreux autres concepts comme la conception intégrée et l’ingénierie collaborative. Divers outils ont ainsi vu le jour en tant que support des activités d’ingénierie centrée sur l’intégration produit-process. L’émergence des plateformes collaboratives de Gestion du Cycle de Vie des produits ou PLM (Product Lifecycle Management) et la généralisation les outils de CAO en sont autant d’exemples édifiants. Depuis une vingtaine d’années, les SGDT (Systèmes de Gestion de Données Techniques) ou PDM (Product Data Management) ont joué un rôle fondamental dans l’appropriation par les équipes de conception des pratiques d’ingénierie simultanée en raison de leurs architectures orientées vers la gestion et le partage d'information [2]. Ses systèmes étaient plus particulièrement dédiés à la gestion de données techniques en général et des modèles CAO en particulier dans le processus de conception. Stark et al. définissent le PLM comme étant un nouveau paradigme pour la conception et la fabrication, permettant à une entreprise de gérer ses produits tout le long de leurs cycles de vie de la façon la plus effective qui soit [3]. Dans le contexte global actuel de compétition accrue, ils ajoutent que le PLM aide les entreprises à satisfaire rapidement et continuellement les besoins de leurs clients en permettant une liaison harmonieuse des domaines logiciels jadis séparés tels la CAO, le PDM, la FAO, l’ERP (Enterprise Resource Planning). Le développement des outils d’ingénierie numérique, notamment les logiciels CAO et de simulation, ont largement contribué à relever les défis posés par le besoin d’intégration forte des technologies de l’information dans les processus d’ingénierie. Il existe aujourd’hui des technologies performantes et bien adaptées à chacune des phases du processus d’ingénierie (conception, simulation, industrialisation, …). Mais leur intégration complète et plus particulièrement la liaison d’une phase à une autre (s’agissant de manipuler les données techniques de chacun des domaines d’expertise dans une logique d’interopérabilité étendue) ne sont pas encore opérationnelles et effectives. Le prochain paragraphe sera l’occasion d’aborder les différents aspects de l’ingénierie numérique et la nécessité de faire collaborer les acteurs des différents domaines tant sur les données techniques manipulées durant le cycle de vie des produits manufacturés que sur les processus manipulant ces données. 3 L’Ingénierie numérique et le besoin de collaboration entre conception mécanique et simulation numérique Dans un premier temps, nous allons aborder un des concepts ayant inspirés, guidés et contribués au développement des outils d’ingénierie numérique : le concept de l’ingénierie simultanée. Rappelons que l’ingénierie simultanée est une démarche qui consiste à prendre en compte, dans le même temps, les besoins des différentes phases du cycle de vie des produits. Dans cette démarche, les différentes 19ème Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 activités du processus d'ingénierie sont intégrées et effectuées, autant que possible, en parallèle [1]. Selon Dowlatshahi [4], l’utilisation d’une démarche d’ingénierie simultanée apporte entre autres avantages : la réduction des temps de cycle de développement des produits, l’économie des futurs éventuels coûts de re-conception, la réduction de la duplication des efforts, une meilleure communication et dialogue, des opérations plus efficaces et plus de productivité [5]. Pour Prasad [6], l’ingénierie simultanée s’intéresse à l’intégration de deux domaines qui sont le processus de conception et la prise en compte des contraintes de chaque étape du cycle de vie d’un produit. En effet, il ne fait aucun doute aujourd’hui que la réussite ou l’échec d’un produit en développement est fortement conditionné par les choix effectués au cours de la phase de conception. Vues l’importance du coût consacré à la phase de conception : environ 80% du coût de développement du produit selon Boothroyd et al. [7], et la complexité de formalisation du processus de conception étant donné son aspect contextuel et son évolution dynamique selon Charles et al. [8], uploads/Ingenierie_Lourd/ bitstream-66421.pdf