Une méthode d'aide à la décision en conception architecturale : proposition d'une approche outillée

A methodology for computer aided decision making during architectural design stage

• Auteur / Autrice : Jad Matar
• Direction : Alain Bernard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique, productique transport
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de recherche en communications et cybernétique (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes (1962-2021)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes d'aide à la décision

Conception et construction

Génie mécanique

Mots clés libres

Conception préliminaire

Conception architecturale

Méta-modélisation

Résumé

Les performances d'un futur produit sont largement déterminées par le processus de conception préliminaire durant lequel l'architecture finale du produit est définie. La conception préliminaire commence par une phase de recherche de concepts. L’activité suivante est la conception architecturale durant laquelle, à partir des concepts retenus, une structure/architecture dimensionnée et valide du produit est définie. Le produit conçu sera un compromis qui répondra aux exigences souvent contradictoires posées par les différents acteurs. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons une nouvelle méthodologie outillée d’aide à la décision offrant des moyens qui facilitent la recherche de solutions à un problème de conception architecturale. En effet, les processus de conception architecturale actuels induisent soit à une démarche itérative et un processus d'essai-erreur soit à une démarche nécessitant le développement d'un grand nombre de modèles qui ne sont pas réutilisables. Parmi les modèles à développer nous retrouvons des modèles descriptifs représentant les architectures alternatives à étudier et d’autre part des modèles analytiques représentant le problème de résolution de ces architectures. De plus, un manque d'interopérabilité entre ces différents modèles représentant chacun une vision différente du système (les visions structurelle et analytique) a été identifié. Notre méthodologie outillée d'aide à la décision contribue à combler le fossé entre les étapes de description des architectures et de résolution. Nous proposons ainsi des outils pour pouvoir exprimer dès le début de la conception architecturale l'intégralité des architectures alternatives dans un modèle commun puis traduire automatiquement ces architectures en un problème de résolution. L'objectif de cette transformation automatisée d’un modèle descriptif vers un modèle analytique est de ne plus se préoccuper des spécificités liées aux différentes plateformes de résolution existantes. Enfin, nous utilisons la méthodologie proposée ainsi que les différents outils pour étudier un système de production d’eau douce à bord d’un navire.

During the early stages of a traditional design process, the performance of a future product is largely decided upon and its final architecture is defined. The design process begins with the conceptual design stage. The next step is the architectural design stage in which the retained concepts are transformed into a valid sized structure. The designed product will be a compromise that meets the often conflicting requirements of the various stakeholders. In this thesis, we propose a new decision support approach providing means to make the resolution of the architectural design problem easier. Indeed, the current architectural design processes induce either an iterative approach and a “generate-and-test” process or an approach requiring the development of a large number of non-reusable models. Among the numerous models a special attention will be given to two specific independent categories. The first category contains descriptive models representing the alternatives of architecture that need to be considered. While the second one includes analytical models directly allowing to find the architectural solution(s). A lack of interoperability between these different models, each one representing a different view (structural or analytical) of the system, has been identified. The methodology developed in this thesis helps bridging the existing gap between the architecture description stage and the computation stages. We also provide tools to allow an early expression in the architectural design of all the alternative architectures in a common format and also facilitate an automatic transformation of these architectures into an analytical problem. The purpose of this automated transformation is to avoid being concerned with the specifics related to the various existing solving platforms. Finally, the proposed methodology is applied, as well as various other tools in order to study a fresh water production system aboard a ship.