Contribution à l'intégration de la composante calcul dans une démarche de conception fonctionnelle intégrée

Contribution towards the integration of mechanical analysis into a integrated functional design approach

• Auteur / Autrice : Abdelmejid Ben Amara
• Direction : René Soënen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique et informatique humaine
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Valenciennes

Mots clés

Mots clés libres

Conception assistée

Développement produit

Ingéniérie simultanée

Conception intégrée

Analyse fonctionnelle

Modélisation

Modèle géométrique

Elément architectural

Résumé

La conception mécanique assistée par ordinateur est un processus complexe unissant différentes activités. L’intégration de ces activités est nécessaire pour satisfaire aux exigences actuelles de l'ingénierie (simultanée, concourante, communicante). Ce besoin est confronté à des problèmes de modélisation, de structuration de données et de communication interprocessus. Dans ce mémoire, nous nous intéressons à l'intégration CAO/calcul. Nous présentons une approche originale permettant d'intégrer ces activités à différents niveaux du processus de conception mécanique. Nous présentons dans le premier chapitre une étude des différentes étapes de conception des produits mécaniques, afin d'identifier les techniques, méthodes et modèles de calcul utilises dans chacune de ces étapes. Nous analysons dans le deuxième chapitre le problème de l'intégration CAO/calcul. Nous commençons par la définition des exigences de l'intégration des fonctions et des outils relatifs à ces deux domaines. Nous présentons ensuite un état de l'art permettant d'identifier les facteurs clés du problème considéré. Cela nous permet d'introduire notre point de vue, qui s'articule autour des trois composantes suivantes : méthode de conception, modèle de produit et modèle de processus de conception. Notre contribution personnelle fait l'objet du chapitre trois. D’abord, nous détaillons la méthode de conception fonctionnelle permettant de couvrir l'activité de conception, depuis l'expression du besoin jusqu'aux étapes du domaine pré-manufacturier. Nous proposons ensuite la structure et les concepts du modèle de processus et du modèle de produit que nous proposons pour satisfaire les exigences de l'intégration CAO/calcul. Dans le chapitre quatre, nous décrivons l'outil informatique que nous avons développé pour illustrer notre approche. Sur la base d'un exemple d'application, le cinquième chapitre est consacré à l'évaluation du système informatique et a la présentation de nos perspectives de recherche.

Computer Aided Design more than ever appears as a complex process adressing different activities : geometric modelling, expert knowledge management, simulation, analysis, manufacturing, etc. The integration of the different tools supporting these activities is necessary, but it is faced with the problem of multiple modelling, data structuring, inter-process communication, etc. In this thesis report, we specifically address the problem of CAD/ Analysis integration. We present an original approach to integrate analysis tasks in the mechanical design process, from two points of view : function and tools. In the first chapter, we present the different stages of the mechanical design process and we identify methods, algorithms and models used in these stages. In the second chapter, we detail the problem of CAD/ Analysis integration. We begin by identifying the requirements of the integration of the functions and relative tools to these two domains ( CAD and Analysis). The reported state of the art allows us to identify the main key factors related to the problem of CAD/Analysis integration. This bibliography synthesis is used to introduce our point of view, which considers the three following aspects : Design Method, Product Model and Process Model. In the third chapter, we detail our contribution to integrate analysis tasks into the design. First, we introduce a feature- based functional design method which allows to support the proposed integration approach. Chapter four details the F-CAD (Functional Computer Aided Design) system implementation. The F-CAD system illustrates our methods, techniques and models. First, we present CAS. CADE object oriented software development platform. Then, we detail the implementation issues. In this section, we specify the required packages, classes and the related data structure. The communication protocols between different modelling tools are also addressed. In the fifth chapter, we finally present the design case study used to evaluate the developed methods, techniques and models. Based on this evaluation, we finally introduce our future research interests.