Formulation préalable d'un problème de conception, pour l'aide à la décision en conception préliminaire

Embodiment design problem structuring, for using a decision support system

• Auteur / Autrice : Dominique Scaravetti
• Direction : Jean-Pierre Nadeau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés libres

Conception

Architecture produit

Structurant

Aide à la décision

Préliminaire

Psc

Analyse problème

Résumé

La conception architecturale est souvent réalisée grâce aux habitudes et à l'expérience des concepteurs, qui procèdent par essai-erreur. Un système d'aide à la décision en conception préliminaire est proposé. Il permet de partir de plusieurs concepts de solution pertinents, pour arriver à une architecture validée et prédimensionnée. Les grandes étapes sont : l'écriture du problème de conception préliminaire sous forme de Problème par Satisfaction de Contraintes (PSC), la recherche exhaustive des architectures solutions, l'exploitation et la réduction de l'espace des solutions pour aider à la décision. C'est seulement ensuite qu'un choix est à faire parmi ces solutions, qui n'ont pas été arbitrairement restreintes par des choix initiaux. Cela nécessite une analyse préalable du problème de conception. Il faut, d'une part, le limiter aux seules caractéristiques nécessaires et suffisantes pour la conception architecturale, que nous nommons caractéristiques structurantes. D'autre part, il faut exprimer les objectifs de conception et les critères de qualification de la conception, qui permettent de hiérarchiser les architectures-solutions obtenues et ainsi aider au choix final parmi elles. Nous proposons pour cela une démarche d'analyse et structuration du problème, basée sur quatre étapes : analyse du besoin, approches fonctionnelle, organique et physique du produit à concevoir. L'utilisation du système d'aide à la décision permet une amélioration de la satisfaction des objectifs de conception, le choix du concept de solution le plus performant, l'obtention d'architectures-solutions valides et respectant toutes les contraintes énoncées.

In the early phases of a traditional design process, many decisions are often made by designers. For that purpose, they take advantage of their experience and company knowledge. These decisions are necessary in a sequential design process but may hide many embodiment solutions. Moreover, designers often use a time consuming trial-and-error mode to find a working combination of standard elements. To overcome these difficulties, a decision support system based on constraint programming is proposed. The object of the design process set out in this work is to facilitate the embodiment design phase by avoiding a-priori decision making and searching for feasible architectures in which all the points of view of the various participants in the project are taken into account. The main stages are: the writing of the design problem into a Constraints Solving Problem (CSP) form, the exhaustive search for the feasible architectures, the exploitation and the reduction of the solutions space to help in the decision making. A preliminary analysis of the design problem is necessary. On one hand, it is essential to restrict the design problem to the only necessary and sufficient characteristics for the embodiment design phase, which we name structuring characteristics. On the other hand, it is necessary to express the design objectives and the qualification criteria of the design, in order to sort the embodiment solutions being obtained. An exhaustive four step method is detailed in this thesis. To determine the most interesting solutions, objectives and performance indicators are entered. Finally, the benefits of our approach are discussed.