Contribution à l'optimisation multiobjectif en conception multidisciplinaire

= Contribution to multiobjective optimization for multidisciplinary design

• Auteur / Autrice : Ouael Mouelhi
• Direction : Tanneguy Redarce, Pierre Couturier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Automatique
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Électronique, électrotechnique, automatique (Lyon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AMPERE - Génie Electrique, Electromagnétisme, Automatique, Microbiologie Environnementale et Applications (Rhône) - Laboratoire de génie informatique et d'ingénierie de production (1994-2020)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécatronique

Robotique

Résumé

Ce travail de recherche entre dans le cadre de la conception pluridisciplinaire de systèmes techniques. Son contexte est le processus support à l’optimisation en conception organique suivant l’approche d’Ingénierie Système. La problématique est l’affectation des variables et le choix de composants en tenant compte des possibilités de couplage entre les disciplines et des objectifs multiples à satisfaire. L’objectif poursuivi est un apport méthodologique et outillé pour l’aide à l’optimisation multiobjectif et multidisciplinaire. La contribution comporte deux volets principaux. D’une part, deux méthodes de recherche basées sur les méta-heuristiques permettent de déterminer rapidement un ensemble des solutions efficaces. D’autre part, l’application de méthodes de discrimination fournit aux concepteurs une aide à l’interprétation des ensembles de solutions efficaces dégagés dans la phase d’optimisation. Nos propositions sont illustrées par deux exemples de conception en robotique : dimensionnement d’un robot à deux degrés de liberté et choix de motoréducteurs pour la réalisation d’un robot désempileur pour l’industrie textile. Il est ainsi possible aux concepteurs d’analyser leurs marges de manœuvre dans l’affectation des variables de conception ou dans le choix de composants tout en préservant la satisfaction du client final.

This research is related to the multidisciplinary design of complex systems. We focus on the optimization activity of the embodiment design phase according to ?System Engineering? formalism. In such an activity, developers may encounter some difficulties mainly due to a coupling between the disciplines and a multiplicity of the design objectives. To provide designers with a methodology and tools to help them when choosing the product architecture and components, we are interested in Multidisciplinary Design Optimization (MDO) methods as well as in multiobjective optimization. Our contribution aimed at reducing the duration of the optimization activity and has two main issues. On the one hand, two research methods based on meta-heuristics can quickly determine an efficient solutions set. On the other hand, the application of discrimination methods provides designers with a help tool for analyzing the set of computed efficient solutions. Our proposals are illustrated by two examples in robotics: design of a two degrees of freedom robot and choice of DC gearmotors for the realization of a ply gripper robot for the textile industry. This allows designers to analyze their leeway in the allocation of design variables or the choice of components while preserving the end-user satisfaction.