Deuxième partie : Analyse de méthodologies d’intégration
Chapitre 4: Méthodologies d’intégration d’applications dans une perspective PLM
4) Les approches hybrides
4.3.3. Approche d’intégration à base de features
Les différentes approches d’intégration dans une perspective PLM qui sont basées sur les features découlent du constat que différents points de vue métier partagent la même description du produit en terme de features de forme et que chaque point de vue l’enrichit par ensuite par une sémantique spécifique. A partir de là, l’idée est venue de vouloir intégrer ces différents points de vue afin de tirer profit des aspects communs et de ne pas les dupliquer à chaque fois. Cette approche serait très profitable vu que les produits techniques tendent à devenir de plus en plus complexes et que par conséquent, leur conception nécessite la participation et la collaboration de plusieurs acteurs (mécanicien, automaticien, électricien, maintenicien..). Les approches d’intégration proposent à ces différents acteurs de travailler sur des modèles communs, puis de les enrichir de connaissances spécifiques si besoin est. L’intégration peut se faire de différentes façons : en standardisant les features et en les adaptant aux différents contexte d’utilisation, ou encore en montrant à travers des exemples comment l’intégration s’effectue entre deux ou plusieurs point de vue métiers.
4.3.3.1. Les Standards, les classes et les hiérarchies de features
Un des objectifs primaires de la recherche sur les features était l'intégration entre la CAO et La CFAO. Cela a généré une attention et un intérêt de la communauté des standards pour définir des classes de features standards. L'objectif de la standardisation est de trouver un consensus sur les classes de features pour permettre l'intégration des applications et surtout l'échange de données entre les applications métiers au niveau des features.
A partir du moment où l’intégration à base de standards est possible, pourquoi ne pas intégrer en se basant sur le concept même de feature. Nous verrons cette possibilité avec le standard STEP (pour plus de détails sur STEP voir la section 4.2 de ce chapitre). STEP est le Standard international pour l'échange de modèles de données de produit développé par l'ISO
La description de donnée dans STEP est guidée par la définition d'un modèle d'informations avec le langage de modélisation de données EXPRESS [ISO 10303-11 94], [ISO 10303-11 00] pour chaque type de données nécessaire. Une fois le modèle d'information défini, les données pour représenter un produit spécifique peuvent être représentées en utilisant les règles de STEP pour transformer EXPRESS en un fichier physique. Le modèle EXPRESS définit les entités de données décrivant des classes d'objets dans le domaine.
4.3.3.2. Définition des features dans STEP
Un moyen pour décrire des classes génériques de features est en train d'évoluer dans la communauté de standardisation. La Partie 48 de STEP traite la caractérisation et la représentation des features de forme ``Form Features'' pour couvrir une variété de formes ayant un intérêt industriel.
L'idée de base derrière ce document c'est que les données des features apparaissent à trois niveaux d'abstraction:
1. Les features d'application ont des connotations spécifiques à un domaine qui ne sont pas directement associées à leur forme.
Exemple:
Une caractéristique d'application dite ``trou d'assemblage'' contient aussi bien des informations fonctionnelles (serrage dans un assemblage) que des informations sur le procédé de fabrication (le trou peut être un perçage).
2. Les features de forme (form features): sont des propriété de forme générique d'un produit avec aucune connotation métier et aucune présomption sur leur représentation.
Exemple:
Une coupe transversale circulaire peut être le nom d'une caractéristique de forme décrivant un trou d'assemblage.
3. Les représentations des features de forme: Elles sont employées pour représenter les propriété de la forme.
Exemple :
Un balayage d'un profil circulaire peut être utilisé pour modéliser la caractéristique de forme appelée coupe transversale circulaire.
Le protocole d'application 224 de STEP a pour but de définir des produits mécaniques pour la planification des processus en utilisant les features de forme. Ce protocole d'application bâtit des mécanismes en se basant sur la représentation générique et définit des features de forme spécifiques associées à la forme d'une pièce donnée. Ces features de forme spécifiques peuvent être ainsi utilisés en fabrication. Ce document fournit une définition des features d'usinage pour faciliter l'identification des formes de fabrication interprétables par l'homme et la machine. Avec ce protocole, les features d'usinage sont une classe de formes représentant les volumes à enlever de la pièce par usinage.
4.3.3.3. Exemple d’intégration à base de features entre différents points de vue métiers
L’approche d’intégration par les features que nous allons montrer ici est basée sur l’idée d’une géométrie commune partagée entre plusieurs applications du cycle de vie. La géométrie d’un produit est alors vue comme une synthèse des éléments géométriques correspondant aux différents points de vue appliqués à ce produit. Chaque acteur dans le cycle de vie a son
propre langage de description du produit, basé sur les features. Ainsi, on pourrait voir le produit comme une superposition de plusieurs modèles à base de features décrivant chacun un point de vue métier donné. L’approche par la technologie des features vise à relier les données géométriques décrivant un produit aux différentes sémantiques associées aux activités du cycle de vie. On peut illustrer cette approche à travers un exemple simple sur la Figure 15. La pièce exemple peut en fait avoir plusieurs interprétations :
- Du point de vue de la fabrication par exemple, elle est vue comme un block de matériau brut traversé par une dépression (creusement) constituée d’un trou borgne réalisé par deux cylindres et un cône colinéaires. La sémantique est complétée en ajoutant à ces données purement géométriques des informations sur les outils à utiliser pour réaliser les dépressions et le type de matériau utilisé.
- Du point de vue de l’assemblage, qui s’intéresse à décrire les connections physiques entre pièces, elle est interprétée en s’intéressant plus particulièrement aux surfaces de contact qui seraient impliquées dans un assemblage.
- Du point de vue de la conception, l’axe, les rayons et la fonction du trou sont pris en compte.
- Dans la vue de fabrication, l’axe, les rayons du cône et des cylindres et leurs tolérances sont des informations pertinentes.
Figure 15 - Exemple de pièce
Un autre exemple, une plaque métallique avec plusieurs nervures. Dans la vue d’analyse par éléments finis, les nervures vont être considérées comme des features pertinents. Cette plaque peut être également construite non pas par rajout de nervures à une plaque mince, mais par usinage de plusieurs rainures d’une plaque plus épaisse. Ainsi pour la vue de l’usinage, les rainures entre les nervures sont des features pertinents. Les relations entre features peuvent avoir aussi une signification, ainsi, la distance entre rainures peut impliquer un usinage de paroi mince.
Ces exemples montrent qu’un élément géométrique peut avoir plusieurs sémantiques selon les points de vue considérés. Chaque groupement entre l’élément géométrique et la sémantique définit un feature pour la vue correspondant à cette sémantique. Ainsi, il est possible de construire des modèles en terme de features pertinents pour chaque vue. L’ensemble de ces modèles forme le modèle produit global.