4.1. INTRODUCTION AU PROCESSUS DE CONCEPTION
4.1.4. DEMARCHE INDUCTIVE
Le processus inductif (FIGURE107), est défini comme le processus décrivant la démarche d’un concepteur ayant peu d’expérience. Cela concerne, le concepteur Junior ou le concepteur en formation qui ne dispose pas d'un haut niveau dans la conception de produits et qui ignore la dépendance et la relation entre procédés/matériaux/formes. Il ne connaît pas de manière intuitive les restrictions possibles de forme générées par la sélection conjointe de matériaux et de procédés.
Conceptual Design (CD)
Determinate shape as the Identify essential problems Establish function structures
(CDC)
Search for solution principles
Reduced number of TRIPLETS
C1 DCT1 C2 DCT2 Cn DCTn
Cn C2 C1
FIGURE 107 PROCESSUS INDUCTIF
Pour commencer, le concepteur doit identifier s'il rencontre une restriction technologique ou d'un matériau. Dans ce cas, il doit aborder le TRIPLET par la variable contrainte, Procédé ou Matériau, qui guidera le processus de sélection des autres deux variables restantes par les filtrages proposés par la base de données.
Par exemple, si le concepteur a une exigence de matériau (FIGURE108), il doit aborder la base de données par la variable Matériau et ensuite regarder quels sont les Procédés disponibles et les caractéristiques de Forme réalisables avec son Matériau.
Conceptual Design (CD)
Identify essential problems Establish function structures
(CdC)
Search for solution principles
Important number of TRIPLETS initial variable
S
Requirement RequirementM RequirementP
FIGURE108PROCESSUSINDUCTIFAVECUNERESTRICTIONDUMATÉRIAU
Dans le cas où le CdCF n’impose aucune restriction de procédé ou de matériau, nous recommandons que le concepteur commence par aborder le TRIPLET par la Forme. Cette variable doit être définie par les exigences établies dans la phase initiale du processus de conception, qui sont spécifiées dans le CdCF.
Le CdCF est construit à partir de l’analyse fonctionnelle externe (fonctions de service et contraintes), qui est faite dans l’étape d’Analyse du Besoin. Au début de conception conceptuelle, des solutions techniques sont trouvées et le concepteur peut définir, par l’analyse fonctionnelle interne, des fonctions de deuxième niveau.
La satisfaction de ces fonctions implique le cheminement de flux fonctionnels (énergie, matière et signal) à travers les composants et entre chaque composant en contact à travers des surfaces fonctionnelles (FS)18. Ces surfaces peuvent être connues (localisation, superficie, forme) si les pièces en contact sont déjà définies (pièces connues ou standardisées) ou assujetties à rester dans un espace défini. La matérialisation de chaque pièce va se faire en reliant les surfaces fonctionnelles, ainsi la Forme doit être en adéquation avec les surfaces fonctionnelles et selon l’agencement des pièces constituant la solution et s’intégrer dans un volume donné contraint par un encombrement à respecter (FIGURE109).
Conceptual Design (CD) Identify essential problems Establish function structures
(CdC)
Search for solution principles
Important number of TRIPLETS initial variable M Requirement Possibles P Possibles F C1 DCT1 C2 DCT2 Cn DCTn
Le concepteur peut décrire la forme adéquate par notre taxonomie. Il peut alors trouver l’ensemble des TRIPLETS compatibles avec la forme recherchée.
La sélection des TRIPLETS retenus peut se faire par deux approches (FIGURE110) :
FIGURE109SURFACESFONCTIONNELLES
I. Par le choix d’un procédé d’obtention directe de la Forme (avec détails sur la surface). Le concepteur désire obtenir la pièce directement, c’est souvent le choix inhérent à une production en grande série car cela va imposer des investissements d’outillage.
II. Par le choix d’un procédé d’obtention de Forme brute (sans détails sur la surface) et une finition par enlèvement de matière, qui s’adapte à des petites séries car cela réduit les investissements initiaux.
Ces deux possibilités permettent d’aborder la conception par différents couples Forme/Procédés et, par conséquence, avoir des propositions de matériaux venant de notre base de données.
Conceptual Design (CD)
Identify essential problems Establish function structures
(CdC)
Search for solution principles Determinate FORME as the
FS FORME Functional analysis Zones Layout Position
FIGURE110ADEQUATIONDEFORME
Dès que le concepteur sélectionne les différents TRIPLETS, il peut passer à la description du volume à partir du tableau de description du concept que nous proposons (FIGURE99).
Le tableau de description du concept - DCT(FIGURE99) constitue un guide pour la définition de la forme et la réalisation des surfaces fonctionnelles (FIGURE111):
Conceptual
Design (CD)
Identify essential problemsEstablish function structures (CdC)
Search for solution principles
Important number of TRIPLETS Determinate FORME as the
Possibles P Possibles M FS Adequacy
I
II
FORME C1 DCT1 C2 DCT2 Cn DCTn Dans le cas d’une obtention directe de la forme, le concepteur va placer les surfaces fonctionnelles et le relier à partir de sa connaissance du procédé en s’aidant de la forme de base (BS) qu’il choisit.
Dans le second cas, il débute la conception à partir des formes de base (BS) qu’il peut obtenir par les procédés d’obtention de bruts (extrusion, sciage, cisaillage, fonderie, etc.). Dans le cas particulier des bruts obtenus à partir de plaques, le tableau suggère des pliages, des cisaillages supplémentaires ainsi que l’utilisation de cordons de soudure pour relier les pièces découpées. Dans ce cas, la forme de base est la dimension totale de la plaque utilisée et la prise en compte du découpage de cette plaque est intégrée dans l’impact environnemental associé. Les surfaces fonctionnelles sont réalisées par les procédés d’enlèvement de matière et le tableau guide la réflexion, le concepteur a le choix entre perçage, tournage ou fraisage.
FIGURE111CONCEPTSETVOLUME
La démarche inductive avec la Forme comme variable initiale pour aborder l’outil est récapitulée par le synoptique de laFIGURE112:
Important number of TRIPLETS Possibles P Possibles M
FORME
FIGURE112PROCESSUSINDUCTIVEGLOBAL
Plusieurs concepts sont ou peuvent être définis à ce stade. Il est important de donner alors au concepteur des éléments d’aide à la décision pour hiérarchiser les concepts de pièces et, s’il le désire, en éliminer. A ce stade, le concepteur a rempli, pour chaque concept, le tableau description du concept DCT et nous connaissons, par notre base de données le matériau et le procédé. Nous utilisons ces éléments pour proposer une évaluation multicritère des concepts.