Evaluation

La structuration proposée dans le chapitre 2 repose sur l’approche de la conception axiomatique qui a pour but essentiel la mesure de la qualité d’un système en termes d’aptitude à la reconception et à la mise en oeuvre. Pour juger de la qualité d’une conception, Suh prend en considération deux axiomes : l’axiome d’indépendance et l’axiome d’information. L’axiome d’indépendance stipule qu’une conception optimale ne doit pas entrainer de couplage dans la réalisation des fonctions (indépendance) au travers de la structure. Une conception acceptable doit éviter que l’amélioration d’une fonction ne puisse se faire sans la dégradation d’une autre. L’axiome d’information stipule qu’une conception est globalement optimale si elle nécessite un minimum d’information. L’information dont il est question ici représente les instructions nécessaires à assurer l’adéquation entre le niveau de satisfaction attendu d’une fonction et la performance fournie par le système.

Suite à cette structuration, les dépendances des quatre principaux critères ont été identifiées et décomposées (Figure 80). Ainsi, ces quatre indicateurs de performances peuvent être évalués dans une manière hiérarchique ; les approches d’évaluation de ceux-ci sont détaillées dans la suite de ce chapitre.

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4.1.1. Etendu de la famille de produit

L’étendu de la famille de produit représente l’ensemble des variantes des entités réalisables, les intervalles des valeurs réalisables des paramètres de ces entités, … Dans le chapitre 3, les solutions sont générées pour un groupe de pièces représentatif de cette étendu. Chaque solution satisfait la condition de réalisation de la famille de produit. Cette affirmation est à modérer car les contraintes liées au posage et les contraintes liées aux collisions n’ont pas été prises en compte. Il est donc nécessaire d’évaluer la faisabilité de chaque gamme :

• le posage doit être matériellement réalisable : Si la détermination des surfaces

d’appui et de bridage ne peut pas assurer le maintien et la mise en position de la pièce, alors la gamme et la configuration cinématique ne sont pas capables.

• les collisions doivent être détectées. Dans ces travaux de thèse (Aladad 2009),

Aladad utilise le logiciel DELMIA afin de valider la cinématique d’une machine de production.

4.1.2. Qualité

La qualité représente la garantie de la conformité du produit. Si les défauts de fabrication de la pièce sont au-delà des tolérances exigées la gamme et la configuration cinématique ne sont pas capables.

L’évaluation de ce critère vise à prédire le comportement probable du système de production suivant la gamme envisagée via des simulations. Ces simulations permettent de prendre en compte le cumul des défauts de fabrication, cette démarche n’est pas encore intégrée dans les systèmes de génération de gamme (Tichadou, 2005). Pour ce faire, il est nécessaire d'étudier les possibles sources de ces défauts d'usinage, leur contribution à la qualité et de leur effet sur les aspects fonctionnels du produit.

Dans le cas de la qualité dimensionnelle et géométrique, les différentes approches de la simulation d’usinage, qu’elles soient unidirectionnelles ou tridimensionnelles, utilisent des modèles de défauts géométriques. Nous pouvons citer les travaux de P. Bourdet (Bourdet, 73(a), Bourdet, 73(b)), de F. Villeneuve et O. Legoff (Villneuve, 2001), de S. Tichadou (Tichadeau, 2005) …

Cette évaluation sera détaillée dans le paragraphe 4.2.

4.1.3. Coûts et Temps

Les coûts représentent les charges ou dépenses supportées pour la production d’un produit. Les temps représentent les durées de chaque opération ou activité (activité de production, activité de préparation du système, activité de reconfiguration, …).

Les estimations des coûts de fabrication peuvent être réalisées par différentes approches : les méthodes paramétriques, analytiques et analogiques.

Les méthodes par analogie reposent sur l’évaluation du coût d’un nouveau produit à partir de ceux déjà réalisés. Ces derniers sont décrits à l’aide de paramètres jugés discriminants et pertinents (comme la morphologie, la qualité, les dimensions,…) qui permettront également de décrire le nouveau produit dont on veut une estimation du coût. Cette approche est similaire aux approches de génération de gammes par variante.

34 Par méthodes paramétriques sont regroupées toutes les méthodes qui permettent l’évaluation du coût en se basant sur la connaissance de relations mathématiques le reliant aux paramètres quantifiables du produit tels que le volume, la dureté, le temps, etc.

On regroupe sous la bannière des méthodes analytiques l’ensemble des solutions qui, pour estimer le coût d’un produit s’appuient sur les opérations et activités nécessaires à son cycle de vie (que ce soit son processus de conception, de fabrication, d’exploitation ou de fin de vie).

Dans notre cas, les solutions générées via l’approche algorithmique du chapitre 3 sont formalisées sous la forme d’un ensemble d’activités ou opérations ordonnées avec les modules cinématiques associés. Les approches analytiques s’appuient sur cette décomposition en activité. De ce fait, nous avons retenu l’approche « Activity Based Costing (ABC) » (Park, 1995; Ioannou, 1999 ; Ong, 1993).

L’identification des activités et des ressources (modules cinématiques) faite, l’approche ABC revient à quantifier trois inducteurs afin de faire émerger le coût :

• Inducteur de ressources : permet de ventiler les ressources entre les différentes

activités. Cette répartition peut prendre la forme, par exemple, du temps consacré à chaque activité, ou la quantité de matière première, ...

• Inducteur de coût : facteur influençant le niveau de performance de l’activité et

sa consommation de ressources associées.

• Inducteur d’activité : Cet inducteur permet de répartir les coûts des activités

entre les différents produits. ) . . . ( _,

∑

i Ind Ind Cout

Ind Coût

A i

Ind : Inducteur d’activité i

C i

Ind : Inducteur de coût de l’activité i

R j i

Ind, : Inducteur de Ressource reliant l’activité i à la ressource j

j

Cout : Coût de la ressource j

L’ensemble de ces inducteurs est identifiable pour chaque arc du graphe des solutions. De plus, nous pouvons adopter la décomposition des coûts et des temps proposée par Feng (Feng, 2000). Chaque activité implique des coûts et temps d'utilisation de quelques ressources :

∑

(

)

∑

C est le coût de fabrication de la pièce sans prendre en compte le coût des risques

associés

i est un indice

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Ciactivité est le coût de fabrication de l’activité i

Ciusinage est le coût d’usinage de l’activité i

Cisetup est le coût de l’activité i

Cimanutention est le coût de transfert de l’activité i (ex. transférer les outils et les

matériels)

Ciload-unload est le coût de montage/démontage de l’activité i

Ciidling est le coût de perdre de temps de l’activité i

Cioverhead est le coût des frais généraux de l’activité i.

Le coût d’usinage est donné par l’équation :

i outil i matérial i oeuvre d main i équipement i age u C C C C C sin = + ' + +