Mod les de congurations

Tiihonen et al. 99] ont ralis une analyse partir de 10 cas industriels qui montre que les industriels sont sensibiliss au problme de conguration de produit. Ils notent que les entreprises manquent de mthodes et d'outils pour reprsenter les modles. Les nomenclatures gnriques et structures quivalentes ne sont pas utilises. Certaines entreprises ont test les congurateurs de produit, mais ne les utilisent pas quotidiennement. Elles souhaitent un outil pour les aider mais pas quelque chose de totalement automatique qu'elles ne matrisent pas.

A travers un ensemble de travaux 77, 78, 79, 84, 98, 99], le Product Data Mana-gement Group (T. M3nnisto, R. Sulonen, H. Peltonen, J. Tiihonen, T. Soininen, T. Lehtonen et A. Pulkkinen), propose une structure de produit gnrique (SPG) laquelle s'ajoute un modle de conguration. Leur SPG reprsente l'ensemble des alternatives, elle se compose d'un modle explicite et d'un modle implicite:

" Le modle explicite contient les composants, la hirarchie, les options et va-riantes,

2.5. MODLISATION DELA DIVERSIT 39 " Le modle implicite contient les connaissances sur les compatibilits entre les

composants et les contraintes.

A ce modle, s'ajouteun modle de conguration qui contient les exigences des clients (mapping des spcications techniques exprimes dans un langage comprhensible dans le process de conguration). Ils dnissent un processus de conguration (-gure 2.16) qui partir de la SPG et des exigences client fournit une structure de produit spcique. processus de configuration Structure de produit générique Exigences client

Structure de produit spécifique

Fig. 2.16 " Processus de conguration.

Pour reprsenter un produit congurable, une nomenclature de produit ordinaire est tendue par des parties optionnelles et alternatives ainsi que par des composants paramtrables.

Un produit congurable est une famille de produits, il s'agit pour eux d'un ensemble de produits appels les variantes d'un produit congurable. Chaque variante est construite individuellement pour chaque consommateur.

Le processus de conguration est une volution du modle de conguration (produit gnrique) vers une conguration spcique (produit spcique) qui reprsente une seule variante travers les choix du consommateur parmi l'ensemble des congura-tions valides du modle de conguration (gure 2.17).

Modèle de

configurations _{Configurations}

valides

N n <= N

Configurations

complète _{Configuration spécifique}

(une seule variante)

contraintes ^{Spécifications}

client

Exemplaire

Fig.2.17 " Evolution du mod
le de conguration.

Le modle de conguration dcrit l'ensemble des variantes possibles et dcrit ment crer une variante approprie une spcication du consommateur. Il se com-pose d'une structure explicite laquelle s'ajoutent des contraintes.

40 CHAPITRE2. REPRSENTATION DESFAMILLES DEPRODUITS

Trois niveaux de congurations sont dnis 84, 98]:

"  conguration solution knowledge  dcrit une conguration. Deux sous cas sont possibles:

" la conguration est incomplte, elle dcrit alors un ensemble de produits individuels possibles,

" la conguration est spcique et dcrit une variante unique.

" conguration model knowledge dcrit l'ensemble des congurations correctes, " requirement knowledge  dcrit les besoins de la conguration construire. Un exemplaire est une description individuelle, correspondant un unique exemplaire physique et contenant des informations supplmentaires ncessaires et cres pendant le processus de fabrication. C'est ce niveau que se situe la reconguration. Il y a reconguration lorsque les composants voluent indpendamment des produits dans lesquels ils interviennent.

2.6 STEP

La norme STEP4 est une norme internationale de l'ISO5 rfrence ISO 10303 1] et subdivise en sous-parties. Elle est dveloppe au sein du groupe ISO/TC184/SC46. Le but est la construction d'un standard permettant de traiter la reprsentation et l'change de modles de produits en couvrant tout leur cycle de vie.

La norme STEP s'appuie sur un modle en trois couches reprsent gure 2.18: " le modle utilisateur dcrit ce que voit l'utilisateur,

" le modle informatique reprsente la structure de donnes, " le modle physique est la base de donnes.

L'origine de cette normalisation vient d'un besoin industriel d'change de donnes entre les direntes applications informatiques intervenant tout au long du cycle de vie du produit, ainsi que dans un but d'archivage long terme 11, 21].

Partantde ces objectifs, nous nous sommes intresss la manire dont STEP permet de modliser des structures de produits gnriques. Pour cela nous avons considr deux protocoles d'application (AP 203 et AP 214) applicables aux produits mca-niques. Les protocoles d'application prconisent un emploi pour la norme dans un contexte particulier, ils dnissent des mthodes d'implmentation pour l'change et la manipulation des informations.

4. STEP: STandarts for Exange of Product model data. 5. ISO: International Organization for Standardization. 6. http://www.nist.gov/sc4/

2.6. STEP 41 MODELE "UTILISATEUR" MODELE "INFORMATIQUE" MODELE "PHYSIQUE" Couche applicative Contient l’ensemble des vues nécessaires à l’utilisation de la norme dans le contexte d’une application donnée.

Couche logique Description formelle non ambiguë et non redondante des informations pouvant être utilisées pour la définition d'un produit.

Couche physique

Représentation particulière du contenu destiné à la mise en œuvre pour l'application choisie.

Fig. 2.18 " Mod
le en trois couches de STEP.

2.6.1 STEP - AP 203

Le protocole d'application 203 3] se focalise sur le domaine de la conception 3D d'ensembles mcaniques avec gestion de conguration. Il a pour objectif de couvrir les donnes associes un produit lors de sa phase de conception, ceci concerne les donnes de type gomtrique mais aussi la dnition et le contr(le de la conguration de ces produits.

La norme considre les trois critres d'abstraction suivants (chacun pouvant tre appliqu de manire rcursive):

" la classication qui consiste regrouper les objets en fonction de leurs propri-ts. Des classes sont ainsi fabriques, dont on essaie d'obtenir qu'elles soient, pour un mme niveau, exclusives, exhaustives et homognes de manire viter les ambigu-ts d'appartenance. Cette notion conduit souvent des hirarchies. " la dcomposition qui consiste relier un objet ses composantes ou parties l-mentaires. Inversement l'agrgation consiste recomposer des lments simples pour obtenir un objet plus complexe. Applique rcursivement, la dcomposi-tion revient aner un lment par approches successives.

" la gnralisation qui consiste relier les objets semblables un autre objet plus gnral de niveau plus lev. Elle revient largir le champ du modle, le but tant de minimiser les informations stocker, les proprits associes au type d'objet le plus gnral tant alors hrites par les types plus spcialiss. Inversement la catgorisation a pour but de sparer les objets en dirents groupes selon certains critres.

42 CHAPITRE2. REPRSENTATION DESFAMILLES DEPRODUITS

La description des structures de donnes couvre deux types de donnes: " les pices (les donnes gomtriques, cres par un outil de CFAO),

" les assemblages (les donnes de structuration de produit et de gestion de con-guration).

Elle permet la structuration par domaine et par technologie ( vues ), le modle propos gre:

" les nomenclatures avec options et variantes, " les versions,

" la tra'abilit (diusions, modications, validits),

" le work!ow (approbations, spcications des clients, certications, condentia-lit, ...).

M3nnist4 et al. 76] tudient la modlisation STEP an de modliser des structures de produits gnriques. Ces mthodes sont importantes pour de nombreux produits complexes, parmi lesquels les produits congurables sont un exemple. Ils notent deux types de liens qui permettent de dcrire des produits non compltement instancis. Le lien est une sorte de  permet la classication et donc le partage d'information travers l'hritage. Le lien est un composant de  quant lui permet de dcrire les assemblages.

Une structure de produit explicite qui s'appuie sur les deux types de liens noncs et supporte les lments optionnels  optional part  et les variantes  alternative part est complte par une structure de produit implicite qui donne les conditions supplmentaires qui doivent tre respectes par un produit valide. Par exemple la structure de produit implicite peut interdire la combinaison de certaines options. Cette condition peut tre exprime par une rgle EXPRESS7 comme celle ci: NOT('option 1' IN 'types of components(SELF)' AND 'option 2' IN 'types of com-ponents(SELF)')

qui signiera que le produit considr ('types of components(SELF)') ne pourra contenir la fois option 1 et option 2.

Un exemple de modlisation explicite est montr gure 2.19.

2.6.2 STEP - AP 214

Le protocole d'application 214 4] est un protocole d'application pour l'automobile destin dcrire l'ensemble des donnes techniques gnres lors de l'tude d'un vhicule et de ses composants, pices et outils de fabrication, et plus largement les produits forte diversit fabriqus en grande srie.

Dans le cas de l'industrie automobile, la combinatoire des options et variantes pour un produit devient trop importante pour permettre la reprsentation de toutes les

2.6. STEP 43

automobile

voiture

châssis

4 x 4 châsis renforcé châssis allégé moteur diesel moteur essence moteur

"est une sorte de" "est un composant de"

Fig. 2.19 " Modlisation de produits gnriques avec STEP - AP 203. nomenclatures explicites. Dans Chambole 22] la gestion de la diversit vhicule est alors prsente travers la nomenclature variationnelle qui permet de dcrire le produit avec des spcications structures par catgories. Une spcication peut tre utilise par plusieurs produits. Une pice pouvant tre compose d'autres pices, il est alors possible de les structurer au moyen d'une structure explicite d'assemblage. Les produits sont caractriss par des attributs de conception, gestion, personnalisa-tion, descriptifs l'aide de l'entit 'specication'. Ces caractristiques sont regroupes par classes ('category'). Par exemple, vitre lectrique a pour classe VE et pour at-tributs 00 pour les vhicules dpourvus de vitre lectrique et 01 pour ceux qui en ont.

Ainsi un produit se compose de quelques attributs de base. Ceci permet d'obtenir un titre tendu du produit sur lequel reposeront les nomenclatures des produits. Il est alors possible de dnir des rgles d'utilisation de ces classes/attributs. Par exemple une rgle peut tre:

Si Pack lectrique alors Vitre lectrique et Fermeture centralise, qui se traduit par:

SI PA01 ALORS (VE01 ET FC01)

Des attributs supplmentaires permettent de spcier d'autres natures de contraintes au niveau de la nomenclature:

" l'attribut mandatory permet de spcier si l'utilisation d'une classe est obliga-toire (TRUE) ou optionnelle (FALSE),

" l'attribut association type permet de prciser si l'attribut d'un vhicule est mont en standard et peut tre remplac (replaceable standard), mont en standard et ne peut pas tre remplac (non replaceable standard), disponible (availability) ou optionnel (option),

" l'attribut implicit exclusive condition a pour r(le d'autoriser (FALSE) ou non (TRUE) le choix de plusieurs attributs dans une classe.

44 CHAPITRE2. REPRSENTATION DESFAMILLES DEPRODUITS

An de faciliter l'organisation et la structuration des informations et pices d'un vhicule, deux dcoupages sont proposs:

" le dcoupage dit organique ('product component') qui est une vue structurelle du vhicule. Il s'agit d'une structure hirarchique dont les noeuds sont des organes tels qu'une boite de vitesse.

" le dcoupage dit fonctionnel ('product function') qui est une vue fonctionnelle du vhicule. Il s'agit aussi d'une structure hirarchique mais les noeuds sont ici des fonctions telles que le freinage.

La diversit des solutions peut tre structure l'aide de 'alternative solution' qui peut tre de dirents types (Cf gure 2.20):

" les solutions techniques ('technical solution') permettent l'identication de tech-niques direntes remplissant un mme besoin fonctionnel,

" les solutions fournisseur ('supplier solution') identient les solutions par four-nisseur (ex: projecteur VALEO),

" les solutions dites nales ('nal solution') permettent d'identier les solutions de bases auxquelles des caractristiques 'sensitives' ont t ajoutes (des pices colores par exemple).

alternative_solution

supplier_solution technical_solution Final_solution

Fig. 2.20 " Di rents types de solutions

2.7 Synthse

A travers cette tude bibliographique concernant la reprsentation des familles de produits, nous n'avons pas cherch tre exhaustifs dans les dirents modles pr-sents. Notre but tait de monter l'tendue des direntes reprsentations. Cette recherche en largeur permettra au lecteur de slectionner un modle gnral apte reprsenter le problme qui le concerne.

Cependant travers l'analyse de la littrature prsente, certains points particuliers mritent d'tre mis en relief. Tout d'abord notons les principaux points de consensus: 1. Structuration: Dans les dirents travaux prsents, il est apparu que la struc-turation des donnes est mieux gre par les liens. Les liens tant porteurs d'une smantique plus ou moins complexe.

2.8. CONCLUSION 45 2. Smantique associe aux liens: Quels que soient les travaux sur la structura-tion des donnes prsents ici, les liens sont toujours porteurs d'une smantique, c'est au niveau de cette smantique que repose toute l'information de structu-ration. Il faut noter les exemples de smantique suivants: a part of , a kind of, OR, composition, spcialisation et appartenance qui sont apparus assez souvent et travers dirents travaux. Certaines modlisations proposent de faire porter aux liens les informations ncessaires la tra'abilit des volutions, la norme STEP 1, 2, 3, 4] en est le meilleur exemple et le plus complet. 3. Familles de produit: De manire modliser les produits forte diversit, les

dirents travaux ont propos de regrouper les produits en fonction de leurs points communs, qui peuvent apparatre dans plusieurs vues et dpendre de critres assez dirents. Aprs cette tape de comparaison, les produits sont rangs dans des  familles  qui permettent de partager certaines caractris-tiques. Principalement deux mthodes de reprsentations des familles ont t utilises, les arbres OU qui proposent une architecture de type explicite, et une modlisation de type Objet en s'appuyant sur le concept d'hritage. Une famille de produit identie les points communs et les dirences entre les produits individuels qui forment une gamme de produits.

Le concept de familles de produit permet donc de:

" reprsenter une grande varit de produits partir d'un ensemble restreint d'lments,

" limiter les cots de dveloppement et fabrication par rutilisation d'l-ments communs tout un ensemble de produit.

Enn vis vis du problme auquel nous nous sommes attachs, l'tat de l'art montre qu'une modlisation de type famille de produit est la mieux adapte la reprsen-tation des variantes de produits.

Dans la modlisation des familles de produit, il faudra s'intresser savoir quelle est la dynamique de versionnement des liens et constituants et comment elle se propage dans les direntes nomenclatures de produits. M3nnist4 79] prsente clairement cette problmatique et catgorise dirents types de versionnement selon l'tendue de la propagation du versionnement, mais il ne rsout pas le problme.

Les process ne sont pas reprsents, il serait intressant d'enrichir la reprsentation du produit par les squences d'assemblage.

2.8 Conclusion

Dans ce second chapitre, nous avons abords les travaux existants qui traitent de la reprsentation des familles de produits.

Nous avons tout d'abord prsent le problme de modlisation de la diversit. Ensuite nous avons considr la structuration des donnes techniques en contexte de diversit travers la codication et la classication des objets techniques.

46 CHAPITRE2. REPRSENTATION DESFAMILLES DEPRODUITS

Nous avons point sur les liens qui supportent un ensemble de smantiques per-mettant de reprsenter des familles de produits en grant direntes natures de contraintes comme les incompatibilits de composants par exemple.

Puis les grandes lignes des modles gnriques de familles de produits et des modles de conguration ont ts prsentes travers des travaux reprsentatifs.

Un intrt particulier a t accord la norme STEP pour reprsenter les familles de produits. Enn une synthse a fait ressortir les points importants.

47

Chapitre 3

Dans le document Contribution à une méthodologie de conception de produits à forte diversité (Page 53-62)