Mod` eles de donn´ ees pour la conception et la fabrication

Une structuration des donn´ees li´ees aux processus de d´eveloppement du produit permet

de faciliter la gestion, la tra¸cabilit´e et les ´echanges de donn´ees au sein d’une entreprise

´

etendue. Cette partie couvre les principaux travaux de mod´elisation des donn´ees d´ecrivant

le produit et les processus associ´es.

[Fenves 06] propose un mod`ele de donn´ees g´en´erique pour la description d’un produit.

Cette structuration des donn´ees vise `a assurer la gestion de grandes quantit´es de donn´ees

h´et´erog`enes. Le ”Core Product Model” (CPM) apporte des moyens de structurer, filtrer,

int´egrer et partager ces donn´ees de fa¸con pertinente et efficace, pour supporter l’application

d’une strat´egiePLM. Le concept central de CPM est celui d’artefact (”artifact”), repr´

esen-tant les sous-ensembles du produit consid´er´e. Chaque artefact est caract´eris´e par sa fonction

(afin de respecter les exigences du cahier des charges), sa forme (d´efinition physique pour

remplir sa fonction) et son comportement (repr´esentant le fonctionnement du produit pour

remplir ses fonctions). CPM permet donc de capitaliser les donn´ees d´ecrivant le produit

en gardant les relations entre ces donn´ees. Chaque artefact est r´ef´erenc´e en relation avec

ses fonctions, sa d´efinition physique, ses modes de fonctionnement, les exigences associ´ees.

CPM int`egre ´egalement des donn´ees informatives, telles que des explications de choix de

conceptions et les donn´ees relatives au processus de d´eveloppement de produits.

Ce mod`ele tr`es g´en´eral peut ˆetre ´etendu [Fiorentini 07] et sp´ecialis´e `a l’aide d’autres

structures, telles que :

— ”Open Assembly Model” [Fenves 03b], d´etaillant la d´efinition g´eom´etrique, le

com-portement cin´ematique du produit et toutes les donn´ees de tol´erancement ;

— ”Master product Model” et ”Design-Analysis Integration Model” [Fenves 03b,Fenves 03a],

d´ecoulant d’une volont´e de lier les mod`eles g´eom´etriques aux mod`eles de simulations

id´ealis´es. Un mod`ele g´eom´etrique principal du produit est alors li´e `a toutes les

id´ealisations n´ecessaires aux activit´es de simulations et d’analyses ;

— le ”Product Family Evolution Model” [Fenves 03b], permettant de prendre en compte

les ´evolutions du produit. Cette extension assure la tra¸cabilit´e entre les diff´erentes

versions et am´eliorations du produit. Les causes de ces ´evolutions sont capitalis´ees et

associ´ees `a chaque version.

L’International Organisation for Standardisation (ISO) a sp´ecifi´e la norme ISO 10303

STandard for the Exchange fo Product model data (STEP) [Pratt 05], d´evelopp´ee sous la

responsabilit´e du sous-comit´e TC184/SC4 ”Donn´ees industrielles”

, sp´ecifie, entre autres,

plusieurs protocoles d’application (Application Protocol (AP)). CesAPd´efinissent plusieurs

mod`eles de donn´ees sp´ecialis´es dans un ou plusieurs domaines. La norme STEP est en

constante ´evolution. Certains APont connu plusieurs ´editions pour enrichir les mod`eles de

donn´ees, am´eliorer l’interop´erabilit´e entre les processus, am´eliorer la coh´erence entre les

AP, etc.

L’AP239 (´edition 3, 2015) [ISO 15] intitul´e ”Product Life-Cycle Support” (PLCS)

supporte l’´echange des donn´ees du produit tout au long de son cycle de vie, et plus

particuli`erement durant les phases de conception et de production. Plus particuli`erement,

cet AP supporte notamment :

— les donn´ees de d´efinition et de maintien de produits complexes ;

— les donn´ees permettant de g´erer les changements, par les diff´erentes configurations

et versions du produits ;

— les donn´ees d´ecrivant les assemblages, la structure du produit et les diff´erents niveaux

de d´ecompositions. Ces donn´ees supportent l’identification et la repr´esentation des

pi`eces, composants, sous-syst`emes et interfaces, mais aussi les versions, les fonctions

et les documents associ´es `a chaque composants et sous-syst`emes ;

— la gestion des activit´es au sein des processus (sp´ecification des tˆaches, des ressources,

du planning, des comp´etences et des ressources humaines), permettant d’assurer la

tra¸cabilit´e des processus et des produits.

L’AP242 [ISO 14],“Managed model based 3D engineering” r´esulte du regroupement

des AP203 ”Configuration controlled 3D design” et AP214 ”Core data for automotive

mechanical design processes”. Son objectif est d’int´egrer toutes les donn´ees permettant de

d´ecrire le produit, en coh´erence avec lesAP 209 “Multi-Disciplinary Analysis and design”,

AP 210 “Electronic assembly, interconnect, and packaging design”, AP 233 “Systems

Engineering”, AP238 “Application interpreted model for computer numeric controllers”

(STEP-NC) etAP239 “Product Life-Cycle Support”. Les diff´erents types de donn´ees g´er´es

par l’AP242 (´edition 2), et les am´eliorations et ajouts par rapport `a la premi`ere ´edition,

sont repr´esent´es par la Figure2.5.

Figure2.5 – Repr´esentation globale des fonctionnalit´es de l’AP242 ´edition 2, tir´ee de [Brang´e 14]

L’ensemble de ces d´eveloppements, d´ebut´es en 1984 pour am´eliorer l’´echange des donn´ees

g´eom´etriques en sp´ecifiant un format neutre (le format STEP), d´enote un besoin et une

volont´e de g´erer et partager l’ensemble des donn´ees relatives au produit durant tout son

cycle de vie.

L’existence de mod`eles de donn´ees normalis´es offre une base pour la structuration

des donn´ees et des connaissances li´ees aux produits et aux processus, et pour leurs

compr´ehensions communes dans un contexte collaboratif. Ces mod`eles d´ecrivent des

donn´ees utilis´ees pour la d´efinition et la tra¸cabilit´e des processus de PEN, comme par

exemple la d´efinition du produit, de ses versions, de ses composants, mais aussi des

exigences ou des workflows.