Nous avons pu dans ce chapitre présenter l’état de l’art relatif aux différents concepts et approches sur lesquels nous nous sommes basées dans nos travaux.
En présentant les différents types de modèles qui permettent de définir un système concret, de capitaliser les connaissances relatives aux modèles d’expertises et de permettre la
collaboration et l’échange ainsi que la propagation d’information entre les différents experts impliqués dans un projet de conception, nous avons balayé les outils existants
71 Figure 33. Environnement de conception de notre proposition de recherche
Les modèles d’expertises permettant de définir les trois espaces métiers (technologique et structurel, et comportemental) lors du processus de conception d’un système concret, sont dans la plupart des cas élaborés à partir des connaissances métiers spécifiques à leurs domaines d’expertises : les experts conception de l’architecture mécanique élaborent leurs modèles à partir d’un cahier des charges spécifique au domaine « conception mécanique interne ». Les solutions de conception qu’ils définissent dans ce cadre respectent uniquement ce cahier des charges et ne peuvent pas prendre en compte les spécifications du cahier des charges relatif aux experts contrôle commandes par exemple. Ceci génère concrètement des solutions de conception optimisées localement, et requiert un grand nombre d’itérations et d’échanges d’information entre les différents experts dans le cycle de conception afin de pouvoir converger vers une solution globale admissible qui n’est pas dans la majorité des cas optimale.
A travers l’intégration des approches de collaborations et des modèles de représentation des données collaboratives, il est devenu possible aujourd’hui de capitaliser les données d’expertises relatives à un projet de conception afin de réduire le nombre d’itérations et aider au mieux les experts à statuer sur la pertinence de la solution de conception choisie en fonction de leurs connaissances métiers. Ceci requiert la mise en place de tout un processus de collaboration au sein de l’entreprise afin de pouvoir prendre en compte les diverses données issues des différents modèles d’expertises qui sont élaborés aussi à l’aide d’outils de conception différents. Mais aussi, ce travail exige la présence d’un référentiel global qui soit fixé au tout début du projet de conception. Ce référentiel est généralement représenté par le cahier des charges du projet de conception qui est construit à partir des connaissances métiers
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des experts impliqués, mais aussi des connaissances relatives au système à concevoir. Cette démarche de conception a prouvé son efficacité au sein des entreprises dans le cadre d’une conception routinière (Frey, 2010). Cependant dans un contexte de conception innovante, le référentiel présenté par le CdC du projet ne peut pas être fixé dès le début du processus de conception suite au manque de connaissances relatives au système à concevoir.
Nos travaux de recherche rentrent précisément dans ce contexte de travail étant donné que notre question de recherche traite de la conception des systèmes complexes multi-physiques en innovation. Nous ne chercherons pas à développer de nouveaux concepts relatifs à la modélisation de ce type de système ni à la représentation des connaissances d’expertises. Ce que nous proposons de faire c’est plutôt de présenter une démarche de conception qui permet de concevoir un système concret et de favoriser au mieux la convergence vers une solution de conception optimale.
Pour ce faire, nous nous baserons sur certains concepts qui ont été présentés dans l’état de l’art, tels que les algorithmes d’optimisation, les représentations à l’aide de l’outil bond graph, les plans d’expériences ainsi que les stratégies de gestion d’énergie pour construire et définir les trois espaces métiers relatifs au système de CDT hybride MTI que nous souhaitons concevoir. Notre proposition consistera alors à mettre en place une démarche de
conception qui permet de prendre en compte l’évolution des spécifications relatives aux
expertises métiers en fonction de l’évolution du système à concevoir tout au long du cycle de conception. Il s’agit donc de montrer une nouvelle manière d’aborder un problème de conception quand nous partons de la feuille blanche et de réduire au fur et à mesure l’espace de conception dans lequel nous travaillons. Comme cela sera détaillé dans le chapitre 2 (cf. Section I.1.2 : « Orientation du choix des principes physiques du système MTI »), le type du système traité comprend des particularités qui nous amène à faire des propositions originales concernant :
La modélisation du système et de ses différents niveaux systémiques : En effet, l’optimisation effectuée à l’aide des outils mentionnés auparavant permet de prendre en compte les cascades de spécifications relatives aux espaces d’expertises, et leur évolution au cours du processus de conception. Chaque modèle métier développé permettra de modéliser une solution de conception optimisée dans les espaces d’expertises tout en prenant en compte les contraintes métiers considérées et les spécifications définies au niveau systémique précédent relatif à la décomposition du système à concevoir.
La modélisation des données de collaboration : Nous avons choisi de représenter les connaissances relatives aux données de collaboration à l’aide d’un méta-modèle médiateur basé sur une approche d’unification. Ce choix est principalement issu de la maitrise de ce méta-modèle au sein de notre équipe de recherche et n’exclut en aucun cas la possibilité d’effectuer le même travail avec les autres méta-modèles présentés dans l’état de l’art (sauf le méta-modèle KCMethod qui fait appel à d’autres concepts de modélisation). A ce niveau notre valeur ajoutée réside dans l’adaptation du méta-modèle PPO afin de pouvoir prendre en compte les concepts de décomposition systémiques (niveau 0, 1 et 2), d’alternatives, de vues de conception, d’attributs, etc. et
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de l’implémenter dans une plateforme de modélisation EMF afin de pouvoir modéliser les données métiers issues des espaces d’expertises relatives au système de CDT hybride MTI. Ce travail est alors enrichi à travers l’expérimentation que nous avons effectuée, afin de coupler le méta-modèle PPO avec un propagateur de contraintes de type CSP permettant ainsi que réduire l’espace de solutions admissibles et de converger vers une solution de conception globale qui respectent les contraintes issues des trois espaces d’expertises.
Ainsi, à travers nos travaux nous ne chercherons pas à questionner l’existant, mais plutôt à présenter une nouvelle façon de faire qui permet de bien utiliser cet existant et d’en tirer profit de tout ce qui a été développé auparavant afin de faire évoluer les pratiques de conception et de réflexion au sein des entreprises telles que PSA pour pouvoir s’adapter rapidement à l’évolution de leurs marchés et aux exigences de leurs clients tout en assurant un certain niveau de qualité.
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Chapitre 2 : Approche de modélisation du système
technique pour une optimisation locale du système MTI
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Après avoir présenté l’état de l’art relatif à notre problématique de recherche, nous proposons dans ce chapitre de détailler la démarche de conception développée afin de pouvoir définir les trois espaces d’expertises (Figure 34) (fonctionnel, structurel et comportemental), du système de CDT hybride MTI. Notre démarche se base sur des modèles métiers élaborés à l’aide de concepts de plans d’expériences et d’algorithmes d’optimisation que nous avons présentés dans le chapitre précédent, mais aussi des stratégies de gestion énergétiques et des représentations à l’aide de l’outil Bond Graph que nous avons utilisé pour analyser et évaluer le comportement du système à concevoir.
Figure 34. L’environnement de conception considéré
Nous débuterons ce chapitre par une présentation détaillée de la CDT MTI « Modular Inertial Transmission » afin de bien cerner le cas d’étude que nous nous proposons de traiter. Cela montrera la nature de ce système (multi physique, pluridisciplinaire, innovant, etc.).