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1 AS e-Conception 20/01/02Co* "Co* (lire costar) quelques relations entre la Conception et les Collecticiels" Bertrand David et Franck Tarpin-Bernard Laboratoire.

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1 1 AS e-Conception 20/01/02Co* "Co* (lire costar) quelques relations entre la Conception et les Collecticiels" Bertrand David et Franck Tarpin-Bernard Laboratoire ICTT Ecole Centrale et INSA de Lyon Quelques relations entre la conception et les collecticiels : La conception, la co-conception et support de ces activités par un collecticiel, ainsi que la conception de collecticiels de conception.

2 2 AS e-Conception 20/01/02Co* Historique u Travaux en CAO et en conception de systèmes CAO u Travaux en conception dIHM u Travaux en conception de logiciels u Travaux en conception de produits : prise en compte du recyclage dès la conception u Conception de collecticiels u Conception de collecticiels de conception

3 3 AS e-Conception 20/01/02Co* Collaboration Homme-Machine áCapacités fondamentales de l'homme Réflexion Adaptation Intuition Globalisation Acquisition et utilisation de l'expérience Jugement áCapacités fondamentales de l'ordinateur Grande capacité de stockage Puissance de traitement Fonctionnement systématique et répétitif Grande fiabilité Rapidité de restitution d'information => Complémentarité

4 4 AS e-Conception 20/01/02Co* Collaboration Homme-Machine u Quelle évolution de cette complémentarité ? u Quel nouveau partage ? u Donner une certaine compétence à la machine (gestion de cohérence, gestion du processus, …)

5 5 AS e-Conception 20/01/02Co* CAO : Conception Assistée par Ordinateur áButs : réduire les délais de conception augmenter la qualité áComment : travailler sur la maquette virtuelle (modélisée dans l'ordinateur) effectuer toutes les démarches classiques et d'autres plus vite et de façon moins coûteuse que sur une maquette réelle. pouvoir étudier plusieurs alternatives Pour cela il faut pouvoir modéliser dans l'ordinateur l objet en cours de conception et lui appliquer différents programmes effectuant les calculs sur son comportement: simulations de fonctionnement, évaluations variée,...

6 6 AS e-Conception 20/01/02Co* Deux approches de la CAO : u Programmes autonomes (approche outils) : Calculs Dessins Utilisation de bases de données et de bibliothèques u Approche intégrée : Système intégré de CAO n accueille au sein d un même système des données de lensemble des phases de conception, n pouvant aller jusquà la production, n assure la création des données décrivant lobjet à concevoir, la manipulation de ces données n pour aboutir à une forme achevée de conception n et la génération des informations nécessaires à la fabrication de lobjet conçu

7 7 AS e-Conception 20/01/02Co* Intégration áBut et intérêt de l intégration Minimiser des manipulations dinformations Entrer les informations au moment voulu Effectuer des traitements chaque fois que cest utile Ajouter librement des nouveaux traitements áBénéfices Réduction de la durée Réduction du coût Augmentation de la qualité

8 8 AS e-Conception 20/01/02Co* Architecture générique dun système intégré Codes de Calcul Traitements experts Support dInformation Interface utilisateur Moniteur d'Organisation Bus de Communication L'intégration : augmente la disponibilité des données, accélère l'enchaînement des traitements, accroît la qualité des informations élaborées.

9 9 AS e-Conception 20/01/02Co* Intégration: Quelques principes u une plus grande intégration : constitution de véritables systèmes par interconnexion d'applications pour obtenir une meilleure coopération entre les traitements complémentaires, u une meilleure interactivité : pour assurer une meilleure efficacité de travail pour l'ensemble des utilisateurs, u prise en compte de l'expérience : par l'introduction de connaissances factuelles permettant une plus grande souplesse d'utilisation des outils et une prise en compte de l'expertise.

10 10 AS e-Conception 20/01/02Co* Intégration Typologie d'intégrations (trois approches) u intégration par les traitements : chaînes méthodologiques, obligatoires avec enchaînements figés, prolifération de programmes d'interface. u intégration basée sur les données : extraction et de rangement des données à partir et dans une base de données. u intégration basée sur processus d'élaboration : ingénierie concourante et démarche coopérative. Ces approches ne sont pas forcement antagonistes et une solution industrielle se situe sans doute au confluent des trois.

11 11 AS e-Conception 20/01/02Co* Typologie des données u Deux grandes catégories d'informations á Base de Données et de Connaissances Techniques (B.D.C.T) Base de Données et de Connaissances Projet (B.D.C.P.) BDCP BDE BOC BCN BCG BDC Techniques BDC Projet

12 12 AS e-Conception 20/01/02Co* Données et Connaissances Projet u Les exigences sur le modèle de BDCP: ápermettre la modélisation des objets composites et des procédures qui les manipulent, áautoriser l'expression de contraintes et d'inférences sur les différentes parties de ces objets, áles représentations multiples d'un même objet doivent être possibles, áassurer l'évolutivité et extensibilité ágérer des objets incomplets et/ou incohérents, áaffiner l'objet à concevoir tout au long du processus, ápermettre l'expression et le maintien de cohérence des données (statique ou dynamique) en tenant compte de liens sémantiques entre les objets et en propageant les contraintes.

13 13 AS e-Conception 20/01/02Co* La Base de Données et Connaissances Techniques áBase de Connaissances Générales (BCG): elle contient toutes les données du domaine concerné (la mécanique par exemple), les abaques, les formules de calcul, voire les technologies développées par et pour l'entreprise. Elle ne contient que des informations cohérentes. áLa Bibliothèque Composants Normalisés (BCN): les composants normalisés (AFNOR) avec leurs fiches techniques, leurs indications ou contre-indications, ces informations pouvant être rafraîchies toutes les années par un apport d'information extérieur (des mises à jour AFNOR, par exemple). áLa Base des Objets Conçus (BOC): elle intègre les objets déjà conçus par l'entreprise, qui ont été fabriqués, et qui sont la mémoire de l'entreprise. La base ne contient que des informations complètes et cohérentes. áLa Base d'Expertises (BDE): elle contient des traitements analytiques de manipulation des objets conçus (résistance des matériaux, éléments finis...), systèmes experts, SIAD...

14 14 AS e-Conception 20/01/02Co* Modèle de Gestion dun processus industriel Modèle de Gestion dun processus industriel u Un système industriel intégré doit permettre aux utilisateurs d'effectuer l'ensemble des tâches dont ils ont la charge. dans un environnement interactif chaque utilisateur doit pouvoir décider de sa façon d'agir. dans beaucoup de cas la gestion du processus d'organisation reste externe au système informatique et repose entièrement sur les hommes. C'est le cas de tous les systèmes CAO actuels. il faut donc permettre au système informatique de vérifier les droits et les obligations de chaque intervenant. le système doit conseiller, aider, les utilisateurs mais également surveiller leurs comportements. =>le processus de gestion du processus industriel ne peut plus être externe au système informatique, mais doit en constituer une partie intégrante.

15 15 AS e-Conception 20/01/02Co* Modélisations dun processus de conception u La modélisation de ce processus de gestion et son exploitation constituent un aspect important d'un système industriel moderne notamment dans un contexte coopératif. u Faire à plusieurs nécessite lorganisation du travail, même en conception : áBoite noire : processus opaque, mais comment travailler à plusieurs ? áBoite transparente : un niveau dexplicitation du processus et donc de partage, le niveau sous-jacent constituant une activité individuelle ou une collective non-explicitée. áProblème bien défini : Cahier des Charges définitif et conception souvent paramétrique áProblème mal défini : Cahier des Charges est élaboré (affiné) en même temps que lobjet en cours de conception : conception souvent innovante.

16 16 AS e-Conception 20/01/02Co* Modélisation du processus de conception u 4 axes : áDéfinition (Cahier des charges) áMorphologie (de la fonction à la forme) áRésolution (niveau de détail) áStructuration (décomposition) áEn chaque point de lespace un couple : CC et OC (Objet Conçu) áCheminement selon chacun des 4 axes correspond à une opération élémentaire typée

17 17 AS e-Conception 20/01/02Co* Modélisation du processus de conception u En chaque point de lespace lactivité élémentaire est constituée de : lanalyse la synthèse lévaluation décision (accepter et poursuivre, itérer, revenir en arrière) CCAnalyseEvaluationDécisionSynthèse

18 18 AS e-Conception 20/01/02Co* Pour mémoire : Conception dIHM u Objectifs : analyse de tâches u Conception participative u Réutilisation u Maquettage u Evaluations dutilité et dutilisabilité

19 19 AS e-Conception 20/01/02Co* Pour mémoire : conception de logiciels u CC et spécifications u Architecture résultat ou contrainte u Squelette darchitecture : framework u Réutilisation : patterns u Cycle de vie : cascade, V, en spiral

20 20 AS e-Conception 20/01/02Co* Différentes approches de résolution Espace du problème Espace de résolution Données de départ Résultats souhaités Processus de transformation Spécifications Solution objet Solution adhoc Solution générique

21 21 AS e-Conception 20/01/02Co* Pour mémoire : conception orientée recyclage u Comment faire remonter des contraintes de recyclage noble (démontabilité, séparabilité, réparabilité, testabilité, …) vers la conception ? u Comment représenter lobjet en cours de conception ? u Comment évaluer cet objet ? u Comment faire intervenir tous les acteurs ? u Comment exprimer le processus ?

22 22 AS e-Conception 20/01/02Co* Le TCAO (Travail Coopératif Assisté par Ordinateur) u Collecticiel áAbolition des dimensions Espace et Temps Rôles Groupes de travail Phases de travail áSupport des espaces de Communication et Conversation Coordination Production (partage des données)

23 23 AS e-Conception 20/01/02Co* Travail coopératif (collecticiel - groupware) u Faire ensemble à laide de lordinateur áInterface Homme-Machine: áun outil de communication, áun média de communication entre hommes. u Evolution : áde lInterface Homme-Machine à lInterface Homme- Machine-Homme áde WYSIWYG à WYSIWIS et WYSIWIS relaxé u WYSIWYG (What you see is what you get) u WYSIWIS (What you see is what I see)

24 24 AS e-Conception 20/01/02Co* Téléprésence u Présence virtuelle : á dans le temps á dans lespace

25 25 AS e-Conception 20/01/02Co* Activité coopérative

26 26 AS e-Conception 20/01/02Co* Multimodalité et Travail coopératif

27 27 AS e-Conception 20/01/02Co* TCAO u Virtualisation du temps et de l'espace u Temps : synchronisme ou asynchronisme u Espace : local ou distant u Granularités temporelle et informationnelle áFréquence de régénération et de changement dacteur actif áGrain de manipulation L/As D/SD/As L/S

28 28 AS e-Conception 20/01/02Co* Modèle 3C Coordination Co-productionConversation

29 29 AS e-Conception 20/01/02Co* C.S.C.W u CS: computer supported áapproche orientée technologie (groupware) mise en œuvre de mécanismes multi-utilisateur concepteur ne connaît pas le domaine d'application approche à priori et donc peut être trop rigide u CW: cooperative work áapproche orientée usages et usagers spécification d'une application avec des scénarios on ne dispose pas d'outils de modélisation

30 30 AS e-Conception 20/01/02Co* Caractéristique fondamentale u L'aspect groupe humain ï Dimension sociale áDynamique et flexibilité Constitution des groupes Prise de parole Rôles et devoirs des participants.....

31 31 AS e-Conception 20/01/02Co* Nouvelles fonctionnalités u Dimension interactive Faciliter l'interactivité entre l'utilisateur et le système Interactivité entre participants u Dimension multi-utilisateur Contrôler les accès concurrents aux ressources Assurer la "sécurité" du système faciliter l'organisation du groupe u Dimension répartition Fournir des protocoles de communication de groupe Gérer la cohérence de données repliquées.

32 32 AS e-Conception 20/01/02Co* Architectures logicielles des collecticiels u 3 types d'organisation áarchitecture centralisée áarchitecture répartie áarchitecture hybride u Localisation áDes interfaces utilisateur : P áDu noyau fonctionnel de l'application : A áDu contrôle et de la décision : C

33 33 AS e-Conception 20/01/02Co* Architecture logicielle u Pourquoi 3 types? áproblèmes technologiques ámoyens disponibles áquestions de performances u le "contrôle": un gigantesque fourre-tout ácontrôle en IHM ? ácontrôle d'accès ? ácontrôle de concurrence ? ácontrôle dans l'application ?

34 34 AS e-Conception 20/01/02Co* Réalisation du contrôle u Où, Quand, Comment? u 2 propositions complémentaires: áApproche IHM : AMF-Coopératif áApproche système : ECooP

35 35 AS e-Conception 20/01/02Co* Un environnement pour collecticiels synchrones u Les collecticiels supportant la coopération étroite ne sont pas opérationnels u Un environnement pour collecticiels synchrones en trois couches Niveau applications coopératives Niveau système réparti Niveau plate-forme coopérative

36 36 AS e-Conception 20/01/02Co* La plate-forme coopérative : ECooP u Administration : participants, rôles, outils, activité... u Contrôle de concurrence et maintien de la cohérence dans architecture répliquée u Politiques variées de contrôle de concurrence ápessimiste - optimiste, áimplicite - explicite

37 37 AS e-Conception 20/01/02Co* Le modèle darchitecture AMF-C u modèle multi-agent multi-facette Formalisme de modélisation des interactions Prise en compte explicite des aspects coopératifs Méthodologie de conception associée Outils de conception et de mise en œuvre

38 38 AS e-Conception 20/01/02Co* Plate-forme coopérative ECooP áSupport d'exécution Noyau de contrôle (run-time) áSupport d'aide à la conception et au développement de collecticiels áInterface de coordination Une Boite à outils génériques fournissant des composants clés recouvrant les besoins n utilisateur (1) n groupe (2) n développeurs (3)

39 39 AS e-Conception 20/01/02Co* Philosophie de conception u Flexibilité u Indépendance u Modularité

40 40 AS e-Conception 20/01/02Co* Portée de ECoop u Interface Personnalisation du WYSIWIS Outils de désignation, prise de parole Gestion des rétroactions (feedthrough) u Multi-utilisateur Flexibilité de la prise de parole Flexibilité du contrôle d'accès u Répartition Protocoles de communication de groupe Maintien de la cohérence

41 41 AS e-Conception 20/01/02Co* Décomposition en modules

42 42 AS e-Conception 20/01/02Co* Coordination dans ECoop

43 43 AS e-Conception 20/01/02Co* Couches fonctionnelles

44 44 AS e-Conception 20/01/02Co* MCD simplifié de ECoop

45 45 AS e-Conception 20/01/02Co* Flexibilité du contrôle de concurrence

46 46 AS e-Conception 20/01/02Co* Granularité informationnelle

47 47 AS e-Conception 20/01/02Co* AMF : Agent Multi-Facette u Un Agent est composé de facettes issues : d'une décomposition fine des composants PAC de l'identification de facettes spécialisées n AMF-Coopératif (AMF-C) n AMF-Intelligent (AMF-I)

48 48 AS e-Conception 20/01/02Co* Concepts d'AMF u La facette Contrôle est définie par des administrateurs de contrôle áLes administrateurs gèrent des liens uni-directionnels entre les ports de communication des facettes u 2 rôles : áun rôle de connexion qui consiste à gérer les relations logiques pouvant exister entre les ports de communication áun rôle de traduction qui consiste à transformer les valeurs des ports sources en des valeurs compréhensibles par les ports cibles.

49 49 AS e-Conception 20/01/02Co* Concepts d'AMF u L'interface des facettes est assurée par des ports de communication

50 50 AS e-Conception 20/01/02Co* Rôles des administrateurs u Connexion : u Traduction : transfert, correspondance, assemblage, calcul, traitement

51 51 AS e-Conception 20/01/02Co* AMF-Coopératif u 2 approches possibles : áApproche fragmentée Les facettes de chaque agent sont réparties dans le réseau áApproche répliquée Chaque agent partagé est répliqué en : n n agents locaux n 1 agent de référence

52 52 AS e-Conception 20/01/02Co* AMF-C fragmenté u Illustration : u Intérêts : áadapté aux architectures hybrides ápropice au WYSIWIS strict ou faiblement relâché ámise en œuvre sur systèmes à objets fragmentés u Inconvénient : áparadigme inadapté si trop de facettes spécifiques distribuées Serveur Poste 3Poste 2Poste 1 AbstractionAide Contrôle Prés. 1 Présentation 2 Prés. 3 fragmenté Agent AMF

53 53 AS e-Conception 20/01/02Co* Exemple AMF-C fragmenté

54 54 AS e-Conception 20/01/02Co* Exemple AMF-C répliqué

55 55 AS e-Conception 20/01/02Co* AMF-C répliqué u 2 modes de gestion possibles u Intérêts : propice au WYSIWIS relâché

56 56 AS e-Conception 20/01/02Co* Intégration AMF-C / ECooP

57 57 AS e-Conception 20/01/02Co* Une architecture répliquée

58 58 AS e-Conception 20/01/02Co* Travail coopératif en conception : organisation et architecture - Etude de cas sur AutoCAD

59 59 AS e-Conception 20/01/02Co* La Conception Coopérante u Quelques notions essentielles áIntégration des métiers et des compétences áDécoupage des problèmes en sous-problèmes Expression des relations et des contraintes áModèles de travail (CdC - IPDES) áScénarios de collaboration Travail séquentiel, Sous-traitance, Co-traitance... áProjet, Rôles, Dossiers de projet, Contextes, Objets en cours de conception

60 60 Lingénierie séquentielle

61 61 Lingénierie simultanée ou concourante

62 62 AS e-Conception 20/01/02Co* Nouvelles organisations du travail u Conception intégrée u La co-localisation est aujourd'hui une des clés du succès du modèle simultané u Exemple : u FACOM a procédé à un regroupement physique sur un même site de cinq services : le marketing, le SAV, le développement, l'industrialisation et la production. u Ceci a permis de concevoir avec une équipe réduite de 20%, cinq nouveaux produits par an au lieu d'un, en réduisant le délai de sortie de trois ans à huit mois. La baisse du prix des produits associée à ce gain de productivité a permis d'augmenter les ventes de 40%.

63 63 AS e-Conception 20/01/02Co* Exemple : CRIN club Bureau d'Etudes du Futur, Méthodes de conception, 5 juillet 1994 u AEROSPATIALE : Les Ateliers coopératifs de conception pour augmenter la réactivité et maintenir un patrimoine de compétences. u Les Pôles de Compétences : stratégie à long terme, développement et pérennité des compétences u Les Ateliers Coopératifs de Conception : réunion en un même lieu de moyens humains et matériels issus des Pôles de compétences, gains de productivité, réactivité accrue.

64 64 AS e-Conception 20/01/02Co* Exemples : [Université d'été "Intégration du savoir-faire, Capitalisation des connaissances, Pôle productique Rhône-Alpes, sept. 1996] u RVI : une réunion de crise lors des essais de pièces forgées u SNR : Partage des connaissances dans un contexte stable u Exemple : u Renault propose de régler définitivement le problème de la sous- traitance en invitant tous ses partenaires à venir s'installer sur son propre site ou "plateau", où il a déjà regroupé tous ses propres services.

65 65 AS e-Conception 20/01/02Co* Ingénierie concourante u Le prochaine étape vers l'ingénierie concourante passe par la modélisation du processus de travail (en utilisant des techniques de workflow), par la reconception du processus pour permettre une intervention simultanée des compétences. Cette nouvelle organisation du travail qui a été expérimentée dans d'autres secteurs industriels a conduit à la création des sites appelés "plateaux", pour faire cohabiter physiquement tous les intervenants du processus. u La co-localisation est aujourd'hui une des clés du succès du modèle simultané. Elle génère toutefois des contraintes notamment humaines considérables et est difficilement acceptables pour des experts devant intervenir de façon simultané sur différents projets. u La virtualisation de la présence par le télétravail permettra de résoudre les problèmes humains induits

66 66 Les outils de lingénierie concourante u Outils dorganisation Gestion de projet u Modèles de description de procédures Workflow management u Techniques déchange de données GED, EDI, multimédia u Outils de gestion de la connaissance SGDT

67 67 Les collecticiels u Définition áLogiciels permettant à un groupe dindividus de travailler à une tâche commune en partageant des ressources communes áConscience du groupe u Support des espaces de Communication et Conversation Coordination Production (partage des données)

68 68 AS e-Conception 20/01/02Co* Les Modes de Coopération u 4 modes fonctions de la granularité d'interaction áLa coopération asynchrone áLa coopération en session áLa coopération en réunion áLa coopération étroite

69 69 AS e-Conception 20/01/02Co* La Coopération Asynchrone Participant Objets Partagés Objectif : Proposer les outils de base d'un projet multi-participant classique

70 70 AS e-Conception 20/01/02Co* La Coopération en Session Participant Objets Partagés Objectif : Diminuer les temps d'interaction entre les participants

71 71 AS e-Conception 20/01/02Co* La Coopération en Réunion Participant Objets Partagés Objectif : Accroître la coordination entre les participants

72 72 AS e-Conception 20/01/02Co* La Coopération Etroite Participant Objets Partagés Objectif : Accroître la co-production des participants

73 73 AS e-Conception 20/01/02Co* Les Primitives de Coopération

74 74 AS e-Conception 20/01/02Co* Répartition modes / activités

75 75 AS e-Conception 20/01/02Co* Les Primitives de Coopération

76 76 AS e-Conception 20/01/02Co*

77 77 AS e-Conception 20/01/02Co* Application à AutoCAD u Nous nous intéressons à : La Coopération en Réunion u Fragmentation des données Calque / Plan u Outils de conversation et de communication standards u Etude d'un scénario

78 78 AS e-Conception 20/01/02Co* Scénario de conception coopérante u Réaménagement d'une plate-forme de bureaux u 5 Rôles : n Responsable n Utilisateur n Electricien n Cableur n Bâtisseur

79 79 AS e-Conception 20/01/02Co* Segmentation sous AutoCAD

80 80 AS e-Conception 20/01/02Co*

81 81 AS e-Conception 20/01/02Co*

82 82 AS e-Conception 20/01/02Co* Choix dune coopération u Coopération étroite Efficacité locale mais Sollicitation Surcharge cognitive Problèmes dorganisation u Lenvironnement de travail doit trouver le compromis idéal entre efficacité collective et efficacité individuelle

83 83 AS e-Conception 20/01/02Co* Conclusion et Perspectives u 4 Modes de coopération u Objets et Primitives de coopération u Outils spécialisés & fonctions intégrées Adéquation difficile si application pré-existante u Utilisation des moyens multimédia u Influence du relâchement du WYSIWIS u Influence des granularités de verrouillage

84 84 AS e-Conception 20/01/02Co* Bâtir un système coopératif de conception u Contexte (système intégré coopératif) générique et spécialisations : Acteurs Processus de coordination Outils (manipulation, conception, validation, simulation, …) Objet en cours de conception Connaissances Eléments réutilisables


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