Quelques relations entre la conception et les collecticiels :

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1 Quelques relations entre la conception et les collecticiels :
"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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

5 CAO : Conception Assistée par Ordinateur
Buts : réduire les délais de conception augmenter la qualité Comment : 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, ... AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

9 Intégration: Quelques principes
une plus grande intégration : constitution de véritables systèmes par interconnexion d'applications pour obtenir une meilleure coopération entre les traitements complémentaires, une meilleure interactivité : pour assurer une meilleure efficacité de travail pour l'ensemble des utilisateurs, 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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

10 Intégration Typologie d'intégrations (trois approches)
intégration par les traitements : chaînes méthodologiques, obligatoires avec enchaînements figés, prolifération de programmes d'interface. intégration basée sur les données : extraction et de rangement des données à partir et dans une base de données. 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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

12 Données et Connaissances Projet
Les exigences sur le modèle de BDCP: permettre la modélisation des objets composites et des procédures qui les manipulent, autoriser l'expression de contraintes et d'inférences sur les différentes parties de ces objets, les représentations multiples d'un même objet doivent être possibles, assurer l'évolutivité et extensibilité gérer des objets incomplets et/ou incohérents, affiner l'objet à concevoir tout au long du processus, permettre 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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

13 La Base de Données et Connaissances Techniques
Base 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. La 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). La 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. La Base d'Expertises (BDE): elle contient des traitements analytiques de manipulation des objets conçus (résistance des matériaux, éléments finis...), systèmes experts, SIAD... AS e-Conception 20/01/02 Co*

14 Modèle de Gestion d’un processus industriel
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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

16 Modélisation du processus de conception
4 axes : Définition (Cahier des charges) Morphologie (de la fonction à la forme) Résolution (niveau de détail) Structuration (décomposition) En chaque point de l’espace un couple : CC et OC (Objet Conçu) Cheminement selon chacun des 4 axes correspond à une opération élémentaire typée AS e-Conception 20/01/02 Co*

17 Modélisation du processus de conception
En chaque point de l’espace l’activité élémentaire est constituée de : l’analyse la synthèse l’évaluation décision (accepter et poursuivre, itérer, revenir en arrière) CC Analyse Synthèse Evaluation Décision AS e-Conception 20/01/02 Co*

18 Pour mémoire : Conception d’IHM
Objectifs : analyse de tâches Conception participative Réutilisation Maquettage Evaluations d’utilité et d’utilisabilité AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

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

23 Travail coopératif (collecticiel - groupware)
Faire ensemble à l’aide de l’ordinateur Interface Homme-Machine: un outil de communication, un média de communication entre hommes. Evolution : de l’Interface Homme-Machine à l’Interface Homme-Machine-Homme de WYSIWYG à WYSIWIS et WYSIWIS relaxé WYSIWYG (What you see is what you get) WYSIWIS (What you see is what I see) AS e-Conception 20/01/02 Co*

24 Téléprésence Présence virtuelle : dans le temps dans l’espace
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25 Activité coopérative AS e-Conception 20/01/02 Co*

26 Multimodalité et Travail coopératif
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27 TCAO Virtualisation du temps et de l'espace
Temps : synchronisme ou asynchronisme Espace : local ou distant Granularités temporelle et informationnelle Fréquence de régénération et de changement d’acteur actif Grain de manipulation L/As D/S D/As L/S AS e-Conception 20/01/02 Co*

28 Modèle 3C Co-production Conversation Coordination
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29 C.S.C.W CS: computer supported CW: cooperative work
approche 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 CW: cooperative work approche orientée usages et usagers spécification d'une application avec des scénarios on ne dispose pas d'outils de modélisation AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

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

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

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

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

37 Le modèle d’architecture AMF-C
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 AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

41 Décomposition en modules
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42 Coordination dans ECoop
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43 Couches fonctionnelles
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44 MCD simplifié de ECoop AS e-Conception 20/01/02 Co*

45 Flexibilité du contrôle de concurrence
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46 Granularité informationnelle
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47 AMF : Agent Multi-Facette
Un Agent est composé de facettes issues : d'une décomposition fine des composants PAC de l'identification de facettes spécialisées AMF-Coopératif (AMF-C) AMF-Intelligent (AMF-I) AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

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

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

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

56 Intégration AMF-C / ECooP
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57 Une architecture répliquée
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58 Travail coopératif en conception : organisation et architecture - Etude de cas sur AutoCAD
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59 La Conception Coopérante
Quelques notions essentielles Intégration des métiers et des compétences Découpage des problèmes en sous-problèmes Expression des relations et des contraintes Modèles de travail (CdC - IPDES) Scénarios de collaboration Travail séquentiel, Sous-traitance, Co-traitance... Projet, Rôles, Dossiers de projet, Contextes, Objets en cours de conception AS e-Conception 20/01/02 Co*

60 L’ingénierie séquentielle

61 L’ingénierie simultanée ou concourante

62 Nouvelles organisations du travail
Conception intégrée La co-localisation est aujourd'hui une des clés du succès du modèle simultané Exemple : 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. 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%. AS e-Conception 20/01/02 Co*

63 Exemple : CRIN club Bureau d'Etudes du Futur, Méthodes de conception, 5 juillet 1994
AEROSPATIALE : Les Ateliers coopératifs de conception pour augmenter la réactivité et maintenir un patrimoine de compétences. Les Pôles de Compétences : stratégie à long terme, développement et pérennité des compétences 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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

64 Exemples : [Université d'été "Intégration du savoir-faire, Capitalisation des connaissances, Pôle productique Rhône-Alpes, sept. 1996] RVI : une réunion de crise lors des essais de pièces forgées SNR : Partage des connaissances dans un contexte stable Exemple : 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. AS e-Conception 20/01/02 Co*

65 Ingénierie concourante
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. 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. La virtualisation de la présence par le télétravail permettra de résoudre les problèmes humains induits AS e-Conception 20/01/02 Co*

66 Les outils de l’ingénierie concourante
Outils d’organisation Gestion de projet Modèles de description de procédures Workflow management Techniques d’échange de données GED, EDI, multimédia Outils de gestion de la connaissance SGDT

67 Les collecticiels Définition Support des espaces de
Logiciels permettant à un groupe d’individus de travailler à une tâche commune en partageant des ressources communes Conscience du groupe Support des espaces de Communication et Conversation Coordination Production (partage des données)

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

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

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

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

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

73 Les Primitives de Coopération
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74 Répartition modes / activités
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75 Les Primitives de Coopération
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76 AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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

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

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

82 Choix d’une coopération
Coopération étroite Efficacité locale ì mais Sollicitation ì Surcharge cognitive ì Problèmes d’organisation ì L’environnement de travail doit trouver le compromis idéal entre efficacité collective et efficacité individuelle AS e-Conception 20/01/02 Co*

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

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