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1 Intégration métier pour lémergence progressive de la solution produit : application aux mécanismes multi- physiques Jean-Sébastien Klein Meyer Journées.

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1 1 Intégration métier pour lémergence progressive de la solution produit : application aux mécanismes multi- physiques Jean-Sébastien Klein Meyer Journées GDR-MACS, Valenciennes novembre 2006

2 2 Plan Introduction : contexte et objectifs Modèle expert : choix des technologies Limites actuelles Le modèle FPPT Lutilisation des paramètres Modèle dinterface : Décomposition fonctionno structurelle Peaux et Squelette dUsage Conclusion

3 3 Introduction : contexte et objectifs Contexte : Conception collaborative multi-experte…… Objectifs : Formaliser la donnée sur le produit à travers des modèles (modèle expert, modèle dinterface, modèle de partage) : le futur des modèles gérés par les outils XAO actuels Approche « au juste besoin » de lintégration dexpertise pour lémergence de la solution produit Activité experte étudiée dans le cadre des travaux de thèse : choix de la technologie Modèle Fonction Principe Physique Technologie Validation de lapproche pour la conception de MEMS (micro) Collaboration Activity Modèle de partage Choix des procédés de fabrication Choix des technologies Modèles et outils pour lexpert Modèle dinterface Modèle dinterface

4 4 Introduction : objectifs spécifiques et cas détude Activité experte étudiée dans le cadre des travaux de thèse : choix de la technologie Modèle Fonction Principe Physique Technologie Cas détude Consolidation sur des exemples à une échelle macroscopique Validation de lapproche pour la conception de MEMS (micro) Modèle simplifié Base de connaissanc e Modèle Avancé Modèle dinterface Modèle de partage FPPT, Matlab… EF, Femlab… Triz, TechOpt…

5 5 Choix de la technologie Les limites actuelles : Pas de lien formel entre une fonction et la technologie associée Analyse comportementale : tardive dans le procédé de conception MEMS : pas de méthode de conception formelle pour la phase dembodiment design [De Graves 04 ] Un exemple : un Switch MEMS : Réalisé lors dun stage de Master à la DTU Switch : très caractéristique des fonctionnalités des MEMS Mécanisme relativement simple

6 6 Fonction - Principe Physique - Technologie : FPPT Principe Physique comme lien entre la fonction et la technologie associée Paramètre (fonctionnel, physique et technologique) exportable pour la simulation Limites déchelles Traçabilité des choix de conception et de leur justification « formelle » Synthèse de linformation (DFX par juste besoin) via les modèles dinterfaces

7 7 FPPT : Fonction Fonction : Ce pourquoi le produit est conçu Définition mathématique ou « mécanique » Peut être décomposé en plusieurs fonction ou être redéfini Paramètre fonctionnel Provient de lanalyse fonctionnelle Proviens de la décomposition ou de la redéfinition de fonction Exemple Contrôler un flux électrique : état ouvert/fermé Isoler/conduire le courant Permettre le changement détat par un mouvement Créer une force Permettre un mouvement

8 8 FPPT : Principe Physique Principes Physiques : principes, lois, théories… Paramètres physiques Découle de la définition Limite physique des paramètres Limite physique Limite déchelle Perte énergétique Exemple Créer une force Permettre un mouvement Loi de Hooke : σ=Eε E Force électrostatique - A - V - εr

9 9 FPPT : Technologie Technologie : réalise une fonction à travers une structure Paramètres technologiques: Découle de son comportement et de sa structure Limite des paramètres technologiques Limite de la technologie Limite déchelle Exemple Loi de Hooke : σ=Eε Force électrostatique Électrodes Poutre L,e,h,I, E

10 10 Exploitation des paramètres Exportation des paramètres et des lois physiques outils de simulation : Matlab… Être capable de tester plusieurs Principes Physiques / Technologies au plus tôt lors dans le processus de conception Tracer les alternatives Evaluer linfluence sur les fonctions de la variabilité des paramètres pour chacune des alternatives Evaluer la robustesse de chacun des paramètres de chacun des solutions Influence avec les paramètres du processus de conception Exemple F ab L Cf. Guilain

11 11 Scénario de conception : le modèle FPPT

12 12 Modèle dinterface : décomposition fonctionno structurel Modèle dinterface pour le partage dune partie de informations à lensemble du groupe projet : traduction « systématique » du modèle FPPT Modèle basé sur les flux énergétiques pour le partage des données fonctionno-structurelles Définition des entités frontières (surface fonctionnelle du produit) : peau dusage Visualisation des flux énergétiques à lintérieur du système : squelette dusage Exemple Fonction interne : déformation de la poutre

13 13 Modèle dinterface : peaux et squelettes dusage Exemple Peau d usage : toute surface à travers lesquelles circule un courant g é n é ralis é : Courant m é canique (zone de contact entre deux pi è ces) Courant magn é tique (pôle d un aimant) Courant é lectrique Squelette d usage : mati è re qui transmet le flux é nerg é tique dans la pi è ce entre les diff é rentes peaux d usage : Section Fibre neutre

14 14 Conclusion FPPT : un moyen de guider le concepteur Ouverture desprit Homothétie des technologies macro vers le micro Utilisation de principes physiques inhabituels Les avantages : Prendre en compte les limites et pertes énergétiques Reconception : facile de voir les impacts dun changement de technologie (ou de principe physique) sur le comportement du système. Analyse comportementale : permet la simulation très tôt dans le processus de conception Moins de prototypage Augmente le nombre de solutions alternatives étudiée

15 15 Avancée des travaux de thèse et perspectives Résultats obtenus Modélisation Modèle FPPT Interface FPPT / FS (P&S usage) Interface avec les modèles de partage (ex modèle PPO) Cas détude Scénario de conception dun Switch MEMS Perspectives Consolidation des scénarii de conception avec un lien vers dautres expertises (ex : DFM) Couplage de lapproche dévaluation comportementale (Matlab) avec les méthodes pour la prise de décision (optimisation, robustesse, risques…) Démonstrateur informatique Méthode FPPT Finaliser un démonstrateur pour lensemble de lapproche Cf. Guilain


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