Q4- Conception: Partie #II Étude préliminaire et Prise de décision INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

Méthode de conception et réalisation: Vue d’ensemble vu en INF1040 3.Étude de praticabilité vu aujourd’hui 2. Recherche de solutions vu en INF1995 4.1 Élaboration des solutions prometteuses 4.2 Ordres de grandeur et caractéristiques générales 4.3 Analyse en fonction des critères d’évaluation 4.4 Prise de décision 4. Étude préliminaire et prise de décision 5. Raffinement de la solution Formulation du problème Naissance Design Exécution Exploitation INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

Survol de la présentation Où en est-on? Étude préliminaire Élaboration des solutions prometteuses Ordres de grandeur et caractéristiques générales Analyse en fonction des critères d’évaluation Prise de décision Devoir INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

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Où en est-on? L’analyse et l’investigation du problème: A permis de bien cerner ce qu’il fallait faire La recherche de solutions: A décomposé le système en sous-systèmes A dégagé plusieurs solutions possibles pour chacun des sous-systèmes L’étude de praticabilité A éliminé les solutions irréalisables ou non conformes INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

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Étude préliminaire … Étude préliminaire: Vue générale Buts Étudier plus en détail les solutions retenues Les évaluer en fonction des critères dégagés lors de la formulation du problème Trois étapes Élaboration des solutions retenues Déterminer les ordres de grandeur et les caractéristiques générales de chacune des solutions Analyser chaque solution en fonction des critères d’évaluation Suite La prise de décision! INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … Élaboration des solutions prometteuses Pour chaque solution retenue (pour chaque sous-système): Décrire le fonctionnement du sous-système Préparer un croquis plus détaillé Donner des dimensions sommaires Identifier les composantes et leur coût approximatif Logiciel: donner un diagramme de flot INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … Déterminer les ordres de grandeur et les caractéristiques générales Pour chaque solution, estimer (selon le cas): Les dimensions Les forces La vitesse L’accélération La pression La puissance requise Les matériaux (métal, plastique, bois) INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … Ce que l’étude préliminaire n’est pas: le raffinement final de la solution (l’étape 5 du processus) INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Le problème consiste à concevoir un robot qui peut jouer aux échecs Les sous-systèmes suivants ont été identifiés Unité de traitement Interface humain-machine Capteur: caméra qui inspecte la planche de jeu actionneur: mécanisme de déplacement des pièces Support: alimentation, etc. INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Considérons le sous-système de déplacement des pièces Ce sous-système est divisé en deux parties Une « main » pour attraper les pièces Un « bras » pour positionner la main près d’une pièce Deux solutions prometteuses ont été dégagées pour le « bras » Un bras télémanipulateur monté en un point fixe sur la table de jeu, avec une « épaule », un « coude », et un « poignet » Une grue de type « site de construction » INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Considérons la solution du bras télémanipulateur Description Le bras doit pouvoir rejoindre chacune des cases du jeu pour permettre à la main d’attraper une pièce, mais ne doit pas toucher à aucune autre pièce Le bras télémanipulateur est monté de façon fixe à la table sur laquelle repose la planche de jeu. Le bras est composé d’une « épaule », d’un « coude » et d’un « poignet » L’épaule peut tourner sur elle-même d’un angle maximal de 180 degrés et permet d’orienter le bras dans la direction de la case à rejoindre. L’épaule donne aussi un angle vertical à la première partie du bras (< 90 degrés) Le coude permet d’étendre le bras (< 90 degrés) vers la case à rejoindre Le poignet n’est pas motorisé et sert uniquement à permettre à la main de toujours pointer vers le bas par gravité INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Base Poids des pièces: < 50 g 30 cm 30 cm Coude (1 axe motorisé) Épaule (2 axes motorisés) Poignet libre Pas d’interférence Base Fixation 15 cm table 30 cm INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Pièces nécessaires Base en métal avec attache à la table de jeu, poids < 500 g, < 2$ 3 moteurs électrique DC (épaule rotation, épaule élévation, coude élévation) avec engrenages, < $5 chacun 3 systèmes d’engrenages en plastique ou en métal, < $3 chacun 2 sections de bras en métal, poids < 200 g chacune, < $2 chacun Boulons et écrous, total ~1$ INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Considérations On suppose que le bras n’a pas à indiquer sa propre position, c’est plutôt le système de caméra/unité de traitement qui déterminera sa position (ainsi que celle des pièces): *** risque dû à la complexité des mouvements *** 5 secondes pour déplacement maximal (selon la formulation du problème) Vitesse angulaire (horizontale) maximale de 36 degrés par seconde Vitesse angulaire (verticale) maximale de 18 degrés par seconde pour l’épaule et le coude Le coude sera probablement contrôlé par une courroie le long de la section inférieure du bras, de façon à localiser son moteur sur la base et réduire le poids à déplacer et donc la taille et la force du moteur requis INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs … Considérations L’unité de contrôle doit fournir les commandes pour les trois moteurs de façon indépendante L’unité de contrôle pourra avoir besoin d’un amplificateur de courant pour mener chacun des moteurs à partir d’un signal à basse puissance Il faudra considérer ajouter un bloc d’alimentation au système pour mener les trois moteurs à partir de l’alimentation du secteur INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … … Exemple: Robot qui joue aux échecs (Logiciel) INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … Analyse en fonction des critères d’évaluation Consulter les critères d’évaluation produits lors de la formulation du problème Évaluation selon le fonctionnement Le sous-système remplira-t-il bien sa fonction? Évaluation selon le coût Quel est le coût approximatif des pièces? Quels seraient les coûts approximatifs de la main d’œuvre? (temps de fabrication en heures  $100/heure) Considérer la marge de profit désirée Évaluation selon le temps Estimer le temps nécessaire à la mise en marché Considérer les délais pour le raffinement final de la solution, obtenir les pièces, s’outiller, et pour former la main d’œuvre INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Étude préliminaire … Critères détaillés et barèmes: Exemple pour une voiturette de Golf Critère Pondération Barème Détaillée Générale Repère Résultat 2. entretien et réparations 25% 2.1 fréquence des entretiens 10% 30 j 15 j 7j 100% 50% 0% 2.2 nombre de pièces sujettes à entretien 0 à 10 11 à 20 21+ 5% 2.3 accessibilité des pièces par le haut par dessous INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

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Prise de décision … Une fois l’étude préliminaire terminée, il faut prendre une décision! Pour prendre la décision: Être vigilant S’appuyer sur des évaluations objectives Prendre en considération toutes les informations pertinentes Se poser les bonnes questions pour bien cerner le problème S’assurer que toute l’information de l’analyse est disponible … si possible! INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Prise de décision … Utiliser les critères et le barème définis à l’étape de la formulation du problème Pour comparer deux solutions à un sous-système spécifique, tous les critères ne s’appliquent pas nécessairement … il faut faire preuve de jugement Idéalement, on devrait choisir une seule solution pour chaque sous-système, puis appliquer les critères au système résultant complet INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

… Prise de décision … Il est possible qu’on réalise que les critères ne reflètent pas le problème aussi bien qu’on le pensait Ok de modifier les critères, mais … Très risqué de décrire les critères à ce point et de choisir des critères qui favorisent une solution … Il est aussi possible que l’application des critères suggère une modification légère à une solution qui peut la rendre de beaucoup meilleure INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

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Devoir Travail en classe … et ailleurs Formuler un plan de l’étude préliminaire (en équipe) Réviser vos critères et barèmes pour déterminer les analyses minimales à effectuer Prévoir le plan d’ensemble à appliquer à chaque solution prometteuse: qu’est-ce qui reste à faire? Répartir le travail (en équipe) Chaque coéquipier devrait faire au moins une étude préliminaire Exécution du travail (individuellement) Analyse poussée Bien identifier vos références Penser au rapport final! Prise de décision (en équipe) Revoir chaque analyse et appliquer les critères et barèmes Dresser un tableau et choisir la meilleure solution globale INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel

Quelques références Ordre des ingénieurs du Québec (www.oiq.qc.ca) R. Vinet, D. Chassé et R. Prégent, Méthodologie des projets d’ingénierie et travail en équipe. Montréal : École Polytechnique de Montréal, 1998. 111 p. Ingénieurs Canada (http://www.ingenieurscanada.ca/) INF1040: introduction au génie informatique Département de génie informatique et génie logiciel