Cette thèse est relative au domaine de la conception de systèmes mécaniques et plus particulièrement à la modélisation fonctionnelle du produit en cours de conception. Actuellement, les systèmes informatiques de Conception Assistée par Ordinateur (CAO) ne sont pas conçus pour fournir une assistance dans la recherche et le maintien de la cohérence entre les données fonctionnelles et la définition structurelle du produit. La mise en œuvre de telles fonctionnalités nécessite une formalisation de la description fonctionnelle du produit et l'explicitation des liens entre fonctions et éléments structurels du produit en cours de définition. Ce travail est centré sur la proposition d'un modèle «produit» basé sur la notion de flux physique et sur un concept d'association de surfaces reposant sur les SATT (Surfaces Associées Technologiquement et Topologiquement). A partir d'un graphe minimal d'associations de surfaces, décrivant les flux de quantité de mouvement entre le produit et son environnement, il est possible, à l'aide d'opérateurs de décomposition, de générer des niveaux de définition du produit de plus en plus précis. La gestion de la cohérence entre les différents niveaux porte essentiellement sur les paramètres de position relative entre surfaces fonctionnelles: les chaînes de cotation fonctionnelle peuvent alors être créées automatiquement par les opérateurs de décomposition. Cette thèse s'inscrit dans le cadre d'une réflexion plus générale sur le modèle produit pour la conception intégrée. Un développement informatique a permis de spécifier la structure de données et la gestion des contraintes du modèle

Proceedings of the Third IDMME Conference held in Montreal, Canada, May 2000

This title describes the various research results in the field of geometric tolerancing of products, an activity that highlights the difficult scientific locks. The collection is of great importance for further innovation in the development of industrial products.

This book contains selected contributions from the 6th CIRP International Seminar on Computer-Aided Tolerancing, which was held on 22-24 March, 1999, at the University of Twente, Enschede, The Netherlands. This volume presents the theory and application of consistent tolerancing. Until recently CADCAM systems did not even address the issue of tolerances and focused purely on nominal geometry. Therefore, CAD data was only of limited use for the downstream processes. The latest generation of CADCAM systems incorporates functionality for tolerance specification. However, the lack of consistency in existing tolerancing standards and everyday tolerancing practice still lead to ill-defined products, excessive manufacturing costs and unexpected failures. Research and improvement of education in tolerancing are hot items today. Global Consistency of Tolerances gives an excellent overview of the recent developments in the field of Computer-Aided Tolerancing, including such topics as tolerance specification; tolerance analysis; tolerance synthesis; tolerance representation; geometric product specification; functional product analysis; statistical tolerancing; education of tolerancing; computational metrology; tolerancing standards; and industrial applications and CAT systems. This book is well suited to users of new generation CADCAM systems who want to use the available tolerancing possibilities properly. It can also be used as a starting point for research activities.

Un des points clés de l'aide à la conception mécanique est la constitution d'un modèle du produit qui prend en compte aussi bien sa structure, ses paramètres, ses fonctions et ses multiples relations, que les particularités du processus de conception: -affinement successif sur la connaissance du produit; -remise en cause des choix techniques effectues au cours du processus. Ce travail s'attache, donc, à définir les caractéristiques d'un modèle de produit qui intègre toutes les informations générées par les diverses activités du processus de conception, notamment l'activité d'analyse. Un modèle produit, incluant un modèle de structuration orienté système, un modèle entité-relation, la multi-représentation et le concept d'état d'un produit, est proposé. Il est décrit à l'aide de 10 classes d'objets génériques et de 7 mécanismes généraux de gestion et d'exploitation de ces objets. Dans cette étude, la définition analytique des pièces, l'extraction des équations cinématiques pour les mécanismes et l'analyse fonctionnelle des solutions technologiques, ont été développées sous forme d'un ensemble de connaissances de géométrie analytique et de groupes des déplacements finis. Enfin, une application de conception de turbine hydraulique montre l'efficacité du logiciel CODE, issu de ce travail de recherche, pour l'aide au mécanicien.

La conception mécanique assistée par ordinateur est un processus complexe unissant différentes activités. L’intégration de ces activités est nécessaire pour satisfaire aux exigences actuelles de l'ingénierie (simultanée, concourante, communicante). Ce besoin est confronté à des problèmes de modélisation, de structuration de données et de communication interprocessus. Dans ce mémoire, nous nous intéressons à l'intégration CAO/calcul. Nous présentons une approche originale permettant d'intégrer ces activités à différents niveaux du processus de conception mécanique. Nous présentons dans le premier chapitre une étude des différentes étapes de conception des produits mécaniques, afin d'identifier les techniques, méthodes et modèles de calcul utilises dans chacune de ces étapes. Nous analysons dans le deuxième chapitre le problème de l'intégration CAO/calcul. Nous commençons par la définition des exigences de l'intégration des fonctions et des outils relatifs à ces deux domaines. Nous présentons ensuite un état de l'art permettant d'identifier les facteurs clés du problème considéré. Cela nous permet d'introduire notre point de vue, qui s'articule autour des trois composantes suivantes : méthode de conception, modèle de produit et modèle de processus de conception. Notre contribution personnelle fait l'objet du chapitre trois. D’abord, nous détaillons la méthode de conception fonctionnelle permettant de couvrir l'activité de conception, depuis l'expression du besoin jusqu'aux étapes du domaine pré-manufacturier. Nous proposons ensuite la structure et les concepts du modèle de processus et du modèle de produit que nous proposons pour satisfaire les exigences de l'intégration CAO/calcul. Dans le chapitre quatre, nous décrivons l'outil informatique que nous avons développé pour illustrer notre approche. Sur la base d'un exemple d'application, le cinquième chapitre est consacré à l'évaluation du système informatique et a la présentation de nos perspectives de recherche.

Dans le cycle de vie du produit, la phase d'ingénierie permet de passer des spécifications fonctionnelles au produit conçu puis industrialisé. L'évolution des marchés entraîne aussi bien une diversification des produits qu'une réduction de la durée de cette phase d'ingénierie. Dans ce cadre, la mise en place d'un modèle de produit, capable de fédérer l'ensemble des fonctions concernées, parait alors stratégique en vue d'assurer une continuité des flux d'informations produit et une bonne réactivité de l'entreprise. Le Modèle Intégré de Définition de SYstème Mécanique (MIDSYM), présenté ici, permet de représenter, de manière homogène et cohérente, l'ensemble des informations (structurelles, fonctionnelles, géométriques et technologiques) contenues dans l'actuel « dossier de définition de produit ». La description de ce modèle s'appuie sur le concept d'entités (features) grâce à une approche fonctionnelle. L'utilisation du Système de Gestion de Base de Données Objet a permis son implémentation et son intégration avec des applications CAO et FAO existantes.