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An approach through the complexity of the collaborative process of design, integration and realization:a transactional model of the interface actor and dynamics of exchange spacesAbstractIn large projects such as particle accelerators or detectors, interfaces and boundaries revealthemselves to be both critical and underestimated. The technical manager, an actor among others,finds himself placed at network nodes where he must set up exchanges spaces in order to generatecollaborative behaviours. Starting with case studies from the field of CERN, the thesis follows threeprinciples based on the dialogical, the hologramic and the self-eco-organization principles, asexpanded in the writings on complexity. It puts forward an original methodological matrix constructionleading to a transactional model of the interface actor.The collaborative exchanges spaces builds itself as a place for the dynamic transformation of theinterface actor into a boundary actor. Intermediate objects, created during the design / integrationprocess, are simultaneously transformed into boundary objects. They are instrumental in therealization of the product: this takes place in the framework of the project which has been determinedthrough a recursive process. The interest generated by such a global and combined approach of thisdynamic process leads to the proposal of a “hypercompass”, with the aim of providing the means forthe technical manager to orient his “acting ↔thinking”., Dans de grands projets tels qu’accélérateurs ou détecteurs de particules, les interfaces et les frontières se révèlent à la fois critiques et sous-estimées. Le manageur technique, acteur parmi les autres, se trouve placé à des nœuds de réseau où il doit mettre en œuvre des espaces d'échanges afin de susciter des conduites collaboratives. À partir d’études de cas issus du terrain du CERN, la thèse adopte trois principes issus de la littérature de la complexité, les principes dialogique,hologrammique et d’auto-éco-organisation. Elle propose une construction méthodologique matricielleoriginale menant à l'élaboration d'un modèle transactionnel de l’acteur d’interface.L’espace d’échanges collaboratif devient le lieu où se déploie la dynamique de transformation del’acteur d’interface en acteur-frontière. Les objets intermédiaires élaborés lors du processus deconception / intégration y sont simultanément transformés en objets frontières, qui sont mobiliséspour la réalisation du produit dans le cadre récursivement déterminé du projet. L’intérêt d’uneapproche globale et couplée de cette dynamique des espaces d'échanges conduit à proposer un«hypercompas» afin d'orienter «l’agir ↔ penser» du manageur technique.

Liquid resin infusion is a low cost manufacturing process for composite parts. Due to technological improvements in the field, the aeronautics industry has begun to focus on this type of manufacturing process in order to overcome the main constraints of the autoclave molding process that are related to high manufacturing costs. Our literature review shows that few approaches on the formal representation of manufacturing knowledge exist. Our methodology aims to identify the relevant parameters with a high impact on the industrialization of composite products related to the Product-Process-Resource cluster. UML models have been developed to address the structured representation of enterprise objects in the frame of an industrial partnership. An algorithmic technique has been used to generate alternative manufacturing routes according to the capitalized knowledge. A multicriteria technique has been adopted to assess the manufacturing activities based on Quality, Cost, and Lead Time performance indicators in order to support the decision process during product industrialization. A software application has been developed to support the proposed methodology.; L'infusion de résine liquide est un procédé de mise en forme des produits composites dit à bas coût. Grâce aux avancées technologiques dans le domaine, l'industrie aéronautique commence à s'intéresser de plus en plus à ce type de procédé afin de s'affranchir des contraintes liées au procédé classique de moulage en autoclave, caractérisé par des coûts d'exploitation élevés. La littérature montre l'existence d'un nombre limité d'approches de représentation structurée des connaissances du domaine des composites. Notre méthodologie vise à identifier les paramètres pertinents du triptyque Produit-Processus-Ressource impactant sur l'industrialisation des produits. Une modélisation UML a été adoptée pour représenter les objets d'entreprise dans le cadre d'une collaboration industrielle. Une approche algorithmique a été employée pour générer les gammes de fabrication possibles par le traitement des connaissances capitalisées. Une approche multicritères a été utilisée pour évaluer les activités afin de qualifier les alternatives selon des indicateurs de performance de type : Qualité, Coût, Délai en vue d'aider la prise de décision lors de l'industrialisation des nouveaux produits. Une maquette informatique a été développée comme support de la méthodologie proposée.

This research work deals with the field of knowledge engineering for product design, especially theupstream phases of the design-simulation couple in the product design process.In these phases, the project participants use many geometric and behavioural models of the productin parallel, while using multiple heterogeneous software tools, with difficulties to communicatebetween each other. However, especially in the upstream phases of the design process, designing aproduct requires sharing fine granularity knowledge between the different expert models, takinginto account their levels of maturity and consistency. Consequently, new methods and tools arethen needed in order to support the overall PLM approach and continue to optimize and streamlinethe product design process.Thus, in this research context, we propose an approach referred to as KCM – KnowledgeConfiguration Management, based on management of fine granularity knowledge in configuration.This approach is likely to improve collaboration between project participants, improvingcapitalization, traceability, reuse and consistency of the knowledge used simultaneously on severalactivities in parallel within the design process.The main results of our research are structured around three axes :· A methodology for knowledge configuration management qualified as KCMethod.· A meta-model, called KCModel, structuring concepts manipulated by KCMethod.· A model of feasibility, namely ADES software tool, allowing testing and validation ourapproach.The overall results are articulated around a next-generation software solution, described asKCManager, in order to deploy the approach proposed., Ces travaux de recherche concernent le domaine de l’ingénierie des connaissances pour laconception de produits et plus particulièrement les phases amont du couple produit-simulation dansle processus de conception.Au cours de ces différentes phases amont, les acteurs d’un même projet utilisent simultanément denombreuses modélisations géométriques et comportementales du produit. Ils peuvent aussi avoirrecours à plusieurs outils logiciels hétérogènes, communiquant très difficilement entre eux.Dans ce contexte, le partage des connaissances entre les différents modèles métiers apparait commeune nécessité. En effet, concevoir un produit implique une gestion des connaissances d’unegranularité fine en tenant compte de leur niveau de maturité et de leur cohérence.Le recours à de nouvelles méthodes et de nouveaux outils est alors nécessaires dans le but desoutenir l’approche globale PLM et continuer à optimiser et rationaliser le processus de conceptionde produits.Dans ce cadre, nous proposons une approche qualifiée de KCM – Knowledge ConfigurationManagement, basée sur la gestion des connaissances de granularité fine, en configurations. Cetteapproche est de nature à favoriser la collaboration entre les acteurs d’un projet, en améliorant lacapitalisation, la traçabilité, la réutilisation et la cohérence des connaissances, utiliséessimultanément dans plusieurs activités en parallèle du processus de conception.Les principaux résultats de notre travail de recherche se structurent autour de trois axes :· Une méthodologie de gestion des connaissances en configurations qualifiée de KCMethod.· Un méta-modèle, baptisé KCModel, de structuration des concepts manipulés parKCMethod.· Une maquette de faisabilité sous forme d’outil logiciel ADES, permettant d’expérimenteret valider notre approche.L’ensemble des résultats obtenus s’articule autour d’une solution logicielle de nouvelle génération,qualifiée de KCManager, permettant de déployer en entreprise l’ensemble de la démarche proposée.

Research & Development (R & D) strategies in companies today try to move towards improving the productivity of the development process of mechanical products. The involvement of business actors, in all phases of development, is critical to maintain competitiveness factors. This finding is consistent with the recent strategy for product life cycle management (PLM). It provides integrated management of all the information and processes related to it, on its entire life cycle, in a context of extended enterprise. Approaches like "integrated" and "concurrent" engineering, have emerged at the crossroads of traditional design approaches like routine and innovative design. This has enabled the integration of downstream constraints at the earliest in the development process. This thesis is in the areas of integrated design and information management techniques, particularly focusing on the product-process couple. This involves the establishment of a methodology called Fabrication Based On Knowledge (FabK) to assist product development, with Knowledge Based Engineering (KBE) applications, in a process-oriented design for manufacturing (DFM). In order to validate our proposed methodology, we carried out our experimentations within an automotive company, on products such as a vehicle's air ducts, and manufacturing processes such as plastic welding., Les stratégies de Recherche et Développement (R&D) au sein des entreprises s'orientent aujourd'hui vers l'amélioration de la productivité du processus de développement des produits mécaniques. L'implication des différents acteurs métiers, dans toutes les phases de développement, devient critique pour maintenir les facteurs de compétitivité. Ce constat est en cohérence avec la récente stratégie de gestion du cycle de vie des produits (PLM), qui propose une gestion intégrée de l'ensemble des informations et des processus liés au produit, sur la totalité de son cycle de vie, dans un contexte d'entreprise étendue. Des approches, qualifiées d' " ingénierie intégrée " et " concourante ", ont émergées au carrefour des approches de conception routinière et conception innovante. Ceci a permis l'intégration des contraintes des métiers situés en aval, au plus tôt dans les processus de développement. Ce travail de thèse s'inscrit dans les domaines de la conception intégrée et de la gestion des informations techniques, plus particulièrement centrée sur le couple des informations produit-process. Celui-ci consiste à la mise en place d'une méthodologie baptisé Fabrication Based On Knowledge (FaBK) visant à aider le développement des produits, à l'aide des applications de Knowledge Based Engineering (KBE) dans une démarche de conception orientée pour la fabrication (DFM). Nous avons réalisé des expérimentations au sein d'une entreprise du secteur automobile, afin de valider notre proposition de méthodologie sur des produits tels que des conduits d'air d'un véhicule, et des procédés de fabrication tels que la soudure plastique.

Several reasons lead to design a manufacturable part as quickly as possible and without many modifications. We can cite the evolution and the globalization of the market, the decrease of batch sizes, the reduction in the design and lead times, the fact that the product cost is essentially engaged at the design time. In this context, the methods and tools for concurrent engineering intervene. This thesis concerns more particularly with the formalization and the exploitation of the links that exist between the product and the process plan. A method has been defined to support the progressive design of the part and its associated process plan. A computer tool that supports this method has been specified. During the development of this computer tool, two ideas have been considered to represent and exploit the knowledge: a formalism based on an ontology associated to a classification process, or a second formalism based on an arborescent representation of the process plans associated to a pruning process. This last representation is called “process plan scheme”. A case study has been presented to validate the method by using the above mentioned computer tool. This work has been applied to forging domain, considering the specificities of this manufacturing area (especially the need to consider the part more globally with respect to machining). Keywords: forging process, concurrent engineering, Plusieurs raisons conduisent aujourd'hui à la nécessité de concevoir une pièce «fabricable» avec le moins de modification et le plus rapidement possible. Nous pouvons citer l'évolution et la mondialisation du marché, la réduction de la taille des séries et des délais de conception comme de réalisation, le fait que le coût d'un produit soit engagé à 80 % au niveau de la conception. C'est dans ce cadre qu'interviennent les outils et les méthodes de l'ingénierie intégrée. Les travaux de cette thèse se positionnent plus précisément au niveau de la formalisation et de l'exploitation des liens qui existent entre le produit et le processus de fabrication. Une démarche a été définie afin d'encadrer la conception progressive de la pièce et de son processus de fabrication. Un outil venant en support à cette démarche a été spécifié. Deux pistes ont été abordées lors du développement de l'outil pour la façon de représenter et d'exploiter les connaissances : un premier formalisme utilisant une ontologie associée à un traitement par classification ou bien un second formalisme basé sur une représentation arborescente des processus de fabrication associée à un traitement par élagage. Cette dernière représentation est nommée « schéma de processus de fabrication ». Un cas d'étude est présenté afin de valider la démarche proposée en utilisant l'outil support. Ces travaux ont été appliqués à la forge en tenant compte des spécificités de ce domaine de fabrication (notamment la nécessité d'une considération plus globale de la pièce par rapport à l'usinage)

The growing size and complexity of today's software and the corresponding market constraints make the concurrent engineering strategies more and more necessary. These strategies help to reduce development time by allowing multiple developers to work parallely over the same objects. Unfortunately, concurrence comes with many problems which are not well manager by existing collaboration systems.Concurrence control is therefore a challenge for the designer os software engineering environments. This documents focus on the computer aided support of collaborative processes, in particular, to manage concurrence.Our proposition will be divided in two parts. In the first one we will define a language for the modelisation of software engineering processes and we will explain how to apply these models to real cases. In the second part we will propose an “awereness system”. This system takes advantage of the defined models to provide the user with an enhanced view of the group's activity.This proposition has been implemented in CELINE, a software who has been used in real industrial environment by two CAD groups at STMicroelectronics.; La croissance en taille et en complexité des logiciels actuels, ainsi que les contraintes du marché, rendent de plus en plus nécessaires les techniques d'ingénierie concurrente. Ces techniques servent à réduire les temps de développement en permettant à plusieurs développeurs de travailler simultanément sur les mêmes objets. Malheureusement, la concurrence pose de nombreux problèmes mal gérés par les systèmes de support à la collaboration qui existent aujourd'hui. Le contrôle de la concurrence est donc un défi pour les concepteurs d'environnements de génie logiciel. Cette thèse s'intéresse au support informatique des procédés collaboratifs de génie logiciel et, en particulier, au contrôle de la concurrence.Notre proposition sera divisée en deux parties. Dans la première partie nous définissons un langage pour la modélisation des procédés de génie logiciel concurrents et nous expliquons les mécanismes qui permettent l'application dans la réalité des procédés ainsi définis. La deuxième partie propose un système dit d'augmentation de l'information contextuelle, qui prend avantage de l'existence des modèles de procédés, pour fournir aux utilisateurs une information pertinente pour leur travail.La proposition est implémentée au sein du logiciel CELINE. Ce logiciel a été mis en service dans un environnement industriel au sein de deux équipes de conception de la société STMicroelectronics.

The growing size and complexity of today's software and the corresponding market constraints make the concurrent engineering strategies more and more necessary. These strategies help to reduce development time by allowing multiple developers to work parallely over the same objects. Unfortunately, concurrence comes with many problems which are not well manager by existing collaboration systems.Concurrence control is therefore a challenge for the designer os software engineering environments. This documents focus on the computer aided support of collaborative processes, in particular, to manage concurrence.Our proposition will be divided in two parts. In the first one we will define a language for the modelisation of software engineering processes and we will explain how to apply these models to real cases. In the second part we will propose an “awereness system”. This system takes advantage of the defined models to provide the user with an enhanced view of the group's activity.This proposition has been implemented in CELINE, a software who has been used in real industrial environment by two CAD groups at STMicroelectronics., La croissance en taille et en complexité des logiciels actuels, ainsi que les contraintes du marché, rendent de plus en plus nécessaires les techniques d'ingénierie concurrente. Ces techniques servent à réduire les temps de développement en permettant à plusieurs développeurs de travailler simultanément sur les mêmes objets. Malheureusement, la concurrence pose de nombreux problèmes mal gérés par les systèmes de support à la collaboration qui existent aujourd'hui. Le contrôle de la concurrence est donc un défi pour les concepteurs d'environnements de génie logiciel. Cette thèse s'intéresse au support informatique des procédés collaboratifs de génie logiciel et, en particulier, au contrôle de la concurrence.Notre proposition sera divisée en deux parties. Dans la première partie nous définissons un langage pour la modélisation des procédés de génie logiciel concurrents et nous expliquons les mécanismes qui permettent l'application dans la réalité des procédés ainsi définis. La deuxième partie propose un système dit d'augmentation de l'information contextuelle, qui prend avantage de l'existence des modèles de procédés, pour fournir aux utilisateurs une information pertinente pour leur travail.La proposition est implémentée au sein du logiciel CELINE. Ce logiciel a été mis en service dans un environnement industriel au sein de deux équipes de conception de la société STMicroelectronics.

The design process of new products is mainly characterised by the uncertainty of the exchanged data and by iterations risks which are the sources of delay and additional costs in design. To cop with these problems, one solution consists of improving the collaboration between designers. The characterisation of exchanged information maturity is of prime importance for design activity execution. This paper presents a first analysis toward the improvement of collaborative design process taking into account the maturity of exchanged information. We propose a characterisation of collaborative design situations, a characterisation of exchanged information and a description of the collaborative design framework.

M.Améziane AOUSSAT,ENSAM Paris,Rapporteur M.Danie BRISSAUD,INPG,Directeur de thèse Me.Françoise DARSES,CNAM,Examinateur M.Chris MC MAHON,Université de Bath,UK,Président M.Guy PRUDHOMME,IUFM Grenoble,Directeur de thèse M.Bernard YANNOU,Ecole Centrale Paris,Rapporteur; The engineering design process plays a crucial role in performance and competitive advantage for manufacturing industries. Its implementation within industrial organisations has changed during the last decade,shifting form tasks juxtaposition and "over the wall design" to concurrent engineering and integrated design. Design methods and tools have to fit these new design schemes.To cope with this mutation,this thesis first addresses the issue of design process modelling,by opposing to phase-based classical models the co-evolution problem/solution and an iterative four-activities set.Design support,in regard to this model,is then investigated through an opportunistic (i.e.apart from any preestablished scheme)use of existing design tools.An object- class structure is proposed to implement this support.; Le processus de conception de produits est un des moteurs de la performance et de la compétitivité des industries manufacturières.Sa mise en oeuvre au sein des organisations industrielles a évolué ces dernières décennies,passant d'une juxtaposition séquentielle des tâches à l'ingénierie concourante et à la conception parallèle et intégrée. Les méthodes et outils de conception doivent supporter ces nouveaux schémas de l'activité de conception.Pour répondre à cette problématique,cette thèse interroge dans un premier temps la modélisation du processus de conception intégrée,opposant aux approches par phases un modèle co-évolutif décrivant l'évolution des deux domaines du problème et de la solution via la mise en oeuvre itérative de quatre activités de conception.L'aide à la conception peut alors être envisagée sur la base de ce modèle,autorisant à travers un formalisme objet une mise en oeuvre opportuniste des outils existants.

The engineering design process plays a crucial role in performance and competitive advantage for manufacturing industries. Its implementation within industrial organisations has changed during the last decade,shifting form tasks juxtaposition and "over the wall design" to concurrent engineering and integrated design. Design methods and tools have to fit these new design schemes.To cope with this mutation,this thesis first addresses the issue of design process modelling,by opposing to phase-based classical models the co-evolution problem/solution and an iterative four-activities set.Design support,in regard to this model,is then investigated through an opportunistic (i.e.apart from any preestablished scheme)use of existing design tools.An object- class structure is proposed to implement this support., Le processus de conception de produits est un des moteurs de la performance et de la compétitivité des industries manufacturières.Sa mise en oeuvre au sein des organisations industrielles a évolué ces dernières décennies,passant d'une juxtaposition séquentielle des tâches à l'ingénierie concourante et à la conception parallèle et intégrée. Les méthodes et outils de conception doivent supporter ces nouveaux schémas de l'activité de conception.Pour répondre à cette problématique,cette thèse interroge dans un premier temps la modélisation du processus de conception intégrée,opposant aux approches par phases un modèle co-évolutif décrivant l'évolution des deux domaines du problème et de la solution via la mise en oeuvre itérative de quatre activités de conception.L'aide à la conception peut alors être envisagée sur la base de ce modèle,autorisant à travers un formalisme objet une mise en oeuvre opportuniste des outils existants.

Ce workshop s'est tenu à l'Institut de Recherche en Communications et Cybernétique, Ecole Centrale de Nantes. Colloque avec actes sans comité de lecture. nationale.; National audience; Ce papier présente comment dans le projet AEE (Architecture Electronique Embarquée), on utilise UML pour la spécification de nouvelles solutions pour le développement de système embarqué dans l'automobile. Le langage de description d'architecture (AIL_Transport) a été défini pour spécifier et décrire formellement une architecture embarquée dans un véhicule. Ce langage supporte le processus de développement AEE et est utilisé par les concepteurs comme un bus logiciel. Enfin, il est utilisé pour définir des composants d'architecture réutilisables. || This paper presents how in the AEE project (Embedded Electronic Architecture) is used UML in order to specify new solutions for in-vehicle embedded system development. Thanks to this formalism the Architecture Implementation Language (AIL_Transport) has b

Mondialisation des marchés, concurrence de plus en plus vive, réactivité de plus en plus grande de la part des entreprises... Dans ce contexte, une entreprise qui souhaite conserver et/ou acquérir de nouvelles parts de marché doit : -- maîtriser ses coûts ; -- améliorer la qualité des produits et des études ; -- réduire ses délais de développement. Pour répondre à ces critères essentiels de réussite, les entreprises ont dû adapter leur processus de conception, mais aussi tenir compte de l'émergence de nouvelles technologies. Ainsi, il devient crucial pour les entreprises de disposer d'outils permettant de matérialiser rapidement les produits en cours de développement, afin de détecter au plus tôt les erreurs de conception, de tester et de valider par l'ensemble des acteurs les différentes solutions techniques retenues. C'est le champ de recherche du prototypage rapide.

No abstract in English; Le travail présenté porte sur l'automatisation de l'activité de préparation à la fabrication qui, de par son rôle d'interface entre les phases de conception et de fabrication, apparait comme l'élément essentiel de cette intégration. Nous proposons un modèle de produit homogène incorporant les données topologiques, géométriques et technologiques indispensables à l'application automatique de règles objectives de préparation à la fabrication. Base sur ce modèle, nous décrivons une méthodologie totalement générative de reconnaissance et d'extraction de caractéristiques d'usinage et nous montrons comment celle-ci peut être conjointe à une analyse objective des relations technologiques extrinsèques entre les faces formant la frontière du produit, pour déduire la logique de séquencement des opérations d'usinage associées à ces faces