Analyse du choix des procds et de l'intgration des contraintes de fabrication dans le processus de c

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Analyse du choix des procédés et de l'intégration
des contraintes de fabrication dans le processus
de conception de produit mécanique

• Achraf SKANDER, Lionel ROUCOULES
• Université de Technologie de TROYESLaboratoire
  des Systèmes Mécaniques et d'Ingénierie
  Simultanée

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Sommaire

• Contexte et limites
• Choix des procédés et conception pour la
  fabrication (DFM)
• Les objectifs
• Choix des procédés et intégration des
  contraintes de fabrication
• en conception (analyse et synthèse en conception)
• Méthode et modèle
• Choix des procédés, synthèse des contraintes et
  gestion
• des connaissances
• Conclusions et perspectives

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Sommaire

• Contexte et limites
• Choix des procédés et conception pour la
  fabrication (DFM)
• Les objectifs
• Choix des procédés et intégration des
  contraintes de fabrication
• en conception (analyse et synthèse en conception)
• Méthode et modèle
• Choix des procédés, synthèse des contraintes et
  gestion
• des connaissances
• Conclusions et perspectives

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Par rapport à la conception

• Ingénierie simultanée
• Les activités se font simultanément. Nous
  citons en particulier
• La définition des concepts.
• Le choix des procédés.
• Conception intégrée
• Nous tenons compte des connaissances relatives
  au cycle de vie produit pendant le processus de
  définition du produit.

Recyclage
Assemblage
Définition du produit
Fabrication
Autre
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Par rapport à la communauté scientifique

• Choix des matériaux et des procédés de
  fabrication
• Ashby le choix des procédés ne se fait
  quavec une définition complète de la géométrie
  du produit (travail en aval de la définition du
  produit). Corrélation ProcédéMatériauGéométrie.
• DFX (conception pour X (fabrication, assemblage,
  etc.))
• Boothroyd présente une méthode de choix des
  procédés (analyse) mais pas une méthode
  dintégration (synthèse) des contraintes. Méthode
  orientée coût.

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Les limites

• Méthode et modèle
• Comment gérer les données produit en se basant
  sur le processus de choix des procédés de
  fabrication ?
• Logiciel
• Comment les logiciels CAO supporteront les
  spécifications de fabrication ?
• Linnovation
• Comment gérer les nouveaux produits qui ne
  présentent pas dexpérience de fabrication ?
• Comment gérer les nouveaux processus en labsence
  dexpérience préalable ?

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Sommaire

• Contexte et limites
• Choix des procédés et conception pour la
  fabrication (DFM)
• Les objectifs
• Choix des procédés et intégration des
  contraintes de fabrication
• en conception (analyse et synthèse en conception)
• Méthode et modèle
• Choix des procédés, synthèse des contraintes et
  gestion
• des connaissances
• Conclusions et perspectives

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Les objectifs Analyse et synthèse (DFM)

• Intégrer (synthèse) les contraintes de
  fabrication dans le processus de définition du
  produit.
• Modélisation du produit (CAO et peau squelette)
  pour supporter les données de fabrication.
• Sélectionner progressivement les procédés de
  fabrication.
• Gestion des informations des procédés et des
  peaux et squelettes.
• Déterminer des solutions alternatives, innovantes
  de conception en se basant sur la liste des
  procédés admissibles.

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Sommaire

• Contexte et limites
• Choix des procédés et conception pour la
  fabrication (DFM)
• Les objectifs
• Choix des procédés et intégration des
  contraintes de fabrication
• en conception (analyse et synthèse en conception)
• Méthode et modèle
• Choix des procédés, synthèse des contraintes et
  gestion
• des connaissances
• Conclusions et perspectives

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Méthode Démarche globale

• Choisir la liste des procédés de fabrication
  admissibles, le plus tôt possible pendant la
  définition du produit.
• Créer le sous modèle produit pour lintégration
  émergence dun produit qui tient compte des
  contraintes de fabrication et justification de
  choix de ces contraintes.
• Fournir la bonne information au bon moment
  (gestion des connaissances).

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Le modèle Peau-Squelette
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Les définitions
Peau dusage

• Peau surface fonctionnelle dun produit
• Peau dusage surface à travers laquelle circule
  un courant généralisé.
• Peau de fabrication surface générée par la
  fabrication.
• Squelette conduction de flux
• Squelette dusage trajectoire de flux dénergie
  (mécanique, électrique, etc.).
• Squelette de fabrication trajectoire de flux de
  matière

Squelette dusage
Le produit ? (peaux squelettes) ()
Peau de fabrication
Squelette de fabrication
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ModèleDonnées de conception et de fabrication

• Peau est définie par
• Entités forme (cylindre, plan, etc.)
• Qualité de surface (Tolérance, rugosité)
• Sens matière qui dépend de la forme
• Squelette est défini par
• Section (constante ou variable et peut avoir
  différentes formes (circulaire, carrée, etc.))
• Fibre neutre (segment, courbe, plaque, etc.)
• Liste des nuds (orientés, nombre dépend de la
  fibre)
• Sens matière (, -, 0)

Peau Squelette
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Modélisation IDEF (Integrated DEFinition)
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Modélisation UML (Unified modeling language)
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Modélisation UML (Unified modeling
language)Modèle représentant lapplication du
DFM
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Modélisation UML (Unified modeling language)
18
Modélisation UML (Unified modeling
language)Modèle représentant lapplication de la
gestion des connaissances
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Modèle Relation de gestion du modèle

• La relation qui lie les différentes peaux et
  squelettes
• Pièce souhaitée S (habillages Su Pu)
• U (est inclue dans)
• Pièce fabriquée S(habillages Sf) S Pf
• Avec
• Pf Peau de fabrication
• Su Squelette dusage
• Pu Peau dusage
• Sf Squelette de fabrication

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Exemple Aimant
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Exemple Aimant

• Pour la fabrication si nous choisissons le
  procédé de frittage de poudre nous pouvons avoir
  deux solutions

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Données de fabrication

• Nous avons classé les données de fabrication de
  sorte quelles puissent être liées au modèle
  peau-squelette

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Synthèse de la méthode et modèle

• Nous avons quatre étapes
• Etape 1 représenter les solutions
  technologiques en peaux et squelettes
• Etape 2 choisir la liste des procédés de
  fabrication admissibles.
• Etape 3 à partir de cette liste, déterminer les
  contraintes spécifiques au produit.
• Etape 4 intégrer ces contraintes dans le modèle
  produit.

Modèle Peau-squelette

• Le produit ? (peaux squelettes)
• Liste des alternatives des procédés
• de fabrication et du produit.

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Sommaire

• Contexte et limites
• Choix des procédés et conception pour la
  fabrication (DFM)
• Les objectifs
• Choix des procédés et intégration des
  contraintes de fabrication
• en conception (analyse et synthèse en conception)
• Méthode et modèle
• Choix des procédés, synthèse des contraintes et
  gestion
• des connaissances
• Conclusions et perspectives

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Conclusions

• Modèle générique danalyse de DFM utilisant les
  entités peaux et squelettes (sous-modèle produit)
  
• Une méthodologie de choix des procédés et
  intégration des contraintes ouvrant lhorizon à
  des solutions innovantes grâce à lémergence des
  alternatives de fabrication
• Justification des données produit à partir de la
  gestion des connaissances de fabrication en
  favorisant léchange avec le sous modèle produit.

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Perspectives

• Capitalisation des connaissances
  conception/fabrication et création de bases de
  données.
• Développement dun module informatique daide à
  la conception
• Modèle Peau-squelette.
• Gestion des connaissances de fabrication.
• Inclure dans la méthodologie dautre
  spécifications
• Les données concernant les matériaux.
• Les données concernant le coût de production.
• Les données concernant les machines disponibles.
• Elargir la méthodologie à dautres métiers
• Calcul , Recyclage, assemblage, etc.

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Publications

• Articles
• L. Roucoules, A. Skander, (2002), Knowledge
  management and XML-based application for
  manufacturing integration in design, the 9 th
  ISPE international conference on concurrent
  Engineering, Cranfield University, UK, 27-31 July
  2002.
• L. Roucoules, A. Skander, (2003), "Manufacturing
  process selection and integration in product
  design. Analysis and synthesis approaches", CIRP
  Design Seminar, Grenoble, May 12-14, 2003.
• A. Skander,L. Roucoules, (2003) " Analyse du
  choix des procédés et de l'intégration des
  contraintes de fabrication dans le processus de
  conception de produit mécanique ", Congrès
  Français de Mécanique, Nice (France), Septembre
  2003.
• Chapitre de livre
• L. Roucoules, A. Skander, (2004), "Manufacturing
  process selection and integration in product
  design. Analysis and synthesis approaches",
  Chapter in book " Methods and Tools for
  Cooperative and Integrated Design", ISBN 
  1-4020-1889-4, S. Tichkiewitch and D. Brissaud
  editors, Kluwer Academic Publishers, pp. 71-82.

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Questions