CFAO et Usine Numé · PDF filePortail de la CAO et journal en PDF 3D² ... La...

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  • J.C. FAUROUX 2012-20131

    CFAO et Usine Numrique3me semestre

    2012-2013

    Horaires : 8h CM, 6h TD, 24h TPResponsable : J.C. FAUROUXIntervenants : B. ASTRUC, J. COUDEN, E. DUC, J.C. FAUROUX, T. RABANY

    Objectifs :- Donner les bases mathmatiques de la Modlisation Gomtrique- Matriser la conception des formes- Acqurir une culture CFAO et conception de produit- Percevoir les possibilits et limites des diffrents systmes- Comprendre et appliquer intelligemment le calcul par la Mthode des lments Finis- Dcouvrir la Fabrication Assiste par Ordinateur

    Contenu :1. - Reprsentation mathmatique et numrique pour la Modlisation Gomtrique 3D

    - Interpolation et lissage- Courbes polynomiales - Courbes de Bzier- Extension aux B-splines, aux surfaces et aux volumes- Utilisation pratique des courbes

  • J.C. FAUROUX 2012-20132

    Exercice de synthse TP

    Pr-requis : Drives partielles, connaissances de base en DAO.

    valuation : - Examen de 2h (60%)- Travail de synthse en TP sur logiciel de CAO (40%)

    2. - Prsentation de la CFAO- Concepts de SGDT (Systmes de Gestion de Donnes Techniques) et de maquette numrique- CFAO pour la gestion de cycle de vie du produit

    3. - Notions fondamentales en modlisation- Paramtrage d'un modle CAO- Assemblage- Modlisation squelette, modles intelligents. - Cinmatique- Modlisation surfacique- changes de donnes techniques (IGES,STEP)

    4. - Sensibilisation la Fabrication Assiste par Ordinateur- Prsentation d'un logiciel de FAO- Associativit CAO-FAO- Programmation d'oprations d'usinage

    - Paramtrer, Modliser, Assembler et Simuler une machine complte ou un mcanisme

    - Contribuer la base de mcanismes du projet europen thinkMotionhttp://www.thinkmotion.eu

    http://www.thinkmotion.eu/

  • J.C. FAUROUX 2012-20133

    Bibliographie Modlisation et construction des surfaces par la CFAO , J.C. LEON - Herms

    Courbes et surfaces pour la CAO , G. FARIN - Masson

    La CFAO , Y. GARDAN, Herms

    CAD-CAM - Principles, Practice and Manufacturing Management , C. McMAHON, J. BROWNE - Addison-Wesley

    CFAO et Usine NumriqueRfrences

    Journaux et sites internetCAD Report (Ifmanet > Bibliothque > Index gnral du CAD report)Harvest (Bibliothque IFMA)

    L'Usine Nouvelle (Bibliothque IFMA)

    Art of Design (http://www.art-of-design.com)

    Portail de la CAO et journal en PDF 3D (http://www.cao.fr)

    L'actualit du cPLM (http://www.cplmcommunity.com)

  • J.C. FAUROUX 2012-20134

    MODELISATION GEOMETRIQUEet CAO

    Objet physique- Pice- Assemblage- Mcanisme...

    Reprsentation informatique- Scalaire (entier, rel virgule flottante)- Tableau- Graphe- Liste...

    Modle gomtrique- Points, vecteurs, facettes- Courbes- Surfaces- Volumes- Entits...

    Rsultats : CAO / FAO- Image (pixels, vecteurs...)- Maquette numrique- Rsultats de calcul (contraintes...)- Programme CN- Maquette physique (prototypage)...

    Modlisation gomtrique

    Interprtation

    Codageinformatique

  • J.C. FAUROUX 2012-20135

    MODELISATION GEOMETRIQUE2me partie

    CFAO : Concepts et applications

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)

    2. L Ingnierie Assiste par Ordinateur (IAO)

    3. Les axes de recherche en CAO

  • J.C. FAUROUX 2012-20136

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)Plan

    1.1. Dfinition

    1.2. Domaines d applications

    1.3. Le march de la CAO

    1.4. Structure modulaire des logiciels de CAO

    1.5. Les problmes des logiciels de CAO

  • J.C. FAUROUX 2012-20137

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.1. Dfinition ?

    La CAO est un terme qui regroupe des notions nombreuses et varies

    Quelle dfinition peut-on donner au terme CAO ?

    Lorsquonrechercheunerponsecettequestion,ontrouveautantderponsesquedinterlocuteurs,carendfinitive,lexpressionCAO,neilyaenviron25ans,estunpeulaubergeespagnoledelassociationdelhommeetdelordinateurdansunprocessusdeconception [ Giambiasi et al 85 ]

    CAO = Conception Assiste par OrdinateurCAD = Computer Aided Design

  • J.C. FAUROUX 2012-20138

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.2. Domaines d application

    Conception mcanique

    La CAO mcanique est porte par ce secteur dynamique de l industrie

    AutomobileElectro-mnager

    Installations industrielles

    Machinesspciales

    Aronautique

    Transports

  • J.C. FAUROUX 2012-20139

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.2. Autres domaines d application

    Conception lectroniqueEDA (Electronic Design Automation)

    Architecture de pucesRoutage optimal de circuits

    Depuis la spcification jusqu l implantation des portes logiques

    Chip Architect (SYNOPSYS)

    Des acteurs importants : Cadence Design, Synopsys, Magma...

  • J.C. FAUROUX 2012-201310

    Ralit virtuelle :Quelques applications

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.2. Autres domaines d application

    Architecture

    Archologie(Abbaye de Cluny, IBM/Catia)

    Dmonstrations(Airbus A400M, Le Bourget 2001)

    Commerce virtuel(Citron Picasso virtuelMICAD 2000)

  • J.C. FAUROUX 2012-201311

    Image de synthse Exemples :

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.2. Autres domaines d application

    Animation d objets(3D Studio Max / Autodesk)

    ou de personnages(Character Studio / Autodesk) Jeu vido / Moteur 3D

    (Unreal / Epic Megagames)

    Cinma( Sur la terre

    des dinosaures )

    Design industriel, style(Carrosserie Volvo

    Chaise GiugiaroStudio

    Alias/Wavefront )

    Depuis 2000CA mondial Jeu Vido > CA mondial Cinma

  • J.C. FAUROUX 2012-201312

    3 Victimes du march

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.3. Quatre valeurs sures du march en 2006

    Catia par Dassault Systemes / IBMwww.catia.com

    Pro Engineer par Parametric Technologieswww.ptc.com

    Inventor par Autodeskwww.autodesk.com

    Unigraphics par UGS / Siemenswww.ugs.com

    ATTENTION !!! - Le march change perptuellement- Certains logiciels disparaissent- Garder un certain recul

    1998 : Euclid, de Matra Datavision disparat

    2001 : I-Deas (de SDRC) + UG = NX

    1998 : PTC touffe Computervision (CADDS)

  • J.C. FAUROUX 2012-201313

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.3. Le march de la CAO mcanique 1999 - 2004

    Conception et dessin 2D

    CAO 3D

    Pro/Engineer22%

    Mechanical Desktop

    19%

    CATIA15%

    Unigraphics8%

    CADDS7%

    Solidworks5%

    Autres16%

    Solid Edge3%

    Euclid / Strim5%

    Source : CAD ReportNovembre 1999

    Rpartition des logiciels de CAO mcanique 3D en 1999

    ( Parc total : 750 000 systmes )

    - Parc 2D (DAO) dbut 1999environ 4 millions de licences dont 2 millions de licences AutoCAD

    - Migration progressive du 2D vers le 3D toujours en cours en 2004

    - En 2004, harmonisation des capacits des logiciels :Dessin 3D paramtrique / variationnel partout

    - Des acteurs de tailles diffrentes- CAO Lourde pour la grande industrie- CAO Moyenne gamme pour artisans et PME

  • J.C. FAUROUX 2012-201314

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.3. Le march de la CAO mcanique lourde en 2004

    Des donnes pas facile trouver

    Tendances CAO lourde 1999 - 2004

    - De grands cabinets d'analystes (Cimdata, Daratech...)- Informations confidentielles et coteuses (10 k$ pour un tat du march)

    - PTC et Autodesk restent gros mais la baisse- Duel Dassault Systems / UGS dans le haut de gamme- DS vend beaucoup mais UGS est plus rentable

    35%

    20%16%

    PLM world sales(Forecast 2004, Daratech)

    Dassault UGSPTC AutodeskMSC SAPANSYS AgileMatrix One Tecnomatix

    25%

    24%17%

    PLM world revenues(Forecast 2004, Daratech)

    Dassault UGSPTC AutodeskMSC SAPANSYS AgileMatrix One Tecnomatix Rachet par UGS 2005

    Rachet par DS 2006

  • J.C. FAUROUX 2012-201315

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.3. La CAO mcanique moyenne gamme en 2004

    Les grands de la CAO disposent aussi d'un logiciel moyenne gamme

    Tendances CAO moyenne

    - 1997 : Dassault rachte Solidworks- 1998 : UGS rachte SolidEdge

    Intergraph- 2005 : UGS lance Velocity Series

    - Solidworks domine- Autodesk se maintient- Solid Edge persiste et progresse- Think 3 progresse vite

    Outils complexes de modlisation avec une approche communeLogiciel = collection de modules

    Modules lis entre eux

    Modules adapts la demande des entreprises

  • J.C. FAUROUX 2012-201316

    1. La Conception Assiste par

    Ordinateur (CAO)1.4 Structure modulaire

    Modules communs tous les produits (en gnral)

    Simulation d usinage 3 axes

    Modeleur volumique

    Simulation de mcanisme

    Visite virtuelle

    Calcul par Elments Finis

    Assemblage

    Mise en plan 2D ( Drafting )

    Modeleur surfacique

    Simulation d usinage 5 axes

    Vrification d usinage

    Rendu raliste textur

    Tolerie et mtaux en feuille

  • J.C. FAUROUX 2012-201317

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.4. Structure du logiciel I-DEAS

    8 modules principaux

    Des myriades de sous-modules

  • J.C. FAUROUX 2012-201318

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.4. Structure du logiciel Unigraphics

    Plus de 20 modules spcifiques

  • J.C. FAUROUX 2012-201319

    1. La Conception Assiste par Ordinateur (CAO)1.5. Les spcificits des logiciels de CAO

    Chaque produit est performant dans un domaine prcis et des faiblesses apparaissent par ailleurs

    Historiquement, ce sont de grandes entreprises qui o