Petite histoire CFAO - · PDF file• La CAO nécessite une approche 3D volumique et...

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  • 18 Juin 2015

  • De la Prhistoire la RenaissanceDe la Prhistoire la Renaissance

    La Prhistoire (Lascaux et autres grottes) pourquoi

    dessiner ? Evoquer ses exploits ? Concevoir des plans de chasse ?

    LAntiquit Peu de progrs des outils graphiques (Archimde crit sur le sable) Mais naissance et formalisation de la gomtrie (Euclide) Et le dessin se double dun essor remarquable de la sculpture

    La Renaissance Naissance de la Perspective pour les beaux arts (Brunelleschi) Mais Lonard de Vinci en fait son outil de conception mcanique

  • Lonard et la mcaniqueLonard et la mcanique

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    Applied Seen By Leonardo D Vi (1490)

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  • La Rvolution IndustrielleLa Rvolution Industrielle

    Les pices doivent tre interchangeables

    avoir les mmes dimensions

    Il faut produire de plus en plus de produits nouveaux

    une lite dartistes ne suffit plus

    Monge remplace la perspective par la gomtrie descriptive

    Les industriels demandent de plus en plus de projeteurs

    La Planche Dessins emplit les Bureaux dEtude

  • Les Temps ModernesLes Temps Modernes

    Lindustrie caricature par Charlie Chaplin va atteindre ses

    limites

    Premire guerre mondiale ?On remplace par des femmes les hommes sous les drapeaux

    Deuxime guerre mondiale ?Il faut construire le + vite possible une foule de matriels militaires

    - Les femmes ne suffisent plus

    - La machine outil commande automatise simpose

    - Pour craquer les codes secrets il faut calculer plus vite (cf Alan Turing)

    - Le calculateur lectronique voit le jour

    - Le Radar qui dtecte les avions au loin saccompagne dcrans gants

  • La CFAO va utiliser toutes ces nouveautsLa CFAO va utiliser toutes ces nouveauts

    La FAO va programmer les commandes numriques

    Mais APT (Automatic Programming of Tools) est limit Les Systmes Maison comblent le vide pour usiner les formes libres (systmes surfaciques : RNUR, Citron, Sud Aviation en France

    Ferranti en G.B., MDD, Lockeed, Boeing, Ford, GM aux USA ...)

    Le DAO automatise le B.E.

    grce aux tables traantes et aux crans mais ne change pas les mthodes

    La CAO ncessite une approche 3D volumique et ce sont les Universitaires qui vont sy attaquer

    avec diverses approches de la Modlisation Solide :

    CSG (Requicha aux USA), B-Rep (Braid en G.B.), facettis (Medusa en G.B.) EUCLID en France faire des maquettes virtuelles pour les

    souffleries virtuelles

  • La CFAO va utiliser toutes ces nouveautsLa CFAO va utiliser toutes ces nouveauts

    La CFAO va combiner CAO et FAO

    Donc marier le 3D volumique et le 3D surfacique

    Le DAO va progressivement disparatre

    Mais certains aspects seront repris dans la CFAO

    On notera que : Le 3D surfacique a t cr par des Industriels pour la CN

    Le 2D a t cr par des Commerciaux pour un dbouch immdiat

    Le 3D volumique a t cr par des Universitaires pour la cohrence

  • Les dfis du surfaciqueLes dfis du surfacique

    Translation + Rotation formes canoniques (Cf APT)

    Arodynamique et Esthtique formes libres ...

    Aronautique (Ferguson, Ball, Fayart ... + Coons) ? Couples et lisses remplissage de Coons Trs, trop mathmatiques pour les usineurs

    Usineurs (Inaba) z = f(x,y) ? (trop limit)

    P. Bzier et P. De Casteljau Courbes et Surfaces

    paramtriques

    (formes rellement libres )

  • Les dfis du volumiqueLes dfis du volumique

    Visualisation des volumes (parties caches)

    Algbre volumique (ou oprations Boolennes rgularises)

    Cohrence de la reprsentation Volume limit par des surfaces fermes limites par des lignes

    fermes Problmes des cas limites

    Outils de modlisation simples et intuitifs ?

    Proprits techniques associes ?

  • Des problmes souvent oublisDes problmes souvent oublis

  • Un problme crucial aujourdhui oubliUn problme crucial aujourdhui oubli

    Premire vision avec limination des parties caches dans EUCLID

  • Mais catastrophe, limage ne sort pas ?Mais catastrophe, limage ne sort pas ?

  • OK pour les parties caches mais pas pour le solide OK pour les parties caches mais pas pour le solide

  • Premiers essais dalgbre des solidesPremiers essais dalgbre des solides

  • Diffrentes approches de lalgbre des solidesDiffrentes approches de lalgbre des solides

  • Une maquette virtuelle pour la Soufflerie virtuelle Une maquette virtuelle pour la Soufflerie virtuelle

  • La puissance informatique 20 ans aprs La puissance informatique 20 ans aprs

  • Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

    La Prhistoire (dessin manuel et descriptive)

    (L. Malavard J.M. Brun Pour faire EUCLID enseignez donc la descriptive)

    L'antiquit (annes 60), les Systmes Maison (surfaciques en gnral : RNUR, Citron, Sud Aviation en France

    Ferranti en G.B., MDD, Lockeed, Boeing, Ford, GM aux USA ...)

    Le Moyen-Age (annes 70), le DAO automatise le BE

    (sans changer les mthodes : CADAM, Computervision, Applicon, Calma )

    La Renaissance (annes 80), l'mergence du 3D

    Modlisation Solide issue de la R&D du moyen-ge :

    CSG (Requicha aux USA), B-Rep (Braid en G.B.), facettis (Medusa en G.B.) EUCLID faire des maquettes virtuelles pour les souffleries virtuelles

  • Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

    Les annes 80 en France

    Transfert CNRS Industrie : industrialisation d'EUCLID (Datavision ...)

    Transfert une filiale spcialise : cration de Dassault Systmes

    Transfert Industrie utilisatrice socits spcialises : Accord Matra-

    RNUR Reprise d'UNISURF par EUCLID, Battelle reprend SYSTRID

    l'Arospatiale

    Engagement des socits de service : CISI cre STRIM qui succde

    SYSTRID puis se dsengage en crant CisiGraph

    Cration de jeunes socits innovantes (avenir incertain sans niche technique) :

    Catalpa, Coretech, Mecasoft, SESCOI, Spring ...

    Asphyxie des quipes maison (Citron, Peugeot ...)

  • Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

    Les annes 80 l'international

    - USA la CSG arrive en bute la puissance commerciale des systmes 2D s'effondre

    - G.B. la R&D Britannique est rachete par les USA, Ferranti s'effondre

    - RFA une R&D bien structure mais pas de systmes commerciaux

    - Italie des petits systmes et une R&D de qualit mais pas de grand

    acteur

    - Japon de la R&D mais les systmes US prdominent

    Les aspects les plus marquants sont :

    le recul des USA (qui reprennent les actifs Britanniques),

    et une perce Franaise

    Mais le dynamisme de l'innovation aux USA bouleverse la donne : - les B-Splines proposent une gnralisation des Bzier

    - Computervision essaime et PTC lance l'approche Paramtrique

    - des petits nouveaux comme Solidworks se lancent avec succs

  • Revenons lHistoire de la CFAORevenons lHistoire de la CFAO

    Le Sicle des Lumires (annes 90) prpare la rvolution

    Le contexte technique change : - le forcing de certains industriels (Boeing ...) impose les NURBS comme

    reprsentation unifie (incluant les surfaces de rvolution)

    - les progrs des ordinateurs changent la donne (mmoire, vitesse de calcul )

    Des paradigmes nouveaux se font jour : - la modlisation paramtrique devient un must

    - Le CAD-CAM sera-t-il remplac par le KAD-KAM (K = knowledge) ?

    Les grands systmes CFAO crent des besoins R&D normes : Regroupements, effondrements, survie de systmes de niche

    ( Aprs le regroupement EUCLID/UNISURF, STRIM s'y accole

    puis CATIA regroupe les forces vives de la CFAO Franaise )

  • Lvolution du surfaciqueLvolution du surfacique

    Les B-splines : un besoin de souplesse (Gordon, Riesenfeld, 1972-1973)

    Une Bzier

    Une B-spline

  • Lvolution du surfaciqueLvolution du surfacique

    Les NURBS : une approche lourde mais gnrale des coniques donc des cercles des cercles donc des sphres,

    des cylindres, des surfaces de rvolution

  • Les approches de P. Bzier et P. De CasteljauLes approches de P. Bzier et P. De Casteljau

    Translation + Rotation formes canoniques (Cf APT)

    Arodynamique et Esthtique formes libres ...

    Aronautique (Ferguson, Ball, Fayart ... + Coons) ? Couples et lisses remplissage de Coons Trs, trop mathmatiques pour les usineurs

    Usineurs (Inaba) z = f(x,y) ? (trop limit)

    Pierre Bzier Courbes et Surfaces paramtriques

    (formes rellement libres )

  • Les approches de P. Bzier et P. De CasteljauLes approches de P. Bzier et P. De Casteljau

    Polygone caractristique manipulation instinctive