Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 67
Chapitre 4
Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus
1. Introduction
Dans le chapitre précédent, nous avons précisé la problématique et nous avons présenté
l’approche envisagée pour y répondre. Cette approche sera basée sur la méthode FBS pour la
construction des modèles liés au points de vue des acteurs, ainsi que le formalisme EXPRESS
de STEP pour une modélisation normalisée afin de faciliter l’échange et le partage de ces
modèles.
L’objectif de ce chapitre est de présenter la méthodologie proposée pour modéliser les divers
points de vue des experts de la conception et de la fabrication. Dans la première partie de ce
chapitre, nous présentons les éléments constitutifs de la méthodologie proposée. Cette
méthodologie sera menée selon deux axes : l’axe Produit et l’axe Processus, regroupant
respectivement les informations et points de vue métier sur le produit ainsi que son processus
de fabrication. Dans la deuxième partie, pour chaque modèle de Produit et de Processus, nous
présentons une description globale des concepts liés ainsi que leur modélisation. Nous
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 68
terminerons ce chapitre avec un exemple d’instanciation des modèles présentés pour un
connecteur électrique.
2. Eléments de construction de la méthodologie
Rappelons le fait que les acteurs travaillant simultanément au développement de produit sont
nombreux et de spécialités très différentes : client, commercial, concepteur, fabricant, etc. Les
points de vue qu’ils portent sur le produit sont également très différents.
Pour un développement efficace et dans le contexte d’Ingénierie Simultanée et d’Entreprise
Virtuelle, il est nécessaire de prendre en compte les différents points de vue. Un exemple de
cela est la coopération des experts de la fabrication au moment de la conception du produit
pour prendre en charge l’ensemble des problèmes relatifs à la fabrication du produit, qui
n’interviendra que beaucoup plus tard.
L’approche choisie comme nous l’avons décrite dans le chapitre 3, consiste à permettre à
chaque acteur de représenter ses points de vue durant les phases de conception et de
fabrication de manière normalisée, à l’aide du formalisme EXPRESS de la norme STEP, ce
qui va permettre d’un côté de faciliter l’échange et le partage de l’information et d’un autre
côté l’intégration et la représentation des connaissances métiers tout au long du cycle de
développement du produit [KHAb].
Pour mieux déterminer l’ensemble de modèles liés aux points de vue des experts, nous nous
sommes basés sur la méthode FBS. En effet, la démarche que l’on propose s’appuie sur un
ensemble de modèles susceptibles de prendre en compte les connaissances métiers dès les
premières phases du projet (Expression des besoins), et par un enrichissement progressif
(Fonction, Comportement, Structure) jusqu’à la définition complète du produit. Nous nous
appuyons également sur un modèle de processus pour la fabrication. Ainsi, la méthodologie
proposée sera menée selon deux axes : l’axe Produit regroupant les concepts : Besoin,
Fonction, Comportement et Structure, et l’axe Processus décrivant les informations liées aux
activités de la fabrication.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 69
La première étape est la définition des besoins à partir du cahier de charges du client. Le
besoin représente le pourquoi du produit à concevoir. Par exemple, « connaître l’heure »,
lorsque cela est nécessaire, est devenu un besoin pour l’homme et pour cela, on a créé la
montre. Le terme « connaître l’heure » répond au pourquoi de la montre. Ensuite il faut
analyser ces besoins pour en déduire l’ensemble des fonctions qui vont caractériser le produit.
Ces fonctions seront décomposées en sous-fonctions possibles. A partir de cet ensemble de
fonctions et de sous-fonctions, les concepteurs proposent des comportements. Un
comportement permet la réalisation d’un ou plusieurs fonctions. L’étape suivante consiste à
construire à partir du modèle du comportement, le modèle de structure, ce modèle décrit les
lois physiques et les composants qui correspondent au produit. Le modèle de structure peut
être en relation avec un ensemble d’autres modèles qui sont le modèle géométrique, le modèle
de matériaux, le modèle de tolérance, et le modèle de processus de fabrication.
La figure 4.1 représente les étapes de construction des modèles liés aux points de vue des
experts, elle montre aussi comment à partir du Besoin on arrive au Processus de Fabrication,
et comment de ce dernier on peut remonter vers le besoin initial:
Figure 4.1 - Etapes de construction des modèles liés aux points de vue
CONCEPTION Exprimé par Exprime Effectué par Effectué Réalisé par Réalise
Besoin
Fonction
Comportement
Structure (Géométrie,
Tolérance, ..)
FABRICATION
Processus
Couplage
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 70
En général, la différence entre objet, fonction, comportement et structure n’est pas facile à
percevoir. Elle a été illustrée par [ROS94] dans l’exemple de la conception d’un ascenseur
comme le montre la figure 4.2.
Figure 4.2 - Représentation des définitions de Besoin, Fonction, Comportement et Structure
La conception d’un ascenseur vient du besoin de transporter des personnes ou marchandises,
mais d’une façon verticale. Alors, la fonction du système mécanique est de fournir ce
déplacement vertical. Il est possible de trouver plusieurs façons de faire cela. La définition du
comportement représente ces différentes manières de réaliser cette fonction. Dans notre
exemple, nous pouvons réaliser cette fonction, soit par une force qui tire la charge, soit par
une qui pousse la charge. En accord avec ces deux comportements, nous pouvons définir deux
structures différentes. L’une qui utilise un système à traction et l’autre qui utilise un système
ascendant hydraulique. Les composants de ces deux structures sont très différents. Par
COMPORTEMENT Tirer la charge FONCTION Déplacer pour au-dessus
COMPORTEMENT Pousser la charge FONCTION Déplacer pour au-dessus
BESOIN Déplacer personnes ou marchandise
ASCENSEUR A TRACTION STRUCTURE Moteur électrique , Câble Contrepoids…
ASCENSEUR HIDRAULIC STRUCTURE Colonne d’huile, piston …
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 71
exemple, pour l’ascenseur à traction nous trouvons des équipements tels qu’un moteur
électrique, câble, etc., tandis que pour l’ascenseur hydraulique nous trouvons des pistons,
réservoir d’huile, etc.
3. Description des Modèles
3.1 Modèle de Produit
Le modèle de Produit est destiné à représenter et à regrouper les points de vue des acteurs et
toutes les informations définissant et caractérisant le produit conçu ou à concevoir dans une
même base de connaissances. En effet, ce modèle est structuré de façon à pouvoir : (1)
identifier les fonctions du produit en extrayant du cahier de charges toutes les informations
relatives aux besoins des acteurs, (2) spécifier un comportement pour chaque fonction, (3) et
enfin, définir la structure du produit à partir du comportement. La figure 4.3 représente
l’ensemble des modèles et concepts liés au modèle de Produit.
Figure 4.3 – Modèle de Produit
S[a :b] Ensemble d’au moins a et d’au plus b élémentsLabel Entité Relation d’association
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 72
Dans un premier lieu nous donnons une vision globale de chaque modèle et nous donnerons
ensuite les définitions détaillées pour les modèles de base (Besoin, Fonction, Comportement,
Structure). Nous avons utilisé le langage EXPRESS-G pour notre modélisation. Rappelons
que EXPRESS-G est la notation graphique du langage EXPRESS.
Pour une entreprise qui conduit plusieurs projets de développement de produit, il est
nécessaire de les distinguer. Le modèle Projet réalise ce but. Au même temps qu’il sépare les
projets, il réunit plusieurs points de vue de tous les experts participants à ce projet. Le modèle
RelationP permet d’inter-relier les projets entre eux ou découper un grand projet en autres.
Le modèle Projet va permettre la capture de tous les points de vue sur un projet donné. Il va
permettre par la suite de rédiger un compte-rendu du projet. Ce compte rendu contient par
exemple la traçabilité des choix réalisés et les retours d’expérience relatifs au projet terminé.
Le modèle de Point-de-Vue définit le groupe d’acteurs d’une discipline. Il permet de
distinguer les informations de chaque métier. Il donne aussi à une équipe d’experts la
possibilité d’accéder aux points de vue d’une autre équipe pour obtenir des informations ou
même pour évaluer les solutions voire réaliser des propositions. Les attributs associés à ce
modèle sont : Nom et Description. L’attribut Nom représente l’acteur donnant son point de
vue, et l’attribut description représente le point de vue de l’acteur concerné.
Le modèle RelationBF représente la liaison entre les informations issues des modèles de
Besoin et de Fonction. Les deux autres modèles assurent la liaison entre les modèles de
Fonction et de Comportement, puis de Comportement et Structure. Ces liaisons entre modèles
de base (Besoin, fonction, etc.) sont importantes pour pouvoir vérifier dans tous les processus
de conception et de fabrication si le produit correspond bien aux besoins initiaux du client
avant d’en débuter la fabrication.
Nous détaillons ci-après les modèles de base (Besoin, Fonction, Comportement, Structure).
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 73
3.1.1 Modèle de Besoin
Le modèle de Besoin a pour objectif d’exprimer les besoins de chaque acteur participant au
développement du produit. La définition d’acteur est ici plus générique que d’habitude. Il peut
s’agir du Consommateur, Concepteur, Fabricant, etc. Ainsi, ce modèle va permettre de :
• s’assurer que le produit reste orienté vers les besoins des acteurs,
• assurer la vérification par la cohérence des besoins globaux,
• sauvegarder le savoir acquis par la création d’archives des besoins avec les fonctions
ayant été utilisées pour les satisfaire,
• créer une base de fait permettant de justifier les spécifications du produit (Fonction,
Comportement, Structure, etc) plus tard dans le processus de développement,
• hiérarchiser les besoins : besoins primaires, secondaires, etc,
• donner une importance relative aux besoins.
La figure 4.4 représente le modèle des besoins exprimé en langage EXPRESS-G. L’entité
Besoin est composée des entités ParamètreD’ingénierie, Relation-Besoin et des attributs Nom
et PoidsD’importance.
Figure 4.4 - Modèle de Besoin exprimé en EXPRESS-G
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 74
L’entité ParamètreD’ingénierie représente les valeurs imposées par le besoin. Les attributs
associés sont : (1) le Nom du paramètre, (2) le Type du paramètre (entier, réel, booléen,
alphabétique, etc), (3) la Nature du paramètre pouvant être électrique, mécanique, thermique
ou autres, (4) l’unité de mesure relative au paramètre, (5) l’Intervalle de valeurs spécifiant les
bornes minimales et maximales des valeurs que le paramètre peut avoir. Un exemple
illustratif d’une définition de paramètre est donné par le tableau 4.1 :
Nom Puissance du moteur
Type Entier
Nature électrique
Unité KW
Intervalle-valeurs [4 110]
Tableau 4.1 - Définition partielle d’un paramètre d’un moteur électrique
Enfin, l’entité Relation-Besoin définit la relation de décomposition Père-Fils entre les besoins.
Ci-dessous, nous avons représenté le modèle de Besoin selon le langage EXPRESS :
TYPE Nature = STRING; END_TYPE; -- STRING TYPE Unité = STRING; END_TYPE; -- STRING TYPE Type = STRING; END_TYPE; -- STRING ENTITY Besoin; Paramètre_D'ingénierie : SET [ 1 : ?] OF ParamètreD'ingénierie; Nom : STRING; PoidsD'Importance : STRING; END_ENTITY; -- Besoin ENTITY Paramètre D'ingénierie; Type : Type ;
Nature : Nature; Unité : Unité; Nom_Paramètre : STRING; Intervalle_Valeurs : STRING; END_ENTITY; -- ParamètreD'ingénierie ENTITY Relation-Besoin; Fils : Besoin; Père : Besoin; END_ENTITY; -- Relation-Besoin
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 75
3.1.2 Modèle Fonctionnel
C’est à cette étape que l’on doit se poser la question « Comment ? » pour la première fois. En
effet, on va ici réfléchir sur la façon de satisfaire les besoins exprimés dans le modèle de
Besoin. Pour satisfaire à un besoin, on définira une ou plusieurs fonctions.
En général, un concepteur détermine d’abord la fonction ou les fonctions principales du futur
produit. Puis, il décompose les fonctions en sous-fonctions jusqu'à la description complète du
produit selon cette vue. Le processus de décomposition produit un réseau de fonctions.
Ensuite, si l’on se situe dans le cas d’une conception « routinière » (modification ou
adaptation d’une solution existante à un besoin particulier), le concepteur utilise un catalogue
pour sélectionner l’élément fonctionnel le plus adéquat (un composant ou un ensemble de
composants) pour la réalisation adéquate de chaque sous-fonction. A partir de là, on obtient
une solution déduite de ces éléments sélectionnés.
Nous suggérons l’ordre suivant de construction de ce modèle:
(a) Spécification des fonctions,
(b) Décomposition des fonctions en sous-fonctions,
(c) Mise en place des conditions de réalisation (qualification des contraintes),
(d) Mise en place des contraintes.
Notre modèle représente le réseau des fonctions en montrant comment la relation Père-Fils
entre fonctions. Il est conçu pour permettre ensuite une analyse pour vérifier la consistance
des relations entre les fonctions. Par exemple, une lampe a comme fonction père de fournir la
lumière. Pour la réalisation de cette fonction, il faut arriver à une sous-fonction qui est
d’établir le contact. Si l’utilisateur du système oublie de prévoir cette dernière fonction, il
devrait être averti qu’il manque une sous-fonction nécessaire. Un autre point important est
que ce modèle permet de représenter les contraintes d’une fonction. Un exemple est le relais
d’une machine qui a pour fonction le chargement d’une batterie. Si le chargement dépasse 12
V, le relais intervient en l’arrêtant. La sous-fonction d’arrêt de la machine devra être
représentée par une entité qui sera explicitée ensuite.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 76
La figure 4.5 montre en langage EXPRESS-G notre modèle fonctionnel. L’entité Fonction est
composée des entités Condition-de-Réalisation, Contrainte, Relation-Fonctions et l’attribut
Nom.
L’entité Condition-de-Réalisation est composée de l’attribut Nom qui représentera la
condition de réalisation qui sera utilisée pour en faire l’analyse postérieure. L’entité
Contrainte est composée de l’attribut Nom qui représentera les restrictions des fonctions. Et
finalement l’entité Relation-Fonctions définira la relation Père et fils des fonctions.
Figure 4.5 - Représentation du Modèle Fonctionnel en utilisant le langage EXPRESS-G
Ci-dessous, le modèle fonctionnel exprimé en langage EXPRESS.
ENTITY Fonction; Nom : STRING; Liste_Cond : SET [ 1 : ? ] OF Condition_de_Réalisation; Liste_Cont : SET [ 1 : ? ] OF Contrainte; END_ENTITY; -- Fonction ENTITY Condition_de_Réalisation; Nom : STRING; END_ENTITY; -- Condition_de_Réalisation ENTITY Contrainte; Nom : STRING; END_ENTITY; -- Contrainte ENTITY Relation fonctions; Fils : Fonction; Père : Fonction; END_ENTITY; -- Relationfonctions
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 77
3.1.3 Modèle Comportement
Ce modèle décrit les manières de faire ou réaliser une fonction. Une illustration en a été
donnée par le cas de l’ascenseur, figure 4.2.
Figure 4.6 - Modèle de Comportement représenté par le langage EXPRESS_G.
La figure 4.6 illustre ce modèle. L’entité Comportement est composée de l’attribut Nom qui
représente la manière de réaliser une fonction. Dans le cas de l’ascenseur (Figure 4.2) nous
pouvons définir pour la fonction « Déplacement vertical » les comportements « Tirer » ou
« Pousser ».
L’entité Relation-Comportement définit le lien entre les comportements. En effet, Un
comportement peut avoir une relation de père ou de fils d’un autre comportement.
Ci-dessous, le modèle de Comportement exprimé en langage EXPRESS.
ENTITY Comportement; Nom : STRING; END_ENTITY; -- Comportement ENTITY Relation Comportement; Père : Comportement; Fils : Comportement; END_ENTITY; -- RelationComportement
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 78
3.1.4 Modèle de Structure
Ce modèle, important pour les concepteurs, représente la description physique du produit.
Cela veut dire que la forme ou géométrie, les composants, la taille de chaque sous-ensemble
ou pièce, le produit assemblé ou désassemblé montrant chaque caractéristique, les tolérances
des parties mécaniques, les modes de fixation (souder, viser, river etc.) et les différents types
de matériaux qui constituent le produit, vont être tous représentés de manière précise dans ce
modèle.
Nous avons directement utilisé les modèles de la norme STEP pour représenter le modèle de
structure. Un produit est défini dans le modèle de données de STEP comme « une chose ou
substance élaborée par un processus naturel ou artificiel » [ISO94c]. Chaque pièce ou
assemblage qui contribue à un produit est aussi considéré comme un produit. Une voiture est
un produit, ses roues et assemblages du moteur sont considérés comme d’autres produits.
Chacun de ces produits peut être décomposé en produits (composants ou sous ensemble).
La figure 4.7 donne une vue du modèle de données de produit STEP. A cause du nombre
important des entités définies dans chaque partie de STEP, nous n’y avons représenté que les
entités les plus importantes.
L’entité product représente le produit dans STEP. Les attributs de cette entité définissent
l’identificateur, nom, description textuelle et la discipline (domaine) de l’application de
produit.
Comme la forme et la fonction du produit changent dans le temps, chaque version ou
historique du produit doit être décrite et doit être traçable dans le modèle. L’instance de
l’entité version de produit product_version est utilisée pour décrire l’évolution du produit
dans le temps (traçabilité de la conception).
Pour représenter les connexions entre le produit et les informations liées au produit, comme
assemblage, tolérance et représentation de la forme, etc., les entités Product-definition et
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 79
product-definition-relationship sont définies. L’entité product-definition-relationship peut
être utilisée pour représenter la relation d’assemblage. Cette entité a deux attributs related et
relating. Le produit référencé par relating représente l’assemblage et le produit référencé par
related définit un élément d’assemblage, par exemple : voiture (relating) et moteur (related).
Figure 4.7 - Modèle de structure exprimé en EXPRESS-G
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 80
Le modèle de produit doit être capable de décrire le produit pendant tout son cycle de vie.
L’entité Product-définition permet de caractériser une version particulière de la définition
d’un produit par rapport à un contexte applicatif. Un produit peut avoir plusieurs définitions :
une définition dans un contexte de conception fonctionnelle, une autre définition dans un
contexte de conception détaillée, etc. A cet effet, cette entité référence un contexte de
définition de produit dans une position donnée dans le cycle de vie du produit.
Les produits peuvent appartenir à des catégories spécifiques de produits. L’entité product-
category représente le type de catégorie d’un produit et l’entité product-category-relationship
permet de définir des liens entre différentes catégories de produit.
La configuration des relations dans un produit ou entre différents produits n’est pas suffisante
pour représenter la structure complète de produit. D’autres représentations comme la
géométrie, les tolérances, les matériaux, la cinématique sont nécessaire. L’une des
représentations qui est nécessaire et essentielle pour l’analyse d’ingénierie est la
représentation de la forme du produit.
Dans la figure 4.7, nous avons montré la relation entre la structure de produit et les
représentations de la forme de produit. Cette vue est extraite de la partie 41 (description de
produit) [ISOc94], la partie 43 (structures de représentation) [ISOd94] [ISOe94] et la partie
42 (représentation de géométrie et topologie) des documents de STEP.
L’entité shape_definition_representation établit la relation entre le produit et sa représentation
de forme. Cette entité permet l’indépendance entre la structure de produit et sa représentation
de forme, ce qui permet d’avoir de multiples représentations de la forme pour un produit.
Product_definition_shape est utilisé pour identifier chaque instance de product_definition.
L’entité representation référence les entités de base de géométrie ou les modèles
géométriques. Les représentations peuvent être organisées en relation avec les autres formes
au travers de l’entité representation_relationship. Par exemple, un arbre et un roulement
peuvent être géométriquement liés.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 81
La définition de la forme dans STEP peut être utilisée pour décrire les informations de
produits comme traitement de surface et tolérance. Par exemple l’entité shape-aspect dénote
l’apparence géométrique de produit. L’information de tolérance est représentée par une entité
DT_shape_aspect qui est une sous-classe de shape_aspect.
Cependant, la représentation de l’assemblage de produit proposée dans le modèle de structure,
est insuffisante pour le fabricant. En effet, la connaissance du métier de fabricant est
fortement influencée par les caractéristiques de l’assemblage. Un modèle de structure doit de
permettre une représentation détaillée de l’assemblage d’un produit afin que le fabricant
puisse déterminer parallèlement le processus de fabrication et en analyser sa faisabilité. Ainsi,
la qualité de la conception se voit améliorée, et le temps de développement du produit réduit.
Nous avons constaté que les liaisons physiques entre les différents composants entrant dans
l’assemblage d’un produit ne sont pas prises en compte dans le modèle de structure de STEP
présenté au-dessous. Il n’y a pas en particulier de représentation des liaisons entre les features
géométriques des composants. Une entité ou feature est la forme géométrique pour laquelle
un processus de fabrication est connu. La notion de feature est une forme naturelle de
communication entre le concepteur et le fabricant, c’est le point commun de rapprochement
entre les modèles de description de la structure du produit (travail du concepteur) et les
modèles de préparation à la fabrication (travail du fabricant). Il existe plusieurs types d’entités
dans la littérature (entité de peau, entité squelette, entité d’assemblage, entité topologique,
entité d’usinage, etc) [GAM98]. C’est l’entité d’assemblage que nous considérons dans cette
partie de l’étude. La modélisation des assemblages par entités consiste à représenter
l’assemblage sous la forme d’une géométrie en prenant compte les relations spatiales
existantes entre les composants.
Plusieurs travaux de recherches menés par STEP dans le domaine de la modélisation
d’assemblage de Produit, sont en cours de validation [ISO01]. Mais à l’heure actuelle aucun
d’eux n’a été normalisé. Nous nous inspirons de ces recherches, pour proposer un modèle
d’assemblage qui va permettre de représenter les différents composants entrants dans
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 82
l’assemblage d’un produit ainsi que leurs liaisons physiques et géométriques, et en assurant la
cohérence avec le modèle de structure.
Ces travaux ont tout d’abord commencé par proposer une nouvelle représentation
hiérarchique de la structure d’un Produit. En effet, un Produit assemblé (assembly) est
composé de nombreuses pièces (parts), parfois regroupés en sous-ensembles (Sub-Assembly),
ce qu’illustre la figure 4.8.
Figure 4.8 - Structure hiérarchique d’un Produit assemblé
Afin de représenter cette nouvelle structure hiérarchique dans STEP, trois nouvelles entités
ont été créés. Ces trois entités représentées dans la figure 4.9 sont : (1) Assembly_definition
qui représente le produit assemblé (assembly), (2) Sub_assembly_definition qui représente les
sous-ensembles du produit assemblé, (3) piece_part_definition représente les pièces du
produit assemblé. Ces trois entités sont des sous-types de l’entité Product_Definition
présentée dans le modèle de structure (Figure 4.7).
Le lien entre assembly_definition, sub_assembly_definition et piece_part_definition est
représenté par l’entité next_assembly_usage_occurrence (sous-type de
product_defintion_relationship). En effet, cette entité représente le lien entre un produit
assemblé, ses sous-ensembles et ses pièces.
Produit assemblé
Sous-Ensemble Pièce
Sous-EnsemblePièce
PiècePièce
….
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 83
Figure 4.9 - Modèle d’Assemblage exprimé en EXPRESS-G
Afin de représenter les différentes liaisons physiques entre un couple de composants, L’entité
component_association, (sous-type de Product_definition_relationship) a été définie. L’entité
component_association exprime à travers l’entité component_association_relationship la
liaison physique entre deux composants (component 1 et component 2). La nature ou le type
de la liaison entre les deux composants sont représentés par l’entité connection.
Pour représenter la liaison entre les features géométriques de deux composants, nous avons
défini l’entité assembly_feature_association (sous-type de l’entité shape_aspect). En effet
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 84
l’entité assembly_feature va permettre à travers l’entité
Assembly_feature_association_relationship d’associer à deux composants (composant1 et
composant2) ces deux features géométriques (feature 1 et feature2 ). L’entité connection peut
là aussi être utilisé pour déterminer la nature de la liaison entre les deux features (Fixe,
Intermittent, etc).
3.2 Modèle de Processus
Bien que le concept de processus soit partagé par tous les spécialistes, sa définition, sa
typologie et sa description varient d’un domaine à l’autre (informaticiens, automaticiens,
gestionnaires, etc.). Le paragraphe suivant identifie trois types de processus de base des
entreprises et en donne une définition.
3.2.1 Types de processus en entreprise
[DEN95] distinguent trois types de processus : les processus matériels ("material processes")
(également appelés processus physiques), les processus informationnels ("information
processes" ) et les processus métiers ("business processes") :
1. Les processus matériels : ces processus se caractérisent par la manipulation, l'assemblage,
la livraison, la transformation, la mesure et le stockage d'objets physiques. Les processus
matériels lient entre elles des activités humaines ou automatisées, localisées dans le
monde physique. Il ne s'agit donc pas d'activités administratives, intellectuelles ou
spirituelle (quoique l'on puisse se poser la question de savoir si l'activité de rédaction d'un
livre est plutôt une activité intellectuelle ou une activité matérielle puisqu'elle a pour
conséquence immédiate la production d'un document physique). Pour [DEN95], la mise
en œuvre d'un processus matériel doit nécessairement aboutir à la production d'objets
physiques.
2. Les processus informationnels : les processus informationnels relient entre elles des
activités automatisées (exécutée par des programmes) ou semi-automatisée (accomplies
par des humains en interaction avec des programmes). Ces activités créent, traitent, gèrent
et fournissent de l'information. L'infrastructure de base des processus informationnels est
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 85
fournie par les systèmes d'information de l'entreprise, tels les Systèmes de Gestion de
Bases de Données, les systèmes de gestion de transaction, etc.
3. Les processus métiers : Selon [SHE96] et [DAV90], un processus métier est une
collection d'activités consommant des entrées (matériels, finances, données,...) et délivrant
un ou plusieurs résultats à orientation économique ("business result") ou à forte valeur
ajoutée pour l'entreprise. Un processus métier représente la façon dont un travail est
réalisé plutôt que l'organisation des personnes et des services, traversant les barrières
hiérarchiques et structurelles de l'entreprise. Pour [GEO95], les processus métiers se
situent à un niveau conceptuel plus élevé que les deux types précédents de processus de
part leur orientation économique. Par suite, un processus métier peut mettre en œuvre
d'autres processus, de type informationnel et/ou matériel, si leur réalisation permet
d'atteindre l'objectif qui est associé au processus métier. L'expression de "processus
métier" est l'une des nombreuses traductions de "business process" que l'on peut
rencontrer dans la littérature francophone. D'autres traductions possibles et intéressantes
sont par exemple "processus opérationnel", proposée par Vernadat [VER99], processus
d'entreprise, que l'on retrouve dans le lexique de la Workflow Management Coalition
(WfMC) [WFM99] ou encore "processus stratégique", que l'on retrouve dans [ZAR97b].
Remarquons que pour F. Vernadat, la notion de processus opérationnel adopte un sens
plus global et concerne tout processus d'intérêt pour l'entreprise. Néanmoins l'expression
"processus métier", employée entre autres dans la revue "Le Monde Informatique" nous
semble convenir le mieux. En effet, l'expression "processus métier" indique que le
processus en question est directement lié au métier de l'entreprise qui le met en œuvre. Par
métier on comprend l'ensemble des compétences d'une entreprise, son domaine d'activité,
qui se traduisent par l'offre d'un ensemble de services, produits ou artefacts, dont la
consommation par des clients lui permet de se pérenniser et de se développer.
Les processus auxquels on s’intéresse correspondent aux processus de fabrication qui peuvent
toutefois être rapprochés aux processus matériels. Pour modéliser ces processus, nous nous
inspirons ainsi de la littérature de modélisation et d’intégration d’entreprise, fort riche des
développements qui ont été menés dans divers projets nationaux [GZA00], européens et
internationaux (CIMOSA) mais aussi de plusieurs travaux normatifs menées par le CEN
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 86
(Comité Européen de Normalisation) et l’ISO (International Standard Organisation). Dans la
section suivante, nous étudions les différents concepts liés à la modélisation d’un processus.
3.2.2 Définition du concept de Processus
Plusieurs définitions du concept de processus ont été proposées. Nous étudions dans ce qui
suit certaines d’entre elles.
En terme de travaux normatifs, l’ISO définit un processus comme « Un ensemble de moyens
(personnels, équipements, méthodes, etc.) et d’activités liées qui transforment des éléments
entrants (inputs) en éléments sortants (outputs), tout en créant de la valeur ajoutée ».
[HAM93] rejoint cette définition en présentant le processus comme « une suite d’activités qui,
à partir d’une ou de plusieurs entrées, produit un résultat représentant une valeur pour le
client ».
[HAR91] précise qu’un processus désigne toute activité ou groupe d’activités qui prend une
entrée, lui ajoute de la valeur et fournit une sortie à un client interne ou externe. Par ailleurs,
un processus utilise des ressources de l’organisation pour fournir des résultats définitifs.
[LOR97] présente un processus comme un ensemble d’activités reliées entre elles par des flux
d’information ou de matière, qui se combinent pour fournir un produit matériel ou immatériel
important et bien défini.
Ces définitions se rejoignent ainsi sur la définition du processus comme un ensemble
d’activités liées qui transforment, à l’aide de ressources des éléments entrants en éléments
sortants pour créer de la valeur ajoutée.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 87
En considérant la définition de [ELM97] qui présente un processus comme « une
combinaison d’activités mobilisant des savoir-faire multiples se déroulant dans le temps et
étant finalisé par un objectif , une notion supplémentaire d’objectif, est alors introduite.
L’objectif est la raison d’être de l’activité. Cette notion d’objectif se retrouve également dans
la définition proposée par [VER99] où un processus est une succession de tâches qui
contribuent à la réalisation des objectifs de l’entreprise. Il précise par ailleurs que de manière
générale, un processus peut être défini comme un enchaînement d’activités à exécuter pour
atteindre un objectif donné. Cet enchaînement forme ce qu’il est convenu d’appeler le flux de
contrôle du processus, c’est à dire sa logique d’exécution.
Ainsi, aux caractéristiques précédemment dégagées pour le processus, s’ajoute la notion
d’objectif d’un processus qui correspond à un résultat à atteindre.
Dans la suite de cette section nous détaillons les principales caractéristiques d’un processus
que nous venons d’identifier, à savoir les notions de composants du processus (les activités,
les entrants et sortants, les ressources, etc.)
3.2.3 Les composants du processus
3.2.3.1 L’activité
Toutes les définitions présentées précédemment s’appuient sur le concept d’activité comme
élément de décomposition de processus. Or, Il arrive souvent dans la littérature, que les
auteurs emploient le terme tâche au lieu d’activité. Le sens de ce mot est souvent dépendant
du contexte ou il est employé et de sa compréhension par l’auteur. Certains spécialistes
appellent « tâche » tout élément d’un processus qui représente un travail ou un ensemble de
travaux. Ainsi, une tâche peut être une activité (telle que nous l’avons définie), un processus
étant alors composé de tâches.
D’autres personnes utilisent indifféremment tâche et activité pour désigner le même concept.
Si l’on souhaite approfondir le terme, il est possible de définir la tâche comme étant un travail
affecté à une ressource, dont la réalisation est en général au moins soumis à une contrainte
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 88
temporelle. La réalisation d’une tâche permet d’atteindre un objectif. Le travail permettant de
réaliser la tâche est alors appelé activité.
Ainsi, nous considérons qu’un processus est composé d’activités. Une activité peut être par
ailleurs soit décomposable et elle se décompose alors en d’autres activités, soit élémentaire.
Ce dernier cas correspond à ce qui est souvent appelé opération.
Dans les définitions de processus étudiées précédemment, les relations entre les activités d’un
processus ont été souvent exprimées dans des termes du type : enchaînement (partiellement
ordonné) d’activités, chaîne d’activités, séquence d’opérations, ensemble d’activités, suite
d’activités, etc. [MEN93] distingue trois types de relations entre les activités :
• Relation de succession (les sorties d’une activité sont nécessaires pour qu’une autre
activité se réalise),
• Partage de ressources (deux ou plusieurs activités utilisent les mêmes ressources et
l’exploitation des Ressources par l’une peut influencer la performance de l’autre),
• Simulanéité (les sorties de deux ou plusieurs activités sont nécessaires pour réaliser les
activités suivantes dans le même processus).
Nous nous intéressons en particulier à étudier les relations de succession c’est à dire à
l’enchaînement des activités. Cet enchaînement existe à cause des flux matériels ou
informationnels (désignés généralement par les termes d’input-outputs ou entrées-sorties).
Si certains auteurs considèrent que l’enchaînement des activités est prédéfini (processus
déterministe), d’autres proposent une typologie de processus selon le caractère prédéterminé
ou non de l’enchaînement de ses activités, Ainsi dans [GZA00], on distingue :
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 89
• Les processus structurés : caractérisés par une connaissance quasi-parfaite à la fois de
l’ensemble des activités qui la composent et de leur enchaînement. L’objectif du
processus est parfaitement défini. C’est des processus automatisables.
• Les processus semi-structurés et non-structurés : caractérisés par une connaissance
imparfaite de l’enchaînement des activités. Deux cas se présente :
- Lorsque l’objectif du processus est connu à priori et est parfaitement défini, on parle
de processus semi-structuré. Dans ce cas, le cheminement menant à l’objectif est
déterminé à fur et à mesure du déroulement du processus. C’est un processus où
l’homme prend des décisions sur le choix des activités (parmi un portefeuille
d’activités) et de leur enchaînement et ce selon le résultat, imprévisible, de la phase
précédente.
- Lorsque l’objectif n’est pas connu à priori, on parle de processus non structuré. Dans
ce cas, l’ensemble des activités qui le composent n’est pas également connu.
L’objectif se construit alors progressivement au cours du déroulement du processus et
donc nécessite la création ou le développement d’activités à fur et à mesure aussi.
L’homme prend des décisions sur la détermination de l’objectif et le choix du
cheminement pour atteindre l’objectif (les activités qui permettent de l’atteindre) ainsi
que les capacités à mobiliser.
Pour notre modèle, l’enchaînement des activités sera décrit par des relations de précédence,
deux cas se présentent :
• Une activité a un suivant, ce cas correspond à une séquence d’activités,
• Une activité a plusieurs suivants, ce cas correspond à une activités dont les suivants
peuvent se faire en parallèle.
Par ailleurs, les Activités seront associées à des conditions de transition qui permettront de
conditionner leur enchaînement. Un processus a également une activité de départ qu’il est
important d’identifier. En effet, c’est l’activité de départ qui va lancer le déroulement du
processus.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 90
3.2.3.2 Les entrants / sortants d’un processus
Les entrants/sortants d’un processus sont les objets sur lesquels agit l’activité pour réaliser
son objectif. La réalisation d’une activité consiste donc à transformer un élément d’entrée en
élément de sortie sous certaines conditions. On parle souvent de condition de transition
(transition condition). Une condition de transition est le critère régissant la progression ou le
changement d’état d’une activité ou le passage à l’activité suivante.
Une condition peut figurer avant ou après une activité ou un ensemble d’activités. Dans le
premier cas, il s’agira d’une précondition. Une précondition représentera la condition de
départ. Dans le second cas, il s’agira d’une postcondition. Une postcondition peut être
occasionnée par l’exécution d’une activité afin d’être prises en compte pour le bon
déroulement de l’exécution des activités suivantes.
3.2.3.3 Les Ressources
Les ressources représentent l’ensemble des intervenants lors du déroulement du processus
qu’ils soient humains, ou matériels (Machines, Applications Informatiques).
Notons qu’en terme de ressources humaines, GZARA [GZA00] parle plutôt d’acteurs que des
personnes physiques. Un acteur correspond à un profil particulier de personnes physiques
dans l’entreprise. Ainsi plusieurs personnes physiques peuvent correspondre au même acteur.
A titre d’exemple, un chef de bureau d’étude, un méthodiste, un responsable de ligne sont des
acteurs différents. Cette façon d’organiser les ressources humaines garantit une stabilité de la
modélisation des processus concernés en évitant de redéfinir les ressources d’un processus à
chaque changement de fonction des personnes physiques.
Une notion de rôle est rattachée au fonctionnement des ressources. Cette notion est essentielle
car une même ressource peut intervenir dans le processus selon différents rôles en fonction de
l’activité considérée.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 91
3.2.3.4 L’état
Ajoutons également le concept Etat. Tout au long de l’exécution des divers processus
rattachés au produit, celui-ci change d’état au fur et à mesure de l’exécution des différentes
activités et décisions prises lors de ces processus.
3.2.3.5 Synthèse
La figure 4.10 modélise l’ensemble des concepts et des relations inter-concepts utilisés pour
modéliser le processus.
Figure 4.10 - Modèle de Processus exprimé en EXPRESS-G
L’entité Processus est composée des attributs : Nom, Activité_Départ, et Etat_Processus.
L’attribut Nom représente le nom du processus. L’attribut Activité_Départ représente
l’activité qui déclenche le début du processus. L’attribut Etat_Procesus permet de suivre
l’évolution du processus dans le temps.
L’entité Activité est composée des attributs : Nom, Objectif, activité_suivante, et
activité_composite. L’attribut Nom représente le nom de l’activité, l’attribut objectif
représente la raison d’être de l’activité ou la tâche à réaliser. L’attribut activité_suivante
spécifie quelle est l’activité associée à une activité pour définir la suite de l’agencement du
processus. Enfin l’attribut activité_composite traduit le lien entre une activité décomposable
et les activités qui la composent.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 92
L’entité Ressource représente les ressources nécessaires pour exécuter une activité. Il peut
s’agir comme on l’a vu plus haut d’une ressource humaine ou de ressources matérielles. Les
attributs de l’entité Ressources sont les suivants : le Nom de la Ressource, les Fonctionnalités
traduisant la liste des services que la ressource présente et met à disposition du processus, le
rôle qui représente les fonctions d’une ressource dans l’activité à laquelle elle participe et
enfin l’attribut Etat_Ressource permettant de spécifier si la ressource est libre, occupé dans
l’exécution d’une activité, etc.
L’entité Donnée représente les éléments Entrants/Sortants sur lesquels agit l’activité pour
réaliser son objectif. Enfin, l’entité Condition de Transition représente les contraintes et les
conditions qui permettent de passer d’une activité à l’autre.
Ci-dessous le modèle de processus exprimé en EXPRESS-G.
TYPE Etat = String; END_TYPE; -- String TYPE Rôle = STRING; END_TYPE; -- STRING ENTITY Activité; Ressource : SET [ 1 : ? ] OF Ressources; Nom : String; Objectif : String; Etat_Activité : Etat; END_ENTITY; -- Activité ENTITY Activité_Départ SUBTYPE OF ( Activité ); END_ENTITY; -- Activité_Départ ENTITY Processus; Etat_Processus : Etat; Nom : String; activité_départ : Activité_Départ; END_ENTITY; -- Processus ENTITY Ressources; rôle : SET [ 1 : ? ] OF Rôle; Etat_Ressource : Etat; Fonctionnalités : STRING; Nom : STRING; END_ENTITY; -- Ressources ENTITY activité_composite SUBTYPE OF ( Activité ); END_ENTITY; -- activité_composite ENTITY activité_suivante SUBTYPE OF ( Activité ); END_ENTITY; -- activité_suivante
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 93
3.3 Couplage entre le modèle de Produit et Processus
La connaissance liée au couple Produit-Processus, doit nécessairement être formalisée. En ce
qui concerne la formalisation de cette connaissance, elle semble pouvoir être supportée par le
modèle de structure, car par définition et comme on vient de le voir, le modèle de Structure
permet de représenter toutes les connaissances liées à la fabrication, comme par exemple, les
éléments d’entrées et sorties des activités, les informations de tolérance, les formes
géométriques (Features), l’assemblage, etc.
La figure 4.11 représente le lien entre le modèle de Produit et le Modèle de Processus. Ce lien
va permettre de construire une base de connaissances par la création d’archives de structures
de produit avec les processus ayant été utilisés pour les satisfaire tout au long du processus de
fabrication. Ce lien va permettre aussi d’assurer la cohérence entre la conception et la
fabrication.
Figure 4.11 – Couplage entre le modèle de Produit et de Processus
4. Exemple de développement d’un connecteur électrique.
L’exemple de développement d’un connecteur électrique va illustrer l’ensemble de modèles
précédemment présentés. L’exemple part de l’instant de la décision stratégique de constituer
le groupe de projet.
4.1 Constitution du groupe de projet
Ce sont les spécificités du produit à développer qui conditionnent la constitution du groupe de
projet. Deux démarches sont généralement utilisées.
La première consiste en la nomination d’un chef de projet qui va choisir alors son groupe de
projet. La deuxième démarche consiste à constituer le groupe projet. Le chef de projet ressort
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 94
de ce groupe. C’est généralement le cas dans des structures plus réduites et des projets de
petite taille où il est difficile d’extraire impérieusement des individus pour les mettre sur un
nouveau projet sans créer de déséquilibres dans les structures de l’entreprise.
Dans les deux cas il faut créer un groupe efficace qui présente toutes les garanties de succès
pour les objectifs visés. La démarche consiste :
• à lister les disciplines nécessaires au projet (en partant des objectifs),
• pour chacune de ces disciplines à lister les compétences nécessaires au projet,
• d’établir les critères de choix des membres du groupe de projet en tenant compte des
spécificités du projet,
• de faire les choix.
Chacune des compétences nécessaires au projet est donc sous la responsabilités d’un membre
du groupe et d’un seul. Ce qui ne veut pas dire que le membre du groupe a toutes les
compétences de sa responsabilité. Les membres du groupe ont été choisis en plus de la qualité
humaine de communication et de meneurs d’hommes, pour leurs compétences spécifiques à
ce projet là. Par ailleurs, c’est les membres du groupe de projet qui vont pouvoir exprimer
leurs points de vue tout au long du développement du produit.
Disciplines Compétences Membre responsable
Electricité - Transport du courant - Isolement - Polarisation - …
Monsieur X
Chef service électrique
Mécanique - Manipulabilité - Assemblage - Protection - …
Monsieur Y
Responsable études mécaniques
Traitement de signal - Résistance à l’abrasion - Revêtement - Cuivrage - …
Monsieur Z
Ingénieur spécialisé
Economie/Marketing/Vente - Logistique - Planning - Achat - …
Monsieur W
Responsable Marketing
Tableau 4.2 - Démarche de constitution du groupe de projet de développement du connecteur
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 95
Le tableau 4.2 illustre l’ensemble de disciplines, les compétences ainsi que les personnes
responsables qui ont été choisis pour le développement d’une nouvelle gamme d’un
connecteur électrique.
4.2 Instanciation du modèle de besoin
La figure 4.12 représente l’instance du modèle de Besoin selon les deux points de vue du
consommateur et du fabricant pour le même besoin. Nous pouvons voir que la manière de
considérer un même besoin par différentes personnes appartenant à différents domaines sont
distinguées.
Figure 4.12 – Instanciation du Modèle de Besoin par deux points de vue différents
Le consommateur est préoccupé par l’apparence du produit, la facilité de le transporter, de
l’installer et de le stocker, par son prix et sa performance. La vision du fabricant est tournée
vers la facilité de fabrication, le coût de fabrication, le budget pour le réaliser, la quantité à
produire, la géométrie (de préférence non complexe) et la fréquence de fabrication, sur toute
l’année ou une partie seulement.
Besoin de transmettre les signaux
Besoin du point de vue du consommateur Besoin du point de vue du fabricant
Performancedu Produit
Apparence Coût Interface avecL’Homme
PerformanceFonctionnelle
Contraintede dimension
Mécanique
Electrique
Taille Forme
AdaptationPhysique à
d’autres produits
Facile àRéparer
Facile àTransporter
Facile pourmagasiner
Facile àinstaller
SûretéBon agencementdu produit
Pièce légère
Facile àFabriquer
Quantité àfabriquer
Le temps /date pour
livrerproduit
Produit desaison
Productionfréquente
Créditdisponible
pour faire lafabrication
La manièred’assembler
Descriptiondu produit
La géométrie /La forme
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 96
4.3 Instanciation du modèle Fonctionnel
La figure 4.13 représente le modèle fonctionnel selon trois points de vue, celui du
mécanicien, de l’électricien et du thermicien. Ce modèle va permettre d’identifier par exemple
à partir d’un besoin initial (Fournir une jonction électrique démontable), l’ensemble des
fonctions et sous fonctions du Produit à concevoir La fonction principale du Produit a été
donc décomposée en trois sous-fonctions : Mécanique, Electrique et Thermique. En
poursuivant la création du modèle, nous avons déterminé trois sous-fonctions pour la partie
mécanique (Protection Produit, Fixation, Manipulabilité), plus trois pour la partie électrique
(Protection Electrique, Conduite Electrique, Protection Electromagnétique). Et enfin, une
sous-fonction pour la partie thermique (Eviter l’échauffement).
Figure 4.13 – Instanciation du Modèle Fonctionnel et son lien avec le modèle de Besoin
Si nous affinons encore le modèle, nous pouvons trouver encore plus de sous-fonctions. Par
exemple, nous pouvons découper la fonction manipulabilité en Préhension et Adhérence
Manuelle. Préhension représente la facilité de saisir et de manipuler le dispositif. Adhérence
Fournir une jonctionélectrique démontable
Conduiteélectrique
Protection électrique
FonctionElectrique
Protection électro-
magnétique
Isolation électrique
Protéger personnes
Limiter fuites
électriques
Protéger Produit
Fixer
Fonction Mécanique
Manipulabilité
Fixer le connecteur
sur la machine
Fixer le câble
Fixer les contacts
Eviter L’échauffement
Fonction Thermique
Besoin
Fonctions
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 97
Manuelle représente les parties de l’objet qui ont besoin d’une adhérence pour la réalisation
d’un but. Par exemple, l’écrou possède une forme extérieure qui facilite l’adhérence manuelle
permettant de le tourner facilement pour le verrouiller. La fonction Protection peut être
découpée en : Protection-Choc et Compression et Protection-Corrosion. La première a pour
fonction de protéger les composants du produit contre les chocs ou une compression
provenant de l’extérieur. La deuxième représente la protection contre la corrosion d’origine
interne ou externe. De cette manière il est possible de parvenir à un modèle complexe en
continuant la décomposition des fonctions. Plus complexe sera le modèle, meilleure sera la
représentation du produit final.
4.4 Instanciation du modèle de Comportement
A partir du modèle Fonctionnel, les experts vont pouvoir proposer des comportements. Ces
comportements vont leur permettre par la suite de définir les composants de la structure finale
du produit. La figure 4.14 représente l’ensemble des instances du modèle de comportement et
leurs liens avec les instances du modèle Fonctionnel.
Figure 4.14 – Instanciation du modèle de Comportement et son lien avec le modèle Fonctionnel
Conduiteélectrique
Protection électrique
Fonction Electrique
Protection électro-
magnétique
Isolation électrique
Protégerpersonnes
Limiter fuites
électriques
Protéger Produit
Fixer
Fonction Mécanique
Manipulabilité
Fixer le connecteur
sur la machine
Fixer le câble
Fixer les contacts
EviterL’échauffement
FonctionThermique
En assurantun contact
Mâle-Femelle
En choisissantdes matières
adéquates
En les maintenant avec une
matière en plastique
En serrant le câble avec un
serre câble
En fixant l’embasse avec des
vis
En couvrant le connecteur avec des matières
résistantes
En empêchant le contact avec les parties
électriques
En isolantles
contacts
Com
portements
Fonctions
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 98
4.5 Instanciation du modèle de Structure
Cette fois-ci, à partir des instances du modèle de comportement, le concepteur va pouvoir
définir les différents composants de la structure du produit. La figure 4.15 représente les
différents composants définis à partir des différents comportements.
Figure 4.15 – Instanciation du modèle de Structure et son lien avec le modèle de Comportement
Enfin, à partir de l’ensemble de composants définis dans le modèle de structure, le concepteur
va pouvoir instancier le modèle d’assemblage du produit final, ainsi que les liaisons physiques
et géométriques entre les différents composants, ce qu’illustre la figure 4.16.
Avant de passer à la fabrication finale du produit, le fabricant va devoir en premier lieu
analyser et vérifier la faisabilité du produit. Le fabricant doit veiller à ce que le produit reste
faisable au fur et à mesure que la définition de la structure et l’assemblage du produit
avancent. Le fabricant devra donner ces points de vue au concepteur afin que ce dernier
puisse les prendre en compte.
En assurant un contact
Mâle-Femelle
En choisissant des matières
adéquates
En les maintenant avec une
matière en plastique
En serrant le câble avec un
serre câble
En fixant l’embasse avec des
vis
En couvrant le connecteur avec des matières
résistantes
En empêchant le contact avec les parties
électriques
En isolant les
contacts
Boitier
Contact Mâle
Porte Contact Mâle et Femelle
Contact Femelle
Serre câble
Embase avec des
trous pour vis
Coquille
Plaquette
Structure C
omportem
ents
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 99
Components_association Assembly_feature_1 Assembly_feature_association Assembly_feature2
1 Cylindre Fixe Trou 2 Vice Vissage Ecrou 3 Prisme Intermittent Prisme 4 Prisme Fixe Prisme 5 Cylindre Fixe Trou 6 Trou Fixe Cylindre 7 Trou Intermittent Cylindre 8 Prisme Fixe Prisme 9 Prisme Fixe Prisme
10 Prisme Fixe Prisme 11 Prisme Fixe Prisme
Figure 4.16 – Instanciation du modèle d’assemblage
Connecteur (assembly)
Embasse (sub-ass1)
Fiche (sub-ass2)
Bloc Contact F (sub-ass3)
Corps Embasse (part1)
Isolant (part3) Contact F
(part4)
Ecrou (part2)
Bloc Contact M(sub-ass3)
Boîtier de Fiche
(sub-ass4)
Serre Câble
(sub-ass5)
Isolant(part5)
Contact M(part6)
Douille (part7)
Coquille Ecrou
(part10)
Coquille Couverture
(part11)
Plaquette(part12)
Presse Câble (part8)
Passe Câble (part9)
1
6
2
5
3 4
9
10
11
87
NAU NAU
NAU NAU
NAU
NAU
NAU NAU
Assembly_feature_association
Feature1 Feature1
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 100
La figure 4.17 résume l’ensemble d’instances des Modèles (Besoin, Fonction, Comportement,
Structure) ainsi que leurs liens.
Figure 4.17 - Vue générique sur les instances et liaisons entre modèles
Fournir une jonctionélectrique démontable
Conduiteélectrique
Protection électrique
Fonction Electrique
Protection électro-
magnétique
Isolation électrique
Protéger personnes
Limiter fuites
électriques
Protéger Produit
Fixer
Fonction Mécanique
Verrouiller Mâle-
Fermelle
Fixer le connecteur
sur la machine
Fixer le câble
Fixer les contacts
Eviter L’échauffement
Fonction Thermique
En assurant un contact
Mâle-Femelle
En choisissant des matières
adéquates
En les maintenant avec une
matière en plastique
En serrant le câble avec un
serre câble
En fixant l’embasse avec des
vis
En couvrant le connecteur avec des matières
résistantes
En empêchant le contact avec les parties
électriques
En isolant les
contacts
Boitier
Contact Femelle
Porte Contact Mâle et
Femelle
Contact Mâle
Serre câble
Embase avec des
trous pour vis
Coquille
Plaquette
Besoin
Structure
Com
portements
Fonctions
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 101
4.6 Instanciation du modèle de Procesus
Nous avons défini dans la section 3.3 un modèle de processus pour représenter le processus de
fabrication du produit. Nous allons utiliser ce modèle pour représenter la séquence
d’assemblage du connecteur électrique.
Une séquence d’assemblage peut être définie comme une suite d’activités à réaliser pour
obtenir le produit fini. Le connecteur électrique possède 9 activités d’assemblage représentées
dans la figure 4.18. Ces activités sont exécutées par des ressources matériels ou humaines.
C’est l’activité de départ (Assembler Embasse) qui déclenche le déroulement du processus.
Les activités (Assembler Embasse, Assembler Serre-Câble, Assembler Bloc Contact M) sont
décomposables. La figure 4.18 illustre le lien entre ces activités décomposables et les activités
qui les composent.
Chaque activité possède des éléments d’entrées, pour notre cas ce sont les différents
composants du connecteur électrique. Ces entrées sont transformées à la fin de l’activité et
donnent un élément de sortie. Par exemple les composants ou les entrées (Isolant et Contact
F) de l’activité (Assembler bloc Contact F) donnent en sortie le Bloc Contact F.
En ce qui concerne le déclenchement des transitions entre les activités, elles ne sont pas
déclenchées par des événements externes mais c’est la fin de l’activité précédente qui
déclenche la transition et fait démarrer l’activité suivante. En d’autres termes, l’événement est
la fin de l’activité suivante. Lorsqu’il s’agit de transitions gardées par des conditions de
transition, c’est la condition de condition qui valide la transition et la déclenche.
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 102
Figure 4.18 – Instanciation du modèle de Processus (Séquence d’assemblage)
ProcessusAssemblageConnecteur
AssemblerEmbasse
AssemblerSerre-Câble
AssemblerBloc Contact M
Assembler(Coquille Ecrou+Serre-Câble)
Assembler(Coquille Ecrou+Serre-Câble)+Bloc Contact M
Assembler(Coquille Ecrou+Serre-Câble+Bloc
Contact M)+Ecrou
Assembler(Coquille Ecrou+Serre-Câble+Bloc
Contact M+Ecrou)+Plaquette
Assembler(Coquille Ecrou+Serre-Câble+Bloc
Contact M+Ecrou+Plaquette+Coquille couverture)+Embasse
Assembler BlocContact F
(Isolant+ContactF)
Assembler (BlocContact F+
Corps Embasse)
Activité Départ
Activité Suivante
Activité Suivante
Activité Suivante
Activité Suivante
Activité Suivante
Activité Suivante
ActivitéSuivante
ActivitéComposite
Assembler(Isolant+ContactM)
Assembler(Isolant+Contact
M)+Douille
ActivitéSuivante
ActivitéComposite
Activité Suivante
Activité Suivante
COM
COM
CoquilleCouverture
Plaquette
CoquilleEcrou
Douille
Fiche
ContactMâle
Bloc Contact Mâle
Assembler (PresseCâble+ Passe
Câble)COM
ActivitéComposite
PRODUIT FINAL
Isolant Contact F
Entrées
Entrées
Isolant Contact M
Sortie : Bloc Contact F
Assembler(Coquille Ecrou+Serre-Câble+Bloc ContactM+Ecrou+Plaquette)+ Coquille couverture
Chapitre 4. Méthodologie pour la modélisation intégrée Produit-Processus 103
5. Conclusion
Dans ce chapitre, nous avons présenté une méthodologie pour modéliser les divers points de
vue des acteurs de la conception et de la fabrication. Cette méthodologie se repose sur :
• Un modèle de produit permettant de décrire les différents facettes du produit à concevoir à
différents niveaux d'abstraction (Besoin, Fonction, Comportement, Structure),
• Un modèle de Processus permettant de décrire le processus de fabrication du produit à
différents niveau de détail.
Le principal objectif poursuivit par ces deux modèles est la capitalisation des connaissances
métiers tout au long de la conception et de la fabrication. L’apport essentiel de notre travail
réside, d’une part, dans l’intégration du modèle de Produit et du modèle de Processus et,
d’autre part, par le fait que ces modèles soient généraux et génériques. La généralité qu’ils
véhiculent est due au fait qu’ils ne soient, à la base relatifs à aucun domaine d’application
existant comme le cas de STEP. Ainsi, ils peuvent être adaptés pour servir de support à la
représentation de la connaissance métier de n’importe quel produit. Quant à leur généricité,
elle est relative à la possibilité de spécialiser les modèles par domaine d’application des
produits à concevoir. D’ou la possibilité de procéder à une réutilisation des connaissances
pour une nouvelle conception, ce qui garantirait une réduction de temps.
Cette étude a permis de résoudre certains problèmes liés au développement collaboratif de
produit. La suite de l’étude consistera à développer un système informatique support à la
modélisation entre l’ensemble des acteurs afin de faciliter l’échange et le partage des modèles
dans le contexte de l’Entreprise Virtuelle, c’est l’objectif du chapitre suivant.
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