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DISPOSITIF ET PROCEDE DE MODELISATION NUMERIQUE EN TROIS
DIMENSIONS
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
Le domaine technique de l'invention est celui de la modélisation numérique. La
présente invention concerne un dispositif et un procédé de modélisation
numérique en trois dimensions, en particulier pour les industries des
transports,
telles que l'industrie aéronautique, l'industrie ferroviaire, l'industrie
automobile ou
l'industrie maritime.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Chaque écosystème est caractérisé par une interaction permanente entre
plusieurs métiers de l'écosystème. Dans le cas particulier de l'industrie
aéronautique, les quatre métiers principaux de l'écosystème sont typiquement :
- Le métier d'opérateur OPS, ou compagnie aérienne . L'opérateur OPS
est le client final ;
- Le métier d'avionneur OEM (de l'anglais Original Equipment
Manufacturer ), ou de constructeur d'avion . Un constructeur d'avion
peut travailler pour plusieurs opérateurs OPS;
- Le métier d'équipementier et le métier de spécialiste CCC (de l'anglais
Cabine Completion Center ). Un équipementier et un spécialiste peuvent
travailler pour plusieurs avionneurs OEM.
En ingénierie des systèmes, une notion fondamentale est le cycle en V . Le
cycle en V définit une manière de passer d'une spécification fonctionnelle
d'un
besoin à une réalisation physique d'un objet répondant à ce besoin.
Par ailleurs, afin d'optimiser les coûts de développement et de prototypage,
la
notion de maquette numérique a pris une place prépondérante dans la gestion du
cycle de vie des produits PLM (de l'anglais Product Lifecycle Management ).
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Dans l'industrie aéronautique, pour la certification d'une série, un avion de
développement AS (de l'anglais Aircraft Standard ) et typiquement trois ou
quatre avions prototypes physiques sont nécessaires. La figure 1 illustre
ainsi un
exemple de cycle en V, dans le cas particulier de l'interaction entre un
avionneur
et un équipementier pour la réalisation d'un avion de développement. Ce cycle
en
V est dit cycle primaire . L'avionneur réalise une première étape El
d'étude de
faisabilité, puis une deuxième étape E2 de conception. Une troisième étape E3
de
définition est réalisée par l'avionneur et l'équipementier. L'équipementier
réalise
alors une quatrième étape E4 de développement. Une cinquième étape E5
d'intégration est réalisée par l'équipementier et l'avionneur. La cinquième
étape
E5 d'intégration est la mise en oeuvre pratique de la troisième étape E3 de
définition, théorique. L'avionneur réalise alors une sixième étape E6 de
tests,
correspondant à une mise en oeuvre pratique de la deuxième étape E2 théorique
de conception, puis une septième étape E7 d'entrée en service, qui est la
réalisation pratique de la première étape El théorique d'étude de faisabilité.
Une sélection d'opérateurs à fort potentiel, c'est-à-dire de compagnies de
dimension mondiale et disposant de moyens financiers importants, est alors
établie, et une tête de série opérateur HOV (de l'anglais Head Of Version
)
est réalisée pour chacun de ces opérateurs. Chaque tête de série HOV est une
configuration particulière de l'avion de développement AS. D'une tête de série
à
l'autre, c'est notamment l'aménagement interne de la cabine de l'avion qui est
personnalisée et qui varie. Pour chaque tête de série HOV, un cycle en V, dit
cycle secondaire , est utilisé.
La création d'une cabine d'avion personnalisée ou la modification d'une cabine
d'avion préexistante nécessitent plusieurs étapes d'ingénierie.
-
Une première étape est la configuration spatiale des différents composants
de ladite cabine d'avion. Les composants d'une cabine d'avion sont par
exemple des sièges, des cloisons, des offices ou galleys . Un plan
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d'aménagement de la cabine, appelé LOFA pour Lay-Out Passenger
Arrangement , est réalisé à l'issue de cette première étape.
- Une deuxième étape est la conception des composants du plan LOFA
choisi, et la vérification de la certificabilité desdits composants.
- Une troisième étape est la réalisation virtuelle, typiquement en trois
dimensions, desdits composants, et l'étude de la faisabilité de leur
intégration dans une maquette numérique, en vue d'une phase de tests.
- Une quatrième étape est l'industrialisation des composants et leur
installation dans la cabine d'avion.
Dans le cas de l'industrie aéronautique, la durée du cycle primaire est de
l'ordre
de huit ans, et la durée de chaque cycle secondaire est de l'ordre de huit
mois.
Afin de diminuer le temps de mise sur le marché de chaque produit, il s'agit
pour
l'avionneur OEM de réduire la durée du cycle de développement primaire et/ou
la
durée de chaque cycle de développement secondaire.
Le document US8239173B2, qui propose un système de conception assistée par
ordinateur de composants techniques, permet de faciliter et d'accélérer la
première étape de configuration spatiale de différents composants au sein
d'une
cabine d'avion. Toutefois, la deuxième étape de certification des composants
et la
troisième étape d'intégration des composants au sein d'un environnement ne
sont
pas prises en compte par ce document. En outre, le système de conception du
document US8239173B2 est un système de conception en deux dimensions.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment et permet de
réduire significativement la durée de chaque cycle de développement
secondaire,
en proposant un procédé de modélisation numérique en trois dimensions de
composants permettant de capitaliser le travail de conception et le temps de
calcul.
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Un aspect de l'invention concerne donc un procédé de modélisation en trois
dimensions d'un composant, le procédé comportant les étapes suivantes :
- une étape de choix par un utilisateur et au moyen d'une interface d'un
modèle de référence en trois dimensions parmi une pluralité de modèles de
référence en trois dimensions stockés dans un entrepôt numérique de
stockage, chaque modèle de référence en trois dimensions modélisant un
composant, chaque composant ayant une liste de caractéristiques
techniques ;
- une étape de choix par l'utilisateur et au moyen de l'interface d'au
moins
une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques
techniques dudit composant, ladite au moins une partie ayant une première
variabilité assurant la fonctionnalité dudit composant ;
- une étape de saisie par l'utilisateur et au moyen de l'interface d'une
valeur
pour chaque caractéristique technique de ladite au moins une partie ;
- une étape de vérification par un calculateur de la conformité de chaque
valeur saisie par l'utilisateur par rapport à la première variabilité assurant
la
fonctionnalité du composant et par rapport à une deuxième variabilité de
ladite au moins une partie, la deuxième variabilité assurant la
certificabilité
du composant ;
- en cas de conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport
aux première et deuxième variabilités, une étape de génération par le
calculateur d'un modèle numérique particulier du composant dont la
fonctionnalité et la certificabilité sont garanties.
Le procédé de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de
l'invention permet ainsi de générer, pour un composant donné, un modèle
numérique particulier en trois dimensions garantissant la fonctionnalité et la
certificabilité dudit composant.
Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe
précédent, le procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de
l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires
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parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les
combinaisons techniquement possibles :
- Le procédé comporte une étape de stockage du modèle numérique
particulier du composant dans l'entrepôt numérique de stockage.
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- Le procédé comporte une étape d'intégration automatique et exempte
d'erreur, par le calculateur du modèle numérique particulier du composant
dans un environnement spatial.
- Ladite au moins une partie comporte une première caractéristique
technique et une deuxième caractéristique techniques, et une règle de
priorité est établie entre lesdites première et deuxième caractéristiques
techniques.
- Ladite au moins une partie comporte une première caractéristique
technique et une deuxième caractéristique techniques, et une règle de
comportement de la première caractéristique technique en fonction de la
deuxième caractéristique technique et/ou une règle de comportement de la
deuxième caractéristique technique en fonction de la première
caractéristique technique sont déterminées.
- La première variabilité de ladite au moins une partie des
caractéristiques
techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est
établie en fonction de dimensions fonctionnelles dudit composant.
- La deuxième variabilité de ladite au moins une partie des
caractéristiques
techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est
établie en fonction d'un premier sous-ensemble de règles propres à un
domaine technique donné.
- La deuxième variabilité de ladite au moins une partie des
caractéristiques
techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est
établie en fonction :
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o d'un deuxième sous-ensemble de règles propres à un métier donné
du domaine technique considéré, et/ou
o d'un troisième sous-ensemble de spécifications propres à un acteur
donné du métier considéré.
- Le procédé comporte une étape d'identification par le calculateur du
modèle numérique particulier du composant au moyen d'un tag, le tag
comportant :
o les caractéristiques techniques de ladite au moins une partie de
ladite liste de caractéristiques techniques dudit composant, et
o les valeurs de chacune desdites caractéristiques techniques.
- Le procédé comporte une étape de cryptage par le calculateur dudit tag
afin
d'assurer l'inviolabilité dudit tag.
Un autre aspect de l'invention concerne un produit programme d'ordinateur
comportant des moyens pour la mise en oeuvre du procédé de modélisation en
trois dimensions d'un composant selon un aspect de l'invention.
L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la
lecture de
la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de
l'invention.
- La figure 1 illustre schématiquement un exemple de cycle en V selon l'état
de la technique, dans le cas particulier de l'interaction entre un avionneur
et
un équipementier pour la réalisation d'un avion de développement.
- La figure 2 est un diagramme de flux d'un procédé de modélisation en
trois
dimensions selon un aspect de l'invention.
- La figure 3a illustre schématiquement un premier niveau de fonctionnement
et d'utilisation du procédé de modélisation en trois dimensions selon un
aspect de l'invention.
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- La figure 3b illustre schématiquement un deuxième niveau de
fonctionnement et d'utilisation du procédé de modélisation selon un aspect
de l'invention.
- La figure 4a montre une première représentation schématique d'un
dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect
de l'invention.
- La figure 4b montre une deuxième représentation schématique du dispositif
de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de
l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE
L'INVENTION
Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures
différentes présente une référence unique.
La figure 2 est un diagramme de flux d'un procédé de modélisation en trois
dimensions selon un aspect de l'invention. Le diagramme de flux de la figure 2
comporte plusieurs phases.
Une première phase Phi est l'identification de composants récurrents et
l'inventaire des caractéristiques techniques associées à chaque composant
récurrent. Chaque composant récurrent présente au moins une caractéristique
technique. On entend par composant récurrent un composant amené à être
modélisé puis fabriqué plusieurs fois de manière générique. Un composant
récurrent est par exemple un siège.
Les caractéristiques techniques d'un composant récurrent sont typiquement :
- une ou plusieurs caractéristiques géométriques, et/ou
- une ou plusieurs caractéristiques de dimensions, et/ou
- une ou plusieurs caractéristiques de proportions, et/ou
- une ou plusieurs caractéristiques d'emplacement absolu du composant
récurrent par rapport à un environnement.
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On entend par emplacement absolu d'un composant récurrent au sein d'un
environnement le fait qu'il existe une condition de positionnement d'un
composant récurrent donné par rapport à un environnement, par exemple une
cabine d'avion ou un compartiment de train, indépendamment d'éventuels autres
éléments de l'environnement. Les dimensions de l'environnement sont connues.
Par exemple, si le composant récurrent est un siège et si l'environnement est
une
cabine d'avion, la caractéristique d'emplacement absolu du siège par rapport à
la
cabine d'avion peut s'écrire : le siège est à l'intérieur de la cabine
d'avion . Les
dimensions du siège sont donc limitées par les dimensions de la cabine
d'avion. Si
le composant récurrent est à présent un siège côté fenêtre dans une rangée
comprenant deux sièges , les possibilités d'emplacements dudit siège au sein
de
la cabine d'avion sont précisées et restreintes.
L'ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent
présente une première variabilité. La première variabilité peut notamment être
un
intervalle de valeurs autorisées et/ou un intervalle de valeurs exclues. Cette
première variabilité assure la fonctionnalité du composant récurrent
considéré.
Chaque composant récurrent présente une ou plusieurs fonctions. On entend par
fonctionnalité d'un composant récurrent le fait que sa ou ses fonctions sont
assurées. Dans le cas d'un siège, une fonction est: permettre à un passager
de
s'asseoir . La fonctionnalité du siège est donc assurée lorsque ses
dimensions
permettent effectivement à un usager moyen de s'y asseoir. La première
variabilité détermine typiquement une gamme de valeurs possibles pour la
hauteur
de l'assise par rapport au sol, et pour la largeur et la profondeur de
l'assise
compte-tenu de la taille et de la corpulence moyennes d'un usager. La première
variabilité est intrinsèque à chaque composant récurrent ; autrement dit, la
première variabilité d'un composant récurrent donné ne tient compte que de la
fonctionnalité dudit composant récurrent, indépendamment d'éventuels autres
composants récurrents.
Dans le cas où au moins une première caractéristique technique et une deuxième
caractéristique technique sont identifiées, une hiérarchie peut
avantageusement
être établie entre lesdites première et deuxième caractéristiques techniques.
La
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hiérarchie détermine un ordre dans lequel les caractéristiques techniques
doivent
être traitées pour l'établissement de la première variabilité. Alternativement
ou en
complément, un comportement de la première caractéristique technique en
fonction de la deuxième caractéristique technique et/ou un comportement de la
deuxième caractéristique technique en fonction de la première caractéristique
technique peuvent être déterminés.
Une deuxième phase Ph2 est l'élaboration, pour chaque composant récurrent
identifié lors de la première phase Phi, d'un ensemble de règles qui détermine
une deuxième variabilité pour l'ensemble des caractéristiques techniques de
chaque composant récurrent. La deuxième variabilité peut notamment être un
intervalle de valeurs autorisées et/ou un intervalle de valeurs exclues.
L'ensemble
de règles déterminant la deuxième variabilité de l'ensemble des
caractéristiques
techniques de chaque composant récurrent tient avantageusement compte de
l'environnement spatial du composant récurrent considéré.
- Il s'agit en premier lieu d'interdire les collisions : d'une manière
générale, un
premier composant ne doit pas être placé sur un deuxième composant.
Autrement dit, un recouvrement partiel ou total des premier et deuxième
composants est interdit.
- Il s'agit dans un deuxième temps d'interdire les positionnements
inadéquats : la position d'un premier composant par rapport à un deuxième
composant peut par exemple être contrainte par une règle de type : le
premier composant doit être placé au contact du deuxième composant ,
ou bien telle distance, mesurée suivant telle direction, doit séparer le
premier composant du deuxième composant .
L'ensemble de règles comporte un premier sous-ensemble de règles propres à
un domaine technique donné. Ce premier sous-ensemble de règles comprend
notamment les règles de sécurité dudit domaine technique, pour chaque
composant récurrent. Les règles de sécurité relatives à un composant récurrent
de
type siège ne sont par exemple pas les mêmes, selon que l'on considère le
domaine technique de l'aéronautique, le domaine technique ferroviaire ou le
domaine technique de l'automobile. D'une manière générale, le premier sous-
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ensemble de règles propres à un domaine technique comporte avantageusement
toutes les règles dont le respect est nécessaire pour l'obtention d'une
certification
dans ce domaine technique pour chaque composant récurrent ou combinaison de
composants récurrents. La deuxième variabilité de l'ensemble des
caractéristiques
5 techniques de chaque composant récurrent garantit ainsi la
certificabilité de
chaque composant récurrent. Grâce au procédé selon un aspect de l'invention,
l'étape de certification d'un composant récurrent est avantageusement prise en
compte et intégrée dès la genèse dudit composant récurrent.
L'ensemble de règle peut avantageusement comporter, de manière
10 complémentaire :
- un deuxième sous-ensemble de règles propres à un métier donné du
domaine technique considéré, et/ou
- un troisième sous-ensemble de spécifications, ou contraintes, propres à
un
acteur donné du métier considéré.
Dans l'exemple particulier où le domaine technique est celui de
l'aéronautique, les
différents métiers du domaine technique sont typiquement : le métier
d'opérateur
OPS, le métier d'avionneur OEM, le métier d'équipementier et le métier de
spécialiste CCC. Pour un composant récurrent donné, par exemple un siège,
chaque métier présente ainsi une approche qui lui est propre. Un opérateur
gère
notamment l'agencement général de composants au sein d'une cabine d'avion.
Ainsi, dans l'exemple d'un siège, l'opérateur s'intéresse notamment au
positionnement du siège au sein de la cabine d'avion, ainsi qu'aux dimensions
du
siège. Un avionneur assure l'intégration de chaque composant, notamment pour
les arrivées d'eau, les interfaces électriques, l'ergonomie. Un équipementier,
chargé de la fabrication d'un composant, accède aux informations concernant la
structure, la composition, les matériaux utilisés pour ce composant.
Au sein d'un même métier, un premier acteur et un deuxième acteur peuvent se
différencier par des exigences spécifiques, par exemple d'ordre esthétique,
qui
forment le troisième ensemble de spécifications.
Une troisième phase Ph3 est la réalisation pour chaque composant récurrent
identifié lors de la première phase d'un objet, ou modèle numérique de
référence.
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Le modèle numérique de référence d'un composant récurrent donné est réalisé en
tenant compte d'une part des caractéristiques techniques de ce composant
récurrent, inventoriées lors de la première phase Phi, et d'autre part de
l'ensemble de règles élaboré pour ce composant récurrent lors de la deuxième
phase Ph2. Autrement dit, le modèle numérique de référence d'un composant
donné détermine une troisième variabilité pour l'ensemble des caractéristiques
techniques de ce composant récurrent. La troisième variabilité peut être vue
comme l'intersection de la première variabilité et de la deuxième variabilité.
La
troisième variabilité d'un composant récurrent garantit ainsi :
- la fonctionnalité dudit composant récurrent, et
- la certificabilité dudit composant récurrent pour un domaine technique
donné.
La troisième variabilité de chaque modèle numérique de référence d'un
composant récurrent est aussi appelée élasticité . Autrement dit, plusieurs
réalisations distinctes d'un même composant récurrent sont potentiellement
comprises dans un unique modèle numérique de référence, chaque réalisation
distincte répondant aux exigences de fonctionnalité et de certificabilité ;
deux
réalisations distinctes présentant typiquement entre elles des différences
quant à
leurs dimensions et à leur positionnement par rapport à un environnement, dans
la
limite permise par l'élasticité. Un modèle numérique de référence d'un
composant
récurrent peut donc être vu comme une matrice de ce composant récurrent.
Une quatrième phase Ph4 est la génération, à partir d'un modèle numérique de
référence d'un composant récurrent, d'au moins un modèle numérique particulier
de ce composant récurrent. Chaque modèle numérique particulier est une
réalisation distincte du composant récurrent. Un modèle numérique particulier
d'un
composant récurrent est typiquement obtenu en choisissant une valeur pour
chaque caractéristique technique dudit composant récurrent, le choix de chaque
valeur étant restreint par la troisième variabilité, ou élasticité, du modèle
numérique de référence dudit composant récurrent.
La figure 3a illustre schématiquement un premier niveau Levi de fonctionnement
du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention,
et
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d'utilisation d'un dispositif de modélisation en trois dimensions selon un
aspect de
l'invention. La figure 3a montre :
- un premier module Modl du dispositif de modélisation en trois dimensions
selon un aspect de l'invention, et
- un deuxième module Mod2 du dispositif de modélisation en trois
dimensions selon un aspect de l'invention.
Le premier module Modl réalise :
- la construction, pour chaque composant récurrent, d'un modèle numérique
de référence, et
- le stockage de chaque modèle numérique de référence d'un composant
récurrent au sein d'un entrepôt numérique de stockage.
Le deuxième module Mod2 réalise, en fonction d'un utilisateur dudit dispositif
de
modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, c'est-à-dire
en
fonction d'un domaine technique ou d'un métier d'un domaine technique ou d'un
acteur d'un domaine technique :
- la personnalisation de l'ensemble de règles qui détermine la deuxième
variabilité pour l'ensemble des caractéristiques techniques de chaque
composant récurrent, et
- la personnalisation d'une interface utilisateur.
Lorsque la personnalisation de l'ensemble de règles déterminant la deuxième
variabilité est réalisée en fonction d'un domaine technique, le premier sous-
ensemble de l'ensemble de règles est adapté. Lorsque la personnalisation de
l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité est réalisée en
fonction
d'un métier d'un domaine technique, le premier sous-ensemble et le deuxième
sous-ensemble de l'ensemble de règles sont adaptés. Lorsque la
personnalisation
de l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité est réalisée en
fonction d'un acteur d'un domaine technique, les premier, deuxième et
troisième
sous-ensembles de l'ensemble de règles sont adaptés.
La figure 3a montre également :
- une première étape St-1 du procédé de modélisation en trois dimensions
selon un aspect de l'invention, et
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- une deuxième étape St2 du procédé de modélisation en trois dimensions
selon un aspect de l'invention.
La première étape St-1 comporte :
- une sous-étape de choix, par un utilisateur, d'une valeur pour chaque
caractéristique technique d'un composant récurrent, le choix de chaque
valeur étant restreint par la troisième variabilité, ou élasticité, du modèle
numérique de référence dudit composant récurrent ;
- une sous-étape de génération, par un calculateur, d'un modèle numérique
particulier de ce composant récurrent, la fonctionnalité et la certificabilité
du
modèle numérique particulier étant garanties.
La deuxième étape St2 comporte :
- avantageusement, une sous-étape de partage, par l'utilisateur, du modèle
numérique particulier avec un ou plusieurs collaborateurs ;
- une sous-étape de stockage du modèle numérique particulier du
composant récurrent au sein de l'entrepôt de stockage. Ainsi, le travail de
l'utilisateur, c'est-à-dire le choix des valeurs des caractéristiques
techniques, ainsi que le travail du calculateur, c'est-à-dire le temps de
calcul et de compilation, sont capitalisés. Le modèle numérique particulier
du composant récurrent peut être immédiatement et indéfiniment réutilisé.
La figure 3b illustre schématiquement un deuxième niveau Lev2 de
fonctionnement du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect
de l'invention, et d'utilisation d'un dispositif de modélisation en trois
dimensions
selon un aspect de l'invention. La figure 3b montre :
- un travail amont up_W d'évaluation et de compréhension des besoins d'un
utilisateur, ou acteur , et de détermination d'un ensemble de
spécifications et d'exigences propres à cet utilisateur. L'ensemble de
spécifications et d'exigences propres à un utilisateur donné qui est
déterminé lors du travail amont up_W est avantageusement utilisé comme
donnée d'entrée pour le deuxième module Mod2 de personnalisation de
l'ensemble des règles déterminant la deuxième variabilité et de
personnalisation de l'interface utilisateur ;
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- un bénéfice aval dw_B de transformation, pour un composant récurrent
donné, d'un cycle en V classique en un nouveau cycle accéléré, appelé
cycle en I .
La figure 3b montre également :
- une étape
préliminaire StO du procédé de modélisation en trois dimensions
selon un aspect de l'invention, et
- une troisième étape St3 du procédé de modélisation en trois dimensions
selon un aspect de l'invention.
L'étape préliminaire StO comporte :
- une sous-étape de choix par l'utilisateur du degré d'information relatif à
chaque composant récurrent. Lors de cette sous-étape, l'utilisateur peut
ainsi choisir le nombre et la nature des caractéristiques techniques de
chaque composant récurrent. L'utilisateur peut donc autoriser l'utilisation
d'une caractéristique technique, par exemple en choisissant et activant
ladite caractéristique technique parmi une liste de caractéristiques
techniques. A l'inverse, l'utilisateur peut interdire l'utilisation d'une
caractéristique technique, par exemple en désactivant ladite caractéristique
technique parmi une liste de caractéristiques techniques. En autorisant ou
en interdisant certaines caractéristiques, l'utilisateur détermine le degré
d'automatisation du procédé de modélisation numérique selon un aspect de
l'invention. Plus le nombre de caractéristiques techniques autorisées est
grand, plus le degré d'automatisation est important. Les première,
deuxième et troisième variabilités sont ultérieurement établies pour les
caractéristiques techniques qui ont été autorisées lors de cette sous-étape ;
- dans le cas où au moins une première caractéristique technique et une
deuxième caractéristique technique sont autorisées, une sous-étape
d'établissement d'une hiérarchie entre lesdites première et deuxième
caractéristiques techniques, c'est-à-dire d'une règle de priorité entre
lesdites première et deuxième caractéristiques techniques.
La troisième étape St3 comporte :
- une sous-étape d'intégration productive du modèle numérique particulier
d'un composant récurrent, généré à l'issue de la première étape Stl , au
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sein d'un environnement en trois dimensions. On entend ici par
intégration productive le fait que l'intégration correcte, sans aucune
erreur ou clash , du modèle numérique particulier dudit composant
récurrent au sein de l'environnement en trois dimensions, est garantie. Le
5
risque d'erreur, et l'obligation qui en résulte de retravailler la
modélisation
d'un même composant récurrent à plusieurs reprises, sont éliminés. Le
modèle numérique particulier d'un composant récurrent est, par définition,
correct du premier coup.
10 La
figure 4a montre une première représentation schématique d'un dispositif de
modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
Le dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de
l'invention comporte ainsi :
- un calculateur d'objets ¨ ou modèles ¨ numériques en trois dimensions
15 DOS, pour Digital Object Solver ;
- un entrepôt numérique de stockage DAR, pour Digital Asset Repository .
Le calculateur DOS ordonne la génération, pour chaque composant récurrent,
d'un modèle numérique de référence. A partir du modèle numérique de référence
de chaque composant récurrent, le calculateur DOS ordonne avantageusement la
génération d'au moins un modèle numérique particulier, et préférentiellement
d'une pluralité de modèles numériques particuliers. Le calculateur DOS
comprend
ainsi le premier module Modl et le deuxième module Mod2 précédemment décrits
en lien avec la figure 3a.
L'entrepôt numérique de stockage DAR comporte :
- un premier espace esl , représenté à la figure 4b, pour le stockage :
o du modèle numérique de référence de chaque composant récurrent,
o ainsi que de chaque modèle numérique particulier d'un composant
récurrent, généré par le calculateur DOS à partir du modèle
numérique de référence dudit composant récurrent ;
- un deuxième espace es2, représenté à la figure 4b, pour le stockage :
o de l'ensemble des caractéristiques technique de chaque composant
récurrent, ayant la première variabilité,
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o et de l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité pour
ledit ensemble des caractéristiques techniques de chaque
composant récurrent.
Le dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de
l'invention comporte en outre avantageusement une interface utilisateur, et
préférentiellement une interface graphique utilisateur GUI (de l'anglais
Graphical
User Interface ). Alternativement, l'interface utilisateur peut être une
interface en
ligne de commande. L'interface graphique utilisateur GUI permet à un
utilisateur
d'interagir avec le calculateur DOS et/ou avec l'entrepôt numérique de
stockage
DAR, afin de générer et/ou d'utiliser un ou plusieurs modèles numériques
particuliers d'un composant récurrent dont le modèle numérique de référence
est
stocké dans l'entrepôt numérique de stockage DAR. L'interface graphique
utilisateur GUI comporte typiquement un écran, un clavier et une souris.
La figure 4a montre en outre :
- une base de données DB externe, comportant un ensemble de données
relatives à la gestion des ressources utilisateur, à la gestion du cycle de
vie
de chaque produit, c'est-à-dire de chaque composant récurrent, et à
l'échange de données. Un échange de données peut avantageusement
être un échange de fichiers de modèles numériques particuliers entre
plusieurs personnes d'une même équipe utilisateur, et/ou entre un
utilisateur et un client de cet utilisateur. D'une manière générale, l'échange
de données est avantageusement réglementé, c'est-à-dire soumis à
certaines conditions : les échanges respectant lesdites conditions sont
autorisés ; les échanges ne respectant pas lesdites conditions sont
interdits ;
- un système de conception assistée par ordinateur CAD (de l'anglais
Computer-Aided Design system ).
Le dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de
l'invention est avantageusement compatible avec tous types de systèmes CAD.
C'est typiquement l'utilisateur du dispositif de modélisation numérique en
trois
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dimensions selon un aspect de l'invention qui choisit le système CAD avec
lequel
il souhaite travailler. A titre d'exemple, le système CAD peut ainsi être :
CATIA,
SolidWorks, PTC (marques déposées). Le système CAD exécute la compilation
du ou des modèles numériques particuliers de chaque composant récurrent
générée par le calculateur DOS.
La figure 4b montre une deuxième représentation schématique du dispositif de
modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
La figure 4b montre ainsi que le calculateur DOS comporte :
- une première partie appelée éditeur et référencée Edi ;
- une deuxième partie appelée canevas et référencée Can ;
- une troisième partie appelée constructeur et référencée Bdr ;
- une quatrième partie appelée suiveur et référencée Tkr ;
- une cinquième partie appelée générateur et référencée Gen ;
- une sixième partie appelée compilateur et référencée Cmp .
L'éditeur Edi permet à l'utilisateur d'éditer l'ensemble des caractéristiques
technique de chaque composant récurrent, ayant la première variabilité, ainsi
que
l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité pour ledit ensemble
des
caractéristiques techniques de chaque composant récurrent. Autrement dit,
l'éditeur Edi permet à l'utilisateur :
- de choisir le degré d'information relatif à chaque composant récurrent,
c'est-à-dire le nombre et la nature des caractéristiques techniques de
chaque composant récurrent. L'utilisateur peut donc autoriser ou interdire
l'utilisation de chaque caractéristique technique ;
- et/ou de personnaliser l'ensemble de règles déterminant la deuxième
variabilité, c'est-à-dire de choisir le nombre et la nature des règles dudit
ensemble. L'utilisateur peut donc autoriser ou interdire l'utilisation de
chaque règle dudit ensemble.
L'utilisateur interagit avantageusement avec l'éditeur Edi du calculateur DOS
par
l'intermédiaire de l'interface graphique utilisateur GUI.
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L'éditeur Edi contribue donc à assurer l'adaptabilité du dispositif de
modélisation
numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention, en fonction
d'attentes et d'exigences propres à chaque utilisateur. Dans le cas
particulier où le
domaine technique considéré est celui de l'industrie aéronautique, on
distingue
principalement quatre types d'utilisateurs, correspondant à quatre métiers
principaux de l'industrie aéronautique :
- l'utilisateur-opérateur ;
- l'utilisateur-avionneur ;
- l'utilisateur-équipementier et l'utilisateur-spécialiste.
La deuxième partie canevas Can permet la génération, pour le modèle
numérique de référence de chaque composant récurrent, d'un masque de
composant.
Ledit masque de composant comporte typiquement une fenêtre de saisie pour
chaque caractéristique technique dudit composant récurrent. La fenêtre de
saisie
d'une caractéristique technique permet à l'utilisateur de saisir, par
l'intermédiaire
de l'interface graphique utilisateur GUI, une valeur pour ladite
caractéristique
technique. La saisie peut être libre : dans ce cas, l'utilisateur entre la
valeur de son
choix dans la fenêtre de saisie. Alternativement, la saisie peut être limitée
: dans
ce cas, l'utilisateur choisit une valeur parmi une liste de valeurs
préétablie. La liste
de valeur préétablie se présente typiquement sous la forme d'une liste
déroulante
sous la fenêtre de la caractéristique technique considérée. Il existe
avantageusement plusieurs variantes du masque de composant d'un modèle
numérique de référence donné, en fonction des choix réalisés par l'utilisateur
dans
l'éditeur Edi.
Le masque de composant du modèle numérique de référence d'un composant
récurrent donné comporte en outre avantageusement une représentation
graphique dudit composant récurrent, et notamment des caractéristiques
techniques dudit composant récurrent. La fenêtre de saisie de chaque
caractéristique technique est alors avantageusement placée à proximité de la
représentation graphique de ladite caractéristique technique. Le travail de
l'utilisateur est ainsi facilité, grâce à une bonne visualisation et à une vue
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d'ensemble du composant récurrent dimensionner.
La deuxième partie canevas Can permet également avantageusement la
génération, pour un modèle numérique particulier d'un composant récurrent,
d'un
masque d'environnement. Ledit masque d'environnement permet l'intégration
dudit modèle numérique particulier dans un environnement spatial.
L'environnement spatial comporte typiquement une pluralité de modèles
numériques particuliers de composants récurrents, qui ont préalablement été
intégrés dans ledit environnement spatial. On entend par intégration d'un
modèle numérique particulier dans un environnement spatial le fait que le
modèle numérique particulier est agencé dans l'environnement spatial en tenant
compte :
- des caractéristiques géométriques et dimensionnelles de l'environnement
spatial,
- et de l'ensemble des modèles numérique particuliers qui ont
éventuellement été préalablement intégrés dans l'environnement spatial.
L'intégration d'un modèle numérique particulier d'un composant récurrent dans
un
environnement spatial garantit donc notamment :
- une absence de collision entre ledit modèle numérique particulier et
l'ensemble des modèles numériques particuliers qui ont éventuellement été
préalablement intégrés dans ledit environnement spatial ;
- un positionnement conforme dudit modèle numérique particulier
relativement à l'ensemble des modèles numériques particuliers qui ont
éventuellement été préalablement intégrés dans ledit environnement
spatial. On entend par positionnement conforme un positionnement
respectant l'ensemble de règles qui détermine la deuxième variabilité de
l'ensemble des caractéristiques techniques dudit composant récurrent.
Le constructeur Bdr permet de générer un modèle numérique particulier d'un
composant récurrent, à partir :
- du masque de composant dudit composant récurrent fourni par le canevas
Can, ou
- du masque de composant dudit composant récurrent et du masque
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d'environnement dudit composant récurrent, fournis par le canevas Can.
Le premier cas cité permet à un utilisateur de générer un modèle numérique
particulier dudit composant récurrent, indépendamment de l'environnement
spatial
dudit composant récurrent. Le deuxième cas cité permet avantageusement à un
5 utilisateur de générer un modèle numérique particulier dudit composant
récurrent,
le modèle numérique particulier étant intégré dans son environnement spatial.
Le constructeur Bdr réalise un contrôle et une vérification de l'adéquation
entre le
paramétrage réalisé par l'utilisateur, c'est-à-dire l'ensemble des valeurs
saisies
par l'utilisateur pour l'ensemble des caractéristiques techniques du composant
10 récurrent considéré, et :
- d'une part, la première variabilité de l'ensemble des caractéristiques
technique du composant récurrent considéré, qui assure la fonctionnalité du
composant récurrent considéré,
- ainsi que d'autre part, l'ensemble des règles déterminant la deuxième
15 variabilité de l'ensemble des caractéristiques technique du composant
récurrent considéré, qui assure la certificabilité du composant récurrent
considéré.
Si le constructeur Bdr détecte une incompatibilité entre le paramétrage
réalisé par
l'utilisateur et ladite première variabilité assurant la fonctionnalité du
composant
20 récurrent considéré et/ou ladite deuxième variabilité assurant la
certificabilité du
composant récurrent considéré, le constructeur Bdr demande à l'utilisateur de
modifier le paramétrage, par exemple au moyen d'un message d'erreur affiché
par
l'interface graphique utilisateur GUI. L'utilisateur est alors avantageusement
réorienté vers le masque de composant du composant récurrent considéré et/ou
vers le masque d'environnement du composant récurrent considéré.
Chaque modèle numérique particulier finalement généré par le constructeur Bdr
est garanti conforme et exempt d'erreur, du point de vue de la première
variabilité
et de la deuxième variabilité initialement définies.
Chaque modèle numérique particulier généré par le constructeur Bdr est envoyé
vers l'entrepôt numérique de stockage DAR pour y être stocké.
Le suiveur Tkr assure avantageusement l'identification de chaque modèle
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numérique particulier généré par le constructeur Bdr. Le suiveur Tkr associe à
chaque modèle numérique particulier, un identifiant dudit modèle numérique
particulier. L'identifiant dudit modèle numérique particulier est également
appelé
tag . L'identifiant d'un modèle numérique particulier, ou tag, d'un composant
récurrent comporte avantageusement la spécification initiale complète dudit
composant récurrent, autrement dit :
- le nombre et la nature des caractéristiques techniques dudit composant
récurrent, choisis par l'utilisateur au moyen de l'éditeur Edi ;
- les valeurs de chacune desdites caractéristiques techniques, entrées par
l'utilisateur au moyen du masque de composant fourni par le canevas Can
ainsi que, avantageusement, au moyen du masque d'environnement fourni
par le canevas Can.
En cas de défaillance d'un composant récurrent ayant préalablement été
identifié
par un tag, le tag dudit composant récurrent facilite et accélère
significativement le
diagnostic de la défaillance dudit composant récurrent, puis la maintenance ou
le
remplacement dudit composant récurrent. En effet, toutes les caractéristiques
qui
doivent être respectées par ledit composant récurrent afin d'assurer sa
fonctionnalité et sa certificabilité se trouvent dans le tag. Le tag d'un
composant
récurrent assure donc une fonction de documentation dudit composant récurrent,
et contribue à la qualité dudit composant récurrent.
Le suiveur Tkr fige avantageusement, sous un format donné, la spécification
initiale dudit composant récurrent.
Le générateur Gen assure avantageusement le cryptage du tag d'un composant
récurrent. On garantit ainsi avantageusement l'inviolabilité du tag dudit
composant
récurrent.
Enfin, le compilateur Cmp réalise l'interface entre le calculateur DOS et le
système
CAD.
La figure 4b montre également que le premier espace esl de l'entrepôt
numérique
de stockage DAR comporte :
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- une première partie pl pour le stockage :
o de chaque modèle numérique de référence de type élémentaire ,
et
o de chaque modèle numérique particulier, issu du constructeur Bdr, et
de type élémentaire ;
- une deuxième partie p2 pour le stockage :
o de chaque modèle numérique de référence de type mixte , et
o de chaque modèle numérique particulier, issu du constructeur Bdr, et
de type mixte ;
- une troisième partie p3 pour le stockage :
o de chaque modèle numérique de référence de type
environnement , et
o de chaque modèle numérique particulier, issu du constructeur Bdr, et
de type environnement .
On entend par modèle numérique particulier de type environnement un
modèle numérique particulier qui est intégré dans un environnement spatial
déterminé. On entend par modèle numérique de référence de type
environnement un modèle numérique de référence destiné à être intégré dans
un environnement spatial déterminé.
On entend par modèle numérique particulier de type élémentaire un modèle
numérique particulier considéré en tant que tel, et qui n'est pas intégré dans
un
environnement spatial. On entend par modèle numérique de référence de type
élémentaire un modèle numérique de référence considéré en tant que tel, et
qui
n'est a priori pas destiné à être intégré dans tel type d'environnement
spatial
déterminé.
On entend par modèle numérique particulier de type mixte un modèle
numérique particulier pouvant se comporter alternativement comme un modèle
numérique particulier de type élémentaire ou comme un modèle numérique
particulier de type environnement. On entend par modèle numérique de
référence de type mixte un modèle numérique de référence pouvant se
comporter alternativement comme un modèle numérique de référence de type
élémentaire ou comme un modèle numérique de référence de type
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environnement.
En fonction des besoins d'un utilisateur, c'est-à-dire typiquement en fonction
du
métier dudit utilisateur, un modèle numérique de référence de type élémentaire
et
un modèle numérique particulier peuvent présenter différents degrés de
maturité.
Autrement dit, un modèle numérique de référence et un modèle numérique
particulier peuvent se décomposer de différentes manières. A chaque degré de
maturité correspond en effet une certaine décomposition, qui comporte un
certain
nombre d'éléments. D'une manière générale, plus la décomposition comporte un
grand nombre d'éléments, plus le degré de maturité du modèle numérique de
référence ou du modèle numérique particulier est important. Ainsi, il existe
plusieurs décompositions distinctes d'un même composant récurrent en fonction
de l'utilisateur considéré du dispositif de modélisation numérique en trois
dimensions selon un aspect de l'invention.
On distingue préférentiellement, pour un modèle numérique de référence ou pour
un modèle numérique particulier d'un composant récurrent, les trois degrés de
maturité suivants :
- un premier degré de maturité lié à l'emplacement absolu dudit composant
récurrent au sein d'un environnement donné. Dans l'exemple particulier du
domaine technique de l'industrie aéronautique, ce premier degré de
maturité comprend l'information utile à un utilisateur-opérateur ;
- un deuxième degré de maturité lié aux caractéristiques techniques dudit
composant récurrent, qui assurent la fonctionnalité dudit composant
récurrent. Dans l'exemple particulier du domaine technique de l'industrie
aéronautique, ce deuxième degré de maturité comprend l'information utile à
un utilisateur-avionneur ;
- un troisième degré de maturité lié à la structure interne précise dudit
composant récurrent. Dans l'exemple particulier du domaine technique de
l'industrie aéronautique, ce troisième degré de maturité comprend
l'information utile à un utilisateur-équipementier ou à un utilisateur-
spécialiste.
