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TKK Koneensuunnittelu & LUSIG-IUT Brest CFM 2003 Nice Chercheur: Eric Coatanéa ([email protected]) Formulation et analyse des problèmes en préconception à partir d’indicateurs sans dimensions Participants: HUT Machine Design Laboratory, LUSIG - IUT Brest, TEKES, VTT, ABB Industry, Kemppi, Mariachi, Perlos, Remec, SET et Vaisala Objectif: Modélisation et simplification du processus de préconception avec prise en compte du cycle de vie. Projet de recherche : ANSELMI

Chercheur: Eric Coatanéa ([email protected])

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Formulation et analyse des problèmes en préconception à partir d’indicateurs sans dimensions. Chercheur: Eric Coatanéa ([email protected]). Projet de recherche : ANSELMI. Objectif: Modélisation et simplification du processus de préconception avec prise en compte du cycle de vie. - PowerPoint PPT Presentation

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TKK Koneensuunnittelu & LUSIG-IUT BrestCFM 2003 NiceCFM 2003 Nice

Chercheur: Eric Coatanéa ([email protected])Chercheur: Eric Coatanéa ([email protected])

Formulation et analyse des problèmes en préconception à partir d’indicateurs sans

dimensions

Formulation et analyse des problèmes en préconception à partir d’indicateurs sans

dimensions

Participants: HUT Machine Design Laboratory, LUSIG - IUT Brest, TEKES, VTT, ABB Industry, Kemppi, Mariachi, Perlos, Remec, SET et Vaisala

Participants: HUT Machine Design Laboratory, LUSIG - IUT Brest, TEKES, VTT, ABB Industry, Kemppi, Mariachi, Perlos, Remec, SET et Vaisala

Objectif:

Modélisation et simplification du processus de préconception avec prise en compte du cycle de vie.

Objectif:

Modélisation et simplification du processus de préconception avec prise en compte du cycle de vie.

Projet de recherche: ANSELMIProjet de recherche: ANSELMI

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PLAN DE LA PRESENTATION1- Introduction – positionnement de notre recherche

2- Proposition d’un modèle de mapping

3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA.- Le contexte,

- Description du besoin du client, - Description du problème de conception – Le système d’unités, - Passage du besoin à l’espace des paramètres de

conception,

4- Conclusion

1- Introduction – positionnement de notre recherche

2- Proposition d’un modèle de mapping

3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA.- Le contexte,

- Description du besoin du client, - Description du problème de conception – Le système d’unités, - Passage du besoin à l’espace des paramètres de

conception,

4- Conclusion

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1- Introduction – positionnement de notre recherche

FaisabilitéBesoinIn

tern

e au

co

nce

pt

Ext

ern

e

Paramètres de conception réels

Paramètres de conception désirés

Performances réelles

Performances désirées

Utilité globale réelle

Utilité globale désirée

Ingéniérie

Préférences

Mapping

[B. Yannou, HDR- 2001][B. Yannou, HDR- 2001]

Positionnement de notre

recherche

Positionnement de notre

recherche

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Le cycle de vieLe cycle de vie

FABRICATIONFABRICATION

RECYCLAGERECYCLAGE

DEMANTELEMENTDEMANTELEMENT

ASSEMBLAGEASSEMBLAGE

EMBALLAGEEMBALLAGE

TRANSPORTTRANSPORT

UTILISATIONUTILISATION

CONCEPTIONCONCEPTION

INCINERATIONINCINERATION

DECHARGE MUNICIPALEDECHARGE MUNICIPALE

ENFOUISSEMENTENFOUISSEMENT

BESOINBESOINA partir du

diagramme du cycle de vie nous proposons un nouveau modèle de

Mapping.

A partir du diagramme du cycle

de vie nous proposons un nouveau modèle de

Mapping.

2- Proposition d’un modèle de mapping (1/2)

Celui-ci sert de base à notre analyse.

Celui-ci sert de base à notre analyse.

[PRéConsultants- The Eco-indicators 99]

[PRéConsultants- The Eco-indicators 99]

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PBC

M1BC

BC

M2SM

SM

M3PC

PC M4

PF

PF M5

PA

PA M6

PE

PE M7

PT

PT M8

U

U

M9 PD

PD

M10

PR

IE

Espace des spécifications mesurables

SM

Espace des spécifications mesurables

SM

Espace du besoin du client BC

Espace du besoin du client BC

Espace de la perception du besoin par le client PBC

Espace de la perception du besoin par le client PBC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus de fabrications

PF

Espace des processus de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’emballages PE

Espace des processus

d’emballages PE

Espace des processus de transports

PT

Espace des processus de transports

PT

Espace de l’utilisation U

Espace de l’utilisation U

Espace des processus de

démantèlements PD

Espace des processus de

démantèlements PD

Espace des processus de recyclages, incinérations,

enfouissements PRIE

Espace des processus de recyclages, incinérations,

enfouissements PRIE

2- Proposition d’un modèle de mapping (2/ 2)

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Le contexte: Le processus de conception étudié peut-être classé dans la catégorie innovative design [Chandrasekaran - 1990].

Domaine d’étude: Cet exemple ne traite que de la partie de la taxonomie et plus précisément .

Le contexte: Le processus de conception étudié peut-être classé dans la catégorie innovative design [Chandrasekaran - 1990].

Domaine d’étude: Cet exemple ne traite que de la partie de la taxonomie et plus précisément .

3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (1/23 )

SM M3

PC

PC M4

PF

PF M5

PA

BC M2

SM

Espace des spécifications mesurables

SM

Espace des spécifications mesurables

SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus de fabrications

PF

Espace des processus de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (2/ 23)

ConceptsConcepts

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (3/ 23)

Description du besoin du client (1/8):La colonne devra :

Etre de faible coût

Respecter la fonction technique

Etre de faible impact environnemental

Ce qui peut se traduire par :

Minimisation du coût (E)

Juste respect de la fonction technique (T)

Minimisation de l’impact environnemental (En)

-Le besoin est hiérarchique,Le besoin est hiérarchique,

-Il doit être minimisé en ce qui concerne (E) et (En),Il doit être minimisé en ce qui concerne (E) et (En),

-Il peut-être systématiquement traduit suivant la Il peut-être systématiquement traduit suivant la taxonomie proposée taxonomie proposée

-Le besoin est hiérarchique,Le besoin est hiérarchique,

-Il doit être minimisé en ce qui concerne (E) et (En),Il doit être minimisé en ce qui concerne (E) et (En),

-Il peut-être systématiquement traduit suivant la Il peut-être systématiquement traduit suivant la taxonomie proposée taxonomie proposée

(E) Besoin Economique

(T) Besoin Technique

(En) Besoin Environnemental

(E) Besoin Economique

(T) Besoin Technique

(En) Besoin Environnemental

11

22

33

Ordre hiérarchique et Taxonomie

proposée

Ordre hiérarchique et Taxonomie

proposée

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (4/23 )

Bras de commandeBras de commande

Ambiance extérieureAmbiance extérieure

Colonne de directionColonne de direction

ChassisChassis

AxeAxe

Module 2Module 2Module 1Module 1

Transpalette motorisé

Transpalette motorisé

Convoyage de charges

Convoyage de charges

DéplacementDéplacement Chargement/déchargementChargement/déchargement

Module 11Module 11 Module 12

Module 12MotorisationMotorisation TransmissionTransmission Module 13Module 13 DirectionDirection

Description du besoin du client(2/8):

ModuleModule FonctionFonction

Graphe d’interaction

Graphe d’interaction

C2:Ne pas dégrader la c. C2:Ne pas dégrader la c.

F:Transmettre le mouvementF:Transmettre le mouvement

C1:guidage C1:guidage

[Dardy et Teixido, 95][Dardy et Teixido, 95]

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (5/23 )

Minimisation du coûtMinimisation du coût (E)

Transmettre le mouvement du Transmettre le mouvement du bras de commande ( avec bras de commande ( avec

guidage et sans dégradation de guidage et sans dégradation de celui-ci ) (celui-ci ) (T)T)

Minimisation de l’impact Minimisation de l’impact environnementalenvironnemental (En)

Minimisation du coût (E)

Juste respect de la fonction Juste respect de la fonction technique (T)technique (T)

Minimisation de l’impact environnemental (En)

Description du besoin du client (3/8):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (6/ 23)

Description du besoin du client (4/8):

Espace des spécifications mesurables

SM

Espace des spécifications mesurables

SM

Espace du besoin du client BC

Espace du besoin du client BC

Espace de la perception du besoin par le client PBC

Espace de la perception du besoin par le client PBC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus de fabrications

PF

Espace des processus de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’emballages PE

Espace des processus

d’emballages PE

Espace des processus

de transports

PT

Espace des processus

de transports

PT

Espace de l’utilisation U

Espace de l’utilisation U

Espace des processus de

démantèlements PD

Espace des processus de

démantèlements PD

Espace des processus de recyclages,

incinérations, enfouissements PRIE

Espace des processus de recyclages,

incinérations, enfouissements PRIE

coût consommables 1coût consommables 1

coût énergétique 1coût énergétique 1

coût matière

coût matière

coût consom-mables

2

coût consom-mables

2

coût énergé.

2

coût énergé.

2

coût consom-mables

3

coût consom-mables

3

coût énergé.

3

coût énergé.

3

coût consom-mables

4

coût consom-mables

4

coût énergé.

4

coût énergé.

4

coût énergé.

5

coût énergé.

5

coût énergé.

6

coût énergé.

6

coût énergé. 7

coût énergé. 7

coût énergé.

8

coût énergé.

8

coût consom-mables

5

coût consom-mables

5

coût consom-mables

6

coût consom-mables

6

coût consom-mables 7

coût consom-mables 7

coût consom-mables

8

coût consom-mables

8

Coûts physiques

Coûts physiques

Impact environnemental de conceptionImpact environnemental de conception Imp. Env. de

fab.

Imp. Env. de

fab.

Imp. Env.

assem -blage

Imp. Env.

assem -blage

Imp. Env.

emba- llage

Imp. Env.

emba- llage

Imp. Env.

trans- port

Imp. Env.

trans- port

Imp. Env. utili-

sation

Imp. Env. utili-

sation

Imp. Env.

démentè-lement

Imp. Env.

démentè-lement

Imp. Env.

Re.,inci., enf.

Imp. Env.

Re.,inci., enf.

Imp. E

nv.Im

p. Env.

Les coûts et l’impact environnemental

coût de saisie du besoin

coût de saisie du besoin

coût de faisabilité coût de faisabilité

coût de conceptioncoût de conception

coût produc- tion

coût produc- tion

coût assem -blage

coût assem -blage

coût d’emba - llage

coût d’emba - llage

coût trans - port

coût trans - port

coût déntèle -

ment

coût déntèle -

ment

coût re.,

inci., enf.

coût re.,

inci., enf.

Coûts de m

ain d’oeuvreC

oûts de main d’oeuvre

coût réparation/ent.

coût réparation/ent.

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (7/ 23)

Description du besoin du client (5/8):Les fonctions techniques

Nous postulons que les FONCTIONS TECHNIQUES d’une pièce élémentaire de la

nomenclature du produit puissent être décrite à l’aide de la

taxonomie qui suit:

Nous postulons que les FONCTIONS TECHNIQUES d’une pièce élémentaire de la

nomenclature du produit puissent être décrite à l’aide de la

taxonomie qui suit:

- Contraintes mécaniques,

- Contraintes thermiques et de radiations,

-Contraintes aérodynamiques

-Contraintes accoustiques

-Contraintes électriques

-Contraintes biologiques

-Contraintes chimiques

-Contraintes ergonomiques

- Contraintes esthétiques

-etc…

- Contraintes mécaniques,

- Contraintes thermiques et de radiations,

-Contraintes aérodynamiques

-Contraintes accoustiques

-Contraintes électriques

-Contraintes biologiques

-Contraintes chimiques

-Contraintes ergonomiques

- Contraintes esthétiques

-etc…

Familles de fonctions techniques

Familles de fonctions techniques

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (8/ 23)

Description du besoin du client (6/8):Les fonctions techniques

- Traction,

- Torsion,

-Flexion,

-Compression

-Cisaillement,

-Pression de contact,

-Enceintes sous pressions,

-Vibrations,

- Fluage,

- etc.…

- Traction,

- Torsion,

-Flexion,

-Compression

-Cisaillement,

-Pression de contact,

-Enceintes sous pressions,

-Vibrations,

- Fluage,

- etc.…

Mode de chargementMode de chargement

- Contraintes mécaniques,

- Contraintes thermiques et de radiations,

-Contraintes aérodynamiques

-Etc...

- Contraintes mécaniques,

- Contraintes thermiques et de radiations,

-Contraintes aérodynamiques

-Etc...

Familles de fonctions techniques

Familles de fonctions techniques

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (9/23 )

Description du besoin du client (7/8):Les fonctions techniques

- Traction,

- Torsion,

-Flexion,

-Compression

-Cisaillement,

-etc…

- Traction,

- Torsion,

-Flexion,

-Compression

-Cisaillement,

-etc…

Mode de chargementMode de chargement

- Rigidité,

- Résistance,

-Fatigue,

- Rigidité,

- Résistance,

-Fatigue,

ContrainteContrainte Spécifications technique résultantes

Spécifications technique résultantes

- Pièce rigide en Torsion,

- Pièce rigide en Flexion,

- Pièce rigide en Torsion,

- Pièce rigide en Flexion,

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (10/23 )

Description du besoin du client (8/8):Expression finale du besoin

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Minimisation du coût (E)Minimisation du coût (E)

Pièce rigide en Torsion (T)(T)

Pièce rigide en Flexion (T)(T)

Pièce rigide en Torsion (T)(T)

Pièce rigide en Flexion (T)(T)

Minimisation de l’impact environnemental (En)

Minimisation de l’impact environnemental (En)

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (11/23 )

Description du problème de conception – Le système d’unités:

La théorie de l’Analyse Dimensionnelle nous montre que le choix d’un système d’unités repose

sur :

-les propriétés de comparabilités et d’additivités des unités de bases,

La théorie de l’Analyse Dimensionnelle nous montre que le choix d’un système d’unités repose

sur :

-les propriétés de comparabilités et d’additivités des unités de bases,

Nous postulons que tout problème de conception

puisse être décrit en utilisant le système des 9 unités de bases ci-contre.

Nous postulons que tout problème de conception

puisse être décrit en utilisant le système des 9 unités de bases ci-contre.

QuantitéQuantité NomNom SymbolSymbol

Longueur, LLongueur, L

Temps, tTemps, t

Mass, MMass, M

Température, TTempérature, T

Courant, ICourant, I

nbr. de particules élémentairesnbr. de particules élémentaires

Intensité lumineuseIntensité lumineuse

Contenu informationel [Shannon-1949]Contenu informationel [Shannon-1949]

CoûtCoût

mètremètre

secondeseconde

kilogrammekilogramme

kelvinkelvin

ampèreampère

molemole

candelacandela

bitbit

euroeuro

mm

ss

kgkg

KK

AA

molemole

cdcd

bitbit

€€

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

[Sonin A.A., 92][Sonin A.A., 92]

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (12/23 )

Passage du besoin à l’espace des para. de conception (1/12):

Nous allons présenter maintenant la manière donc

les Espaces des spécifications mesurables et l’Espace des paramètres de conception

peuvent être définis à l’aide de

l’Analyse Dimensionnelle.

Nous allons présenter maintenant la manière donc

les Espaces des spécifications mesurables et l’Espace des paramètres de conception

peuvent être définis à l’aide de

l’Analyse Dimensionnelle.

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (13/ 23)

Passage du besoin à l’espace des para. de conception (2/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

G: module d’élasticité transversale ou de Coulomb G=f(E,)

: Coefficient de Poisson (sans dimension)

G: module d’élasticité transversale ou de Coulomb G=f(E,)

: Coefficient de Poisson (sans dimension)

coût de saisie du besoin

coût de saisie du besoin

coût de faisabilitécoût de faisabilité

coût de conceptioncoût de conception

coût consommables 1coût consommables 1

coût énergétique 1

coût énergétique 1

coût matière

coût matière

coût consom-mables

2

coût consom-mables

2

coût énergé.

2

coût énergé.

2

coût produc-

tion

coût produc-

tion

coût assem -blage

coût assem -blage

coût consom-mables

3

coût consom-mables

3

coût énergé.

3

coût énergé.

3

E (ML-1T-2)E (ML-1T-2)

A (L2)A (L2)

Rigidité en Flexion F/ (MT-2)Rigidité en Flexion F/ (MT-2)

Coûts (€ )Coûts (€ )Complexité de forme (bits)Complexité de forme (bits)

Complexité dimensionnelle et géométrique (bits)

Complexité dimensionnelle et géométrique (bits)

Complexité d’état de surface (bits)

Complexité d’état de surface (bits)

Impact environnemental de

conception (ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental de

conception (ML2 T-2 K-1)

IG (L4)IG (L4)

Rigidité en TorsionMt/ (ML2 T-2)Rigidité en TorsionMt/ (ML2 T-2)G (ML-1T-2)G (ML-1T-2)

IGx, IGy(L4)IGx, IGy(L4)

Impact environnemental de

fabrication (ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental de

fabrication (ML2 T-2 K-1)

L (L)L (L)

Impact environnemental d’assemblage

(ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental d’assemblage

(ML2 T-2 K-1)

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (14/23 )

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (3/12):

Nous avons n=26 grandeurs, 6 grandeurs fondamentales (M,L,T,€, K, bits). Nous pouvons donc

former:

n-6=20 invariantsNous aurons donc:

- 20 grandeurs directrices (que nous choissisons de préférence de manière à représenter les grandes familles de la taxonomie)

- 6 grandeurs déterminantes (dérivées de M,L,T, K, € et bits)

Nous avons n=26 grandeurs, 6 grandeurs fondamentales (M,L,T,€, K, bits). Nous pouvons donc

former:

n-6=20 invariantsNous aurons donc:

- 20 grandeurs directrices (que nous choissisons de préférence de manière à représenter les grandes familles de la taxonomie)

- 6 grandeurs déterminantes (dérivées de M,L,T, K, € et bits)

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

[Matz W., 59][Matz W., 59]

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (15/ 23)

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (4/12): - Les 20 grandeurs directrices (que nous choississons de manière à

représenter un sous groupe des 6 grandeurs fondamentales)

IGx,L,E,coût de conception, Impact environnemental de conception, etc...

-Les 6 grandeurs déterminantes (constituant un autre sous groupe des 6 grandeurs fondamentales M,L,T, €, K et bits)

coût de production, A, F/, L, Impact environnementale de fabrication, complexité de forme

- Les 20 grandeurs directrices (que nous choississons de manière à représenter un sous groupe des 6 grandeurs fondamentales)

IGx,L,E,coût de conception, Impact environnemental de conception, etc...

-Les 6 grandeurs déterminantes (constituant un autre sous groupe des 6 grandeurs fondamentales M,L,T, €, K et bits)

coût de production, A, F/, L, Impact environnementale de fabrication, complexité de forme

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

[Matz W., 59][Matz W., 59]

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (16/ 23)

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (5/12):

1= IGx . C production1. A1. F/1. L1 . Ienv fab1 .Compl forme1 =

2= IG . C production2. A2. F/2. L2 . Ienv fab2 .Compl forme2 =

3= Ienv concep . C production3. A3. F/3. L3 . Ienv fab3 .Compl forme3 =

4= Compl dim . C production4. A4. F/4. L4 . Ienv fab4 .Compl forme4 =

etc...

1= IGx . C production1. A1. F/1. L1 . Ienv fab1 .Compl forme1 =

2= IG . C production2. A2. F/2. L2 . Ienv fab2 .Compl forme2 =

3= Ienv concep . C production3. A3. F/3. L3 . Ienv fab3 .Compl forme3 =

4= Compl dim . C production4. A4. F/4. L4 . Ienv fab4 .Compl forme4 =

etc...

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

2AGxI

2AGxI

2AGI2A

GI

env.fab.Ienv.conc.I

env.fab.Ienv.conc.I

formeCdimC

ompl

ompl

formeCdimC

ompl

ompl

1 et 2 sont identiques à des indicateurs de [Ashby-

1999]

1 et 2 sont identiques à des indicateurs de [Ashby-

1999]

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (17/23 )

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (6/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Mt/(ML2 T-2)Mt/(ML2 T-2)

Coûts (€ ) (12)Coûts (€ ) (12)

Impact environnemental de

conception (ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental de

conception (ML2 T-2 K-1)

F/ (MT-2)F/ (MT-2)

Impact environnemental de

fabrication (ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental de

fabrication (ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental

d’assemblage (ML2 T-2 K-1)

Impact environnemental

d’assemblage (ML2 T-2 K-1)

Nous passons de 17 spécifications mesurables

à 14 Invariants de spécifications mesurables

Nous passons de 17 spécifications mesurables

à 14 Invariants de spécifications mesurables

env.fab.Ienv.conc.I3 env.fab.Ienv.conc.I3

env.fab.Ienv.ass.I5 env.fab.Ienv.ass.I5

iCconc.Coût

oûti 16..6 iC

conc.Coût

oûti 16..6

.AF/δ

/θt

M17 .AF/δ

/θt

M17

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (18/ 23)

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (7/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Minimisation du coût (E)

Pièce rigide en Torsion (T)(T)

Pièce rigide en Flexion (T)(T)

Minimisation de l’impact environnemental (En)

0 0

0 0

0 0 5353 5353

16

6166

i i

16

6166

i i

.AF/δ

/θt

M17 .AF/δ

/θt

M17

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (19/23 )

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (8/12):

Nous postulons qu’une pièce élémentaire de la nomenclature du produit puisse toujours être décrite à l’aide de la taxonomie suivante:

Nous postulons qu’une pièce élémentaire de la nomenclature du produit puisse toujours être décrite à l’aide de la taxonomie suivante:

-Caractéristiques du matériau ou index structuraux [Shanley-1960]

-Caractéristiques générales de formes (associées aux solicitations)

- Caractéristiques générales de complexités (forme, précision

dimensionnelle, géométrique et d’état de surface)

-Caractéristiques du matériau ou index structuraux [Shanley-1960]

-Caractéristiques générales de formes (associées aux solicitations)

- Caractéristiques générales de complexités (forme, précision

dimensionnelle, géométrique et d’état de surface)

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Nous pouvons donc classer les invariants restant suivant cette

taxonomie

Nous pouvons donc classer les invariants restant suivant cette

taxonomie

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (20/ 23)

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (9/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Nous passons de 9 paramètres de conception à 6 paramètres invariants

de conception

Nous passons de 9 paramètres de conception à 6 paramètres invariants

de conception

E (ML-1T-2)E (ML-1T-2)

A (L2)A (L2)

Complexité de forme (bits)Complexité de forme (bits)

Complexité dimensionnelle et géométrique (bits)

Complexité dimensionnelle et géométrique (bits)

Complexité d’état de surface (bits)

Complexité d’état de surface (bits)

IG (L4)IG (L4)

G (ML-1T-2)G (ML-1T-2)

IGx, IGy(L4)IGx, IGy(L4)

L (L)L (L)

F/δ

G.L19 F/δ

G.L19

F/δ

E.L18 F/δ

E.L18

2AGxI

1 2AGxI

1

2AGI

2 2AGI

2

formeCdimC

ompl

ompl4 formeC

dimC

ompl

ompl4

formeCSurfaceC

ompl

ompl20 formeC

SurfaceC

ompl

ompl20

Index structurauxIndex structuraux

Form

esF

ormes

Com

plexitésC

omplexités

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (21/ 23)

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (10/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Le système initial:

Spécif. mesurable = f(para. conception)

peut être transformé à l’aide du théorème de Vashy-Buckingham.

Le système devient alors:

Le système initial:

Spécif. mesurable = f(para. conception)

peut être transformé à l’aide du théorème de Vashy-Buckingham.

Le système devient alors:

[Hanche-Olsen H., 2001][Hanche-Olsen H., 2001]

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (22/23 )

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (11/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

0

0

05353 5353

16

6166

i i

16

6166

i i

.AF/δ

/θt

M17 .AF/δ

/θt

M17

F/δ

G.L19 F/δ

G.L19

F/δ

E.L18 F/δ

E.L18

2AGxI

1 2AGxI

1

2AGI

2 2AGI

2

formeCdimC

ompl

ompl4

formeCdimC

ompl

ompl4

formeCSurfaceC

ompl

ompl20

formeCSurfaceC

ompl

ompl20

Index structurauxIndex structuraux

Form

esF

ormes

Com

plexitésC

omplexités

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3- Exemple d’utilisation de la méthode: La colonne de direction ROCLA. (23/23 )

Passage du besoin à l’espace des p. de conception (12/12):

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

Les conséquences de l’analyse dimensionelle sont les suivantes:

-Simplification du modèle,

-Modèle indépendant des phénomènes d’échelles,

- Mise en évidence des similarités entre projets.

Les conséquences de l’analyse dimensionelle sont les suivantes:

-Simplification du modèle,

-Modèle indépendant des phénomènes d’échelles,

- Mise en évidence des similarités entre projets.

Cette méthode est intégrée dans un logiciel prototype en cours de développement

http://pddi.free.fr

Cette méthode est intégrée dans un logiciel prototype en cours de développement

http://pddi.free.fr

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4- CONCLUSIONCette présentation définie un certain nombre d’éléments nouveaux:Cette présentation définie un certain nombre d’éléments nouveaux:

ST M3

PC

PC M4

PF

PF

M5

PA

BC

M2

ST

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des spécif. mesurables SM

Espace des paramètres de conception PC

Espace des paramètres de conception PC

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

de fabrications

PF

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace des processus

d’assemblagesPA

Espace du besoin du client BC

- Une proposition de nouvelle taxonomie basée sur le cycle de vie produit,- Une proposition de nouvelle taxonomie basée sur le cycle de vie produit,

-Des taxonomies décrivant les passages des espaces:

- Besoin client,

-Spécifications mesurables,

-Paramètres de conception,

-Des taxonomies décrivant les passages des espaces:

- Besoin client,

-Spécifications mesurables,

-Paramètres de conception,

-Un axiome postulant que l’optimisation des fonctions des éléments de niveau N d’une nomenclature conduit à un niveau N-1

lui même optimisé.

-Un axiome postulant que l’optimisation des fonctions des éléments de niveau N d’une nomenclature conduit à un niveau N-1

lui même optimisé.

- La théorie de l’analyse dimensionnelle élément central du processus de conception,

- La théorie de l’analyse dimensionnelle élément central du processus de conception,