Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare

Méthodologie de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du Product

Lifecycle Management.

Thomas Paviot

Soutenance de Doctorat de l’Ecole Centrale Paris1er juillet 2010, Supméca Paris

Thèse dirigée par S. Lamouri et encadrée par V.Cheutet

Structure de la présentation

2Thomas Paviot - 1er juillet 2010

L’enjeu : comment industrialiser le processus de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du PLM?

La méthode : assurer une interopérabilité robuste, agile et flexible via une architecture SOA associée à une analyse sémantique des informations

Les perspectives de recherche : des modèles dynamiques soutenus par des architectures distribuées

Définir les mots-clés : PLM, domaine du PLM, interopérabilité, problème d’interopérabilité

Situer le contexte de la recherche Dégager la problématique de recherche vis-à-vis du contexte

industriel et scientifique Introduire le besoin d’une méthodologie robuste, agile,

flexible

Naissance, vie, fin de vie d’un produit industriel


temps

Enjeu Méthode Perspectives

Conception Pré-assemblage

Transfert

Négociation

Assemblage final

Utilisation

M.C.O.

Phase du cycle de vie du produit (PL)Evénements

Produit virtuel

Produit réel

Le développement collaboratif des produits au service de l’efficience de l’entreprise

Thomas Paviot - 1er juillet 2010 4


Equipes commercial

es

Equipes de conception

Equipes de maintenanc

e

Equipes de production

Pilotes

Clients

Associer les différents métiers en interaction avec le produit dès la phase de conception pour: Accélérer le temps de développement (ingénierie simultanée) Anticiper les événements (ingénierie concourante) -> Création d’un « système » [Le Moigne, 1990]

Le PLM ou la maîtrise de la complexitéDans un contexte de complexité croissante des produits, des

organisations, et dans un environnement dynamique :

Objectif stratégique du PLM : la maîtrise de la complexité qui caractérise le développement et le suivi des produits (pour in fine optimiser coûts/qualité/délais)

Démarche PLM : moyens mis en œuvre pour atteindre cet objectif stratégique

Démarche envisagée suivant plusieurs dimensions temporelles : Stratégique Tactique Opérationnelle



La fonction conception : définir un produit virtuel conforme besoin client.



Fonction conception

La fonction production : réaliser un produit physique conformément aux spécifications techniques et aux contraintes client.



Fonction production



Fonction conception

Fonction production

L’interface conception/production : une « membrane » poreuse traversée par un flux continu d’information

Les Systèmes d’Information (SI) comme assistance à la création et l’échange des informations numériques



SI de la Conception

SI de la Production

Conception Assistée par

Ordinateur (CAO)

Product Data Management (PDM)

Simulation

Bureautique

Gestion de projetAdvanced Planning

System (APS)

Manufacturing Execution System

(MES)

Enterprise Resource Planning

(ERP)

Les composants de ces SI doivent pouvoir échanger des informations et utiliser les informations échangées = Interopérabilité [Geraci et al., 1991]

Origine sémantique des problèmes d’interopérabilité des SI [Saussure, 1916]



Une communication idéale conception / production

Mais les ambiguïtés sémantiques métier perturbent la communication entre les hommes et donc les SI.

Résoudre un problème d’interopérabilité : garantir la continuité et la conservation du flux sémantique qui circule dans le SI

Problèmes d’interopérabilité intra-phase : Des travaux présentant des modèles de données à la granularité fine mais sans mention de l’architecture du SI ([Song et al., 2007], [Tursi, 2009] etc.) : pas de garantie quant à la continuité du flux.

Problèmes d’interopérabilité inter-phase : des travaux relatifs à l’architecture du SI mais proposant des modèles de données peu granulaires ([Noël and Roucoules, 2008], [Rose et al., 2007] etc.) : pas de garantie de conservation sémantique.



Comment industrialiser la démarche de résolution des problèmes d’interopérabilité ? Le contexte :

Complexité croissante, forte dynamique de l’environnement Difficultés sémantiques

Définir une méthodologie et des outils permettant, en l’état des connaissances scientifiques et techniques, de : Garantir la continuité des flux sémantiques Garantir la conservation des flux sémantiques

Cette méthodologie et ces outils doivent : Être robustes vis-à-vis d’un accroissement de la complexité Être flexibles et agiles vis-à-vis d’un accroissement de la complexité Être capables de d’adapter à un SI existant sans supprimer ni

modifier ses composants



Structure de la présentation (rappel)





Les niveaux d’interopérabilité Une architecture pour l’interopérabilité technique Des modèles de donnée standards pour l’unification

des modèles de données Faisabilité : expérimentation CAO/PDM et PDM/ERP Aller plus loin avec un modèle d’annotation

sémantique pour les données relatives au produit

Les niveaux d’interopérabilité comme « guide » de la démarche

Réaliser l’interopérabilit

é de 2 ou plusieurs systèmes

Niveau technique:assurer la

continuité du flux sémantique

Niveau sémantique : assurer la

conservation du flux sémantique

Architecture du SI

Convergence des modèles de données



L’interopérabilité peut être décomposée en différents niveaux [EIF, 2004] niveau technique niveau sémantique (niveau organisationnel)

Le médiateur d’informations : le meilleur compromis agilité/flexibilité/coût

Un composant central, le « médiateur », est chargé du transfert des informations

Les SI sont orientés service (S.O.A.)

Architecture dynamique

O(n) interfaces



[Benaben, 2008]

Instancier plusieurs médiateurs décentralisés : la médiation multi-échelle orientée services





Fonctions internes du médiateur multi-échelle orienté services

Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (rappel)



Assurer la continuité du

flux sémantique

Assurer la conservation

du flux sémantique

Convergence des modèles de données (Niveau sémantique)



Trois méthodes pour la convergence des modèles de données [ISO-14258-1998,1998]

intégration : un standard commun de modèle de données est utilisé pour tous les composants du système. Le processus d’intégration revient à fusionner les modèles de données

unification : un méta-modèle commun à tous les composants du système fournit un moyen pour établir des correspondances sémantiques

fédération : des modèles distincts sont associés dynamiquement



Modèle A

Modèle B

Modèle A

Modèle B

Modèle A

Modèle B

Méta-Modèle

C

Modèle C

Mapping dynamique:Description ontologique + inférence

Définition du méta-modèle d’unification

Deux possibilités pour la définition du méta-modèle d’unification : Créer un modèle de données ad hoc Utiliser un modèle de données standard :

avantageux d’un point de vue économique, sémantique riche et prête à l’emploi

-> Définition d’une méthodologie quant à la définition du méta-modèle ou au choix d’un modèle standard.



Choix d’un méta-modèle à partir de la cartograhie 2D des standards du PLM [Rachuri et al, 2008]





Un point de vue précisé : cartographie 3d du standard STEP

Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (bilan)



Assurer la continuité du

flux sémantique

Assurer la conservation

du flux sémantique



Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM [Paviot et al. 2008] : le projet FALSIM – Supméca Paris



Problème de type « transfert d’information »

DMU STEP PDM

Concepteur 1

Concepteur 2

Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM : résultats



« Webservicisation » d’applications non S.O.A : un ensemble de services web construits pour l’interopérabilité « au-dessus » d’applications non-SOA

Démonstrateur

PLCS au service de la médiation PDM/ERP [Paviot et al., 2009] pour le transfert de structures produits



Problème mixte « transfert »et « empaquetage » d’informations

Les annotations sémantiques des constituants du produit pour résoudre les problèmes de structuration du produit [Paviot et al., 2010]



Multi-vues (as designed, as built, as maitained) : la sémantique du produit est disséminée parmi les métadonnées et les liens de structure.

Séparation des items/espace sémantique Séparer les articles (la matière d’œuvre des processus de

conception/production) de la sémantique qui leur est associée

Scinder « l’espace produit » en deux: L’espace des items L’espace sémantique

Lier les items à la sémantique associée en utilisant la notion de « tag » issue du web collaboratif.

Un modèle de données pour la reconstruction automatique de structures produit



EBOM

MBOM

Bilan / Contribution Une mise en lumière du PLM et de l’interopérabilité au

regard de la complexité La définition conjointe d’une architecture et de la

détermination du méta-modèle d’unification = la médiation multi-échelle orientée service

La mise en œuvre du standard STEP, en particulier PLCS

Des développements logiciels pour soutenir cette méthodologie

Un premier pas vers une « automatisation » du processus de réalisation de l’interopérabilité



Structure de la présentation (rappel)





Poursuite des travaux sur l’unification via des modèles standards

Extension du modèle de tags sémantiques Vers des architectures distribuées

Approfondir la démarche d’unification basée sur les modèles de donnée standards

Test de la méthode sur d’autres types de problèmes d’interopérabilité (PDM/PDM)

Mise en œuvre conjointe des AP239 et AP233 (Ingénierie système) pour l’échange d’informations relatives aux produits mécatroniques

Standardisation des interfaces (web services) : un champ encore très ouvert – Analogie avec le développement des DEX de STEP

Suivi de l’adoption d’OWL par STEP – Lien ontologies OWL/Reference Data des AP239 et 233



Vers des approches mixtes fédération/unification pour automatiser le processus d’échange de données Modélisation de la notion de distance sémantique Contextualisation de l’information pour une annotation

automatique -> intégration processus/données produit Raisonnement : problème de la dualité programmation

objet/sémantique



Vers des architectures distribuées interopérables Distribution des fonctions au travers du réseau et des

architectures Reconstruction d’une information cohérente à partir

d’informations partielles éparses Etude des impacts de cette distribution de l’information sur

les composants du système et leur interopérabilité



Pour plus d’informations, contacter Thomas Paviot à

l’adresse électronique :[email protected]


La version électronique du mémoire de thèse est disponible

en ligne à l’adresse :http://

tel.archives-ouvertes.fr/index.php?halsid=chet0v8cdfkskcf7hgtf4o49v4&view_this_doc=tel-00504680&version=1

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