Structuration Fonctionnelle D'une Base De Composants En Conception Préliminaire

19ème

Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009

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Structuration fonctionnelle d’une base de composants

en conception préliminaire

M. SALLAOUa,b

, J. PAILHESa,c,d

, J. -P. NADEAUa,c,d

a. Arts et Métiers ParisTech , Laboratoire TREFLE, Esplanade d’Arts et Métiers, Talence

Cedex, F33405, France

b. ENSAM-Meknès, BP 4024, Meknès, Ismaïlia, Maroc

c. CNRS, Talence Cedex, F33405, France

d. Université de Bordeaux, Talence Cedex, F33405, France

Résumé :

La conception est l’activité de transformation d’exigences fonctionnelles en paramètres de

conception. Notre article présente une méthode de structuration du problème de conception

exploitant des connaissances déjà existantes et maîtrisées. L’analyse énergétique proposée

conduit à la définition structurelle du produit et la définition d’une base de fonctions et de

composants. Cette démarche permet une mise en œuvre efficace des modèles d’optimisation en

conception préliminaire.

Abstract :

The design activity is the transformation of functional requirements into design parameters.

This article presents a structuring method for the design problem exploiting existent and

mastered knowledge. The proposed energy analysis leads to the structural definition of the

product and the definition of a basis of functions and components. This approach allows

efficient implementation of optimization models in preliminary design.

Mots-clefs : conception préliminaire, base de connaissances, analyse énergétique

1 Introduction

La conception de produits est une activité créatrice qui, partant des besoins exprimés et des

connaissances existantes, aboutit à la définition d’un produit satisfaisant ces besoins et

industriellement réalisable. Selon Suh, la conception est vue comme l’interaction entre ce que

nous voulons réaliser ; c'est-à-dire la transformation d’exigences fonctionnelles en paramètres

de conception [1]. L’analyse de l’activité de la conception fait apparaître différents types et

approches selon les habitudes des concepteurs et le contexte industriel concerné. Dans ce sens,

plusieurs travaux de recherche se sont intéressés à développer des méthodes permettant

d’organiser le processus de conception et des outils supportant les différentes tâches de ce

processus.

Pahl et Beitz définissent l’approche séquentielle et systématique de conception et distinguent

quatre tâches : l’analyse et structuration du besoin (Product planning and clarifying the task), la

recherche de concepts (Conceptual design), la conception architecturale (Embodiment design) et

la conception détaillée (Detail design) [2]. Nous adopterons dans notre travail la décomposition

systématique en phases de conception. Nous utiliserons pour notre part le terme de conception 19ème

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préliminaire, qui recouvre à la fois la phase de recherche de concepts (conceptual design) et de

conception architecturale (embodiment design) [3]. Dans cette phase, il est nécessaire

d’exploiter des connaissances déjà existantes et maîtrisées pour leur réutilisation afin

d’améliorer et de faciliter la tâche de conception. Cependant, la difficulté réside dans leur

formalisation et leur structuration. Dans ce sens, plusieurs travaux de recherche se sont

intéressés à cet aspect et particulièrement à la standardisation du langage pour la définition des

fonctions, selon les objectifs visés [4, 5, 6, 7], en mettant en place des bases de fonctions qui

soient à la fois restreintes et exhaustives.

2 Contexte

Dans l’objectif de mettre en place des outils d’aide à la conception préliminaire, l’une des voies

de recherche est la mise en place de bases mettant à disposition des concepteurs les

connaissances nécessaires pour explorer différentes solutions et émettre les bons choix. Cette

structuration concerne les connaissances utilisées pour définir une architecture du produit à

partir d’un besoin client. Elles sont donc liées à la vision fonctionnelle pour l’identification des

fonctions du produit et de ces composants, à la vision structurelle pour le choix de composants

constituant le produit et leur architecture et à la vision comportementale pour le pré-

dimensionnement des différentes alternatives de conception.

La fonction est définie comme tout mécanisme par lequel les transformations d'un élément de

base "énergie, matière et signal" en un autre se produisent dans une entité [8]. Cette définition

est

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