A new functional approach for a geometrical assistance during the first stages of product design
Une nouvelle approche fonctionnelle pour une assistance géométrique pendant les premières phases de conception de produits
Résumé
This manuscript is related to computer-aided design and more particularly to the functional design of manufacturing products. Our goal is to propose a computer method that allows to build as automatically as possible the shape of a product starting from its specifications (its functions).
The first chapter is interested in computer or manual tools and methods to support the functional design (SADT, FAST...). It shows that the specifications of a product are mainly expressed in the natural language, which makes difficult any automation of the design at this level. One feels the need for defining an intermediate model facilitating a less abrupt transition from functions to the shape of the product.
The second chapter treats geometrical modelling of the product, since the principal aim is to build its shape. It shows that the current CAD software does not provide assistance to shapes synthesis. We identify then various shape synthesis which manage information of a higher semantic level than the usual methods associated with the current geometrical models (B-Rep, CSG...).
The third chapter proposes a method building automatically a set of shapes satisfying the specifications of the product, in the condition that the latter were translated into a so-called “intermediate” model. As the method proposes several solutions, it is necessary to define the estimation concept that makes it possible to compare the solutions. The comparison allows optimisation methods to be applied in order to choose the best shapes.
The fourth chapter supports the approach by proposing on the one hand a software mock-up and on the other hand an application within an industrial framework: assisted design of foundry moulds starting from a functional definition of the mould.
The first chapter is interested in computer or manual tools and methods to support the functional design (SADT, FAST...). It shows that the specifications of a product are mainly expressed in the natural language, which makes difficult any automation of the design at this level. One feels the need for defining an intermediate model facilitating a less abrupt transition from functions to the shape of the product.
The second chapter treats geometrical modelling of the product, since the principal aim is to build its shape. It shows that the current CAD software does not provide assistance to shapes synthesis. We identify then various shape synthesis which manage information of a higher semantic level than the usual methods associated with the current geometrical models (B-Rep, CSG...).
The third chapter proposes a method building automatically a set of shapes satisfying the specifications of the product, in the condition that the latter were translated into a so-called “intermediate” model. As the method proposes several solutions, it is necessary to define the estimation concept that makes it possible to compare the solutions. The comparison allows optimisation methods to be applied in order to choose the best shapes.
The fourth chapter supports the approach by proposing on the one hand a software mock-up and on the other hand an application within an industrial framework: assisted design of foundry moulds starting from a functional definition of the mould.
Ce mémoire est relatif à la conception assistée par ordinateur et plus particulièrement à la conception fonctionnelle de produits manufacturiers. Notre objectif est de proposer une méthode informatique permettant de construire le plus automatiquement possible la forme d'un produit à partir de ses spécifications (ses fonctions).
Le premier chapitre s'intéresse aux outils et aux méthodes, informatiques ou manuelles, d'assistance à la conception fonctionnelle (SADT, FAST ...). Il montre que les spécifications d'un produit s'expriment principalement dans le langage naturel, ce qui rend difficile une quelconque automatisation de la conception à ce niveau. On ressent la nécessité de définir un modèle intermédiaire facilitant un passage moins brusque entre les fonctions et la forme du produit.
Le second chapitre traite de la modélisation géométrique du produit, puisque l'objectif principal est de construire sa forme. Il montre que les systèmes informatiques actuels de CAO ne fournissent pas d'assistance à la synthèse de formes. Nous identifions ensuite différentes approches de synthèse de la forme, des approches qui gèrent des informations d'un plus haut niveau sémantique que les habituelles méthodes associées aux modèles géométriques courants (B–Rep, CSG ...).
Le troisième chapitre propose une méthode permettant de construire automatiquement un ensemble de formes satisfaisant les spécifications du produit à la condition que ces dernières aient été traduites en un modèle dit intermédiaire. La méthode proposant plusieurs solutions, il est nécessaire de définir la notion d'estimation permettant de comparer les solutions entre elles. La comparaison des solutions permet d'appliquer des méthodes d'optimisation pour choisir les meilleures formes.
Le quatrième chapitre étaye l'approche en proposant d'une part une maquette informatique et d'autre part une application dans un cadre industriel : la conception assistée de moules de fonderie à partir d'une définition fonctionnelle du moule.
Le premier chapitre s'intéresse aux outils et aux méthodes, informatiques ou manuelles, d'assistance à la conception fonctionnelle (SADT, FAST ...). Il montre que les spécifications d'un produit s'expriment principalement dans le langage naturel, ce qui rend difficile une quelconque automatisation de la conception à ce niveau. On ressent la nécessité de définir un modèle intermédiaire facilitant un passage moins brusque entre les fonctions et la forme du produit.
Le second chapitre traite de la modélisation géométrique du produit, puisque l'objectif principal est de construire sa forme. Il montre que les systèmes informatiques actuels de CAO ne fournissent pas d'assistance à la synthèse de formes. Nous identifions ensuite différentes approches de synthèse de la forme, des approches qui gèrent des informations d'un plus haut niveau sémantique que les habituelles méthodes associées aux modèles géométriques courants (B–Rep, CSG ...).
Le troisième chapitre propose une méthode permettant de construire automatiquement un ensemble de formes satisfaisant les spécifications du produit à la condition que ces dernières aient été traduites en un modèle dit intermédiaire. La méthode proposant plusieurs solutions, il est nécessaire de définir la notion d'estimation permettant de comparer les solutions entre elles. La comparaison des solutions permet d'appliquer des méthodes d'optimisation pour choisir les meilleures formes.
Le quatrième chapitre étaye l'approche en proposant d'une part une maquette informatique et d'autre part une application dans un cadre industriel : la conception assistée de moules de fonderie à partir d'une définition fonctionnelle du moule.
Loading...