FR2811439A1 - Procede et systeme d'assistance pour le soutien a la planification operatoire d'un processus de fabrication - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un système d'assistance pour le soutien d'un processus décisionnel en plusieurs étapes, pour générer un plan de travail pour un processus de fabrication. Le processus décisionnel part d'un exposé des tâches, qui caractérise de façon univoque la situation initiale qui est à la base du processus décisionnel; en particulier le processus décisionnel part d'un modèle CAD, basé sur des features, de la pièce façonnée à fabriquer. Le processus décisionnel comprend en outre des décisions élémentaires, s'organisant les unes les autres de façon hiérarchique, combinées ensemble sous la forme d'un arbre de décision. Pour soutenir la génération d'un plan de travail est mis en oeuvre un système d'assistance couplé à une banque de données dans laquelle les décisions élémentaires prises dans le passé sont mémorisées sous forme de cas, sachant que, selon l'invention, les cas, qui correspondent à des décisions élémentaires s'organisant mutuellement de façon hiérarchique, sont combinés ensemble de façon relationnelle. Le système d'assistance fournit en outre pour chaque, décision élémentaire un paramètre de similitude, défini par l'utilisateur, à l'aide duquel est évalué la bonne convenance, comme solution pour cette décision élémentaire, d'un cas mémorisé dans la banque de données au sujet de cette décision élémentaire. L'adaptation de ce cas à la décision élémentaire actuelle se fait par utilisation de règles spécifiques.

Description

Procédé et système d'assistance pour le soutien à la planification

opératoire d'un processus de fabrication L'invention concerne un procédé de soutien d'un processus décisionnel en plusieurs étapes pour générer un plan de travail pour un processus de fabrication, au cours duquel des caractéristiques techniques doivent être réalisées sur une pièce façonnée, le processus décisionnel englobant des décisions élémentaires, s'organisant mutuellement de façon hiérarchique, et l'invention concerne également un système d'assistance pour mettre en oeuvre de procédé et soutenir un processus décisionnel en plusieurs étapes, pour générer un plan de travail pour un processus de fabrication, - le processus décisionnel partant d'un exposé des tâches, caractérisant la situation initiale qui est à la base du processus décisionnel, - et le processus décisionnel englobant englobant des décisions élémentaires, s'organisant les unes en

fonction des autres hiérarchiquement.

La planification opératoire en tant que domaine partiel de la préparation du travail englobe toutes les dispositions de planification survenant initialement, qui assurent la conformation, conforme à la fabrication, d'un produit ou d'une prestation de service, en prenant en permanence en considération le souci de rentabilité. La planification opératoire assistée par ordinateur s'effectue, soit dans un système de planification du travail spécialisé, soit de façon intégrée dans un système intégré CAD/CAM. Dans les systèmes de planification opératoires et les systèmes CAD/CAM courants, l'utilisateur, en cas de décision qu'il doit prendre au cours du planning opératoire, est soutenu, grâce à des fonctionnalités auxiliaires, sur la base de formules et/ou de règles (fixes). Ces formules ou règles sont contenues à priori dans le système et sont, de ce fait, de nature statique pendant que dure l'application, ce pourquoi les expériences individuelles de l'utilisateur ne peuvent être

transférés dans le système qu'au prix d'un coût très élevé.

En plus, la "meilleure" alternative dans une situation décisionnelle déterminée est déterminée à l'aide de formules ou de règles complexes, de sorte que la logique interne d'une décision déterminée ne peut être souvent que difficilement perçue pour l'utilisateur; la confiance de l'utilisateur dans une proposition de décision calculée de

cette manière est par conséquent faible.

Pour permettre d'introduire un savoir d'expérience dans le processus de planning opératoire 'des systèmes de planning opératoire, les systèmes de planning opératoires peuvent être pourvus de fonctionnalités qui étendent le système sous l'angle de la planification ou de la technique de fabrication, un tel système est par exemple décrit dans l'ouvrage intitulé "Unterstûtzung der NC-Verfahrenskette durch ein bearbeitungsorientiertes, lernfâhiges Technologieplanungssystem" (Dissertation J.E. Burdghardt, Karlsruhe 1996). Ici, le processus décisionnel se déroulant dans le cadre du planning opératoire, avec ses dépendances technologiques, est modélisé sous forme d'une structure en réseau, qui est susceptible d'un apprentissage mécanisé: le nouveau savoir, issu de l'expérience, mène à une construction automatique ou à des modifications automatiques de la structure du réseau. En se basant sur cette structure en réseau, on calcule automatiquement pour chaque situation décisionnelle la "'meilleure" solution; du fait de la haute complexité et des règles cachées dans le réseau, cette manière de trouver une solution en tout cas est d'une absence maximale de transparence pour l'utilisateur et n'est que peu crédible. Des contradictions, apparues dans la base de connaissance, peuvent, en outre, mener à des propositions de solution contradictoires, faisant que l'acceptation d'un tel système

peut souvent être rapidement enterrée.

A la différence des tentatives basées sur des règles ou sur un réseau globaux décrit jusqu'ici, pour effectuer une planification opératoire automatisée, le savoir individuel de l'utilisateur dans la planification opératoire est, le plus souvent, de nature épisodique. Pour illustrer et réutiliser ce savoir épisodique pour la planification opératoire, conviennent en particulier des systèmes faisant utilisation de la méthode de décision basée sur des cas: des solutions déjà connues sont alors adaptées et utilisées pour résoudre un problème actuel. En plus, toutes les nouvelles solutions sont mémorisées, faisant que l'on peut réaliser un système qui acquière automatiquement un apprentissage. Une application de cette méthode de la décision basée sur des cas au processus de planification opératoire est connue, par exemple, d'après l'ouvrage intitulé "Planning for machining workpieces with a partial-order, nonlinear planer" (Paulokat, J. und Wess, S. in Proceedings of the AAI Fall Symposium, AAI Press 1994). Ce document décrit un exemple d'un plan opératoire très complexe, illustré comme une succession des

étapes devant se dérouler.

En tout cas, le système de planification opératoire décrit ici ne soutient que chaque fois une situation décisionnelle unique; manquent la structure modulaire et la granularité, qui permettent une possibilité de transfert aisée et rapide des expériences obtenues dans un plan opératoire pour pourvoir établir un autre plan opératoire (différent). En plus, manquent au système des fonctionnalités qui permettent une planification détaillée de chaque étape opératoire élémentaire (par exemple des vitesses de rotation et d'avancement dans une opération de perçage). L'invention a, de ce fait, comme but de perfectionner un procédé de soutien de la planification opératoire sur la base de conclusions basées sur des cas, de manière que des propositions de décisions élémentaires soient transmises à l'utilisateur, à des stades de planification différents, et qu'il soit possible d'avoir une possibilité de transfert direct des propositions de solution et du savoir issu de l'expérience entre des plannings opératoires différents à établir. En plus, l'invention a comme but de fournir un système d'assistance à la planification opératoire pour

mettre en oeuvre ce procédé.

Le problème est résolu selon l'invention, pour ce qui concerne le procédé, par les étapes de procédé suivantes: - chaque caractéristique souhaitée, à réaliser sur la pièce façonnée, est automatiquement classée quant à des propriétés définies, - des cas comparatifs, qui présentent des propriétés analogues à celles de la caractéristique souhaitée sont sélectionnés selon un paramètre de similitude défini préalablement, à partir d'une banque de données de cas de nature relationnelle, - les cas comparatifs sont évalués automatiquement de manière correspondante aux paramètres de similitude et sont présentés pour sélection à l'utilisateur, conjointement avec des opérations de fabrication liées aux Cas comparatifs respectifs pour produire la caractéristique, - l'utilisateur prend une décision en sélectionnant l'un des cas comparatifs proposés, ou en extrayant de la mémoire, de façon interactive, un nouveau cas d'antériorité, - selon le choix fait par l'utilisateur - en partant des opérations de fabrication appartenant à cette sélection - des arbres de décision hiérarchiques, constitués de décisions élémentaires, sont déroulés automatiquement à chaque opération de fabrication, sachant que, à chaque étage décisionnel de l'arbre de décision, depuis la banque de données de cas, des cas appropriés sont sélectionnés, sont évalués de manière correspondante à un paramètre de similitude correspondant à la décision élémentaire concernée et sont présentés pour sélection à l'utilisateur, chaque décision élémentaire prise par l'utilisateur est

mémorisé dans la banque de données de cas.

Le problème est résolu selon l'invention, pour ce qui concerne le système, par le fait que: - des décisions élémentaires, prises dans le passé, sont mémorisées à titre de cas dans une banque de données de cas, des - cas qui correspondent à des décisions élémentaires, s'organisant hiérarchiquement les unes les autres, étant combinés ensemble de façon relationnelle, - et que le système d'assistance fournit, pour chaque décision élémentaire, un critère de similitude défini par l'utilisateur, en vue d'évaluer la convenance des cas mémorisés pour cette décision élémentaire, en tant

que solution de cette décision élémentaire.

Par suite, toutes les décisions élémentaires, prises dans le cadre de différents processus de planification opératoire, sont mémorisées, en tant que cas, dans une banque de données relationnelle, ce qu'on appelle la banque de données de cas, et y sont combinées ensemble. Chaque processus décisionnel devant se dérouler pour générer un plan de travail déterminé est ici une séquence (ou plusieurs séquences) de décisions élémentaires s'organisant hiérarchiquement ensemble, les décisions élémentaires pouvant concerner des questions très différentes. Par exemple "Quelles sont les opérations élémentaires nécessaires pour générer un trou taraudé de diamètre 3 mm ?"I ou "Quelle vitesse d'avance doit-être choisie pour percer un trou de diamètre 2 mm dans une pièce en acier ? Il ou "Quelle sont les moyens de bridge à utiliser dans la présente situation d'usinage ?l"). Suite au fait que les décisions élémentaires peuvent s'organiser ensemble dans une chaîne décisionnelle de nature hiérarchique et que, ainsi, une décision élémentaire constitue simultanément une condition préalable à d'autres décisions, les décisions élémentaires mémorisées séparément sont combinées ensemble; cette combinaison des décisions élémentaires est illustrée dans la banque de données de cas, sous forme

d'une combinaison relationnelle entre les différents cas.

La combinaison des cas dans la banque de données de cas relationnelle permet de procéder à une recherche rapide et efficace des conséquences d'une décision pour d'autres décisions, en ce que la banque de données de cas procède à sa recherche en suivant l'ordre de succession utilisé lors des opérations de combinaison. Les cas, ayant été mémorisés dans la banque de données pour une décision déterminée, sont présentés à l'utilisateur en tant que proposition de solutions, dans cette situation décisionnelle; l'utilisateur a alors le choix de sélectionner l'une de ces propositions de solution, ou bien de générer une nouvelle

solution qui n'est jusqu'ici pas contenue dans le système.

Pour évaluer la convenance d'une proposition de solution déterminée dans une situation décisionnelle donnée, pour chaque décision élémentaire est prévu un paramètre de similitude correspondant à un système de règles ou de critères, qui a été défini par l'utilisateur préalablement (c'est-àdire déjà au moment de la mise en place de la structure de données correspondante). Toutes les décisions prises par l'utilisateur au cours du processus de planning opératoire sont mentionnées dans la banque de données de cas, en tant qu'autres jeux de données. La mémorisation des décisions élémentaires s'organisant hiérarchiquement les unes les autres, en tant que cas combinés dans une banque de données de cas de nature relationnelle, permet d'effectuer une recherche très efficace et rapide d'après des cas comparatifs appropriés, pour ce qui concerne une décision élémentaire déterminée du fait que, lors de cette recherche, la structure hiérarchique du processus de décision peut être exploitée de façon explicite. En plus, la combinaison hiérarchique des cas dans la banque de données de cas signifie que l'ensemble des informations concernant les décisions suivantes, différentes, d'une décision déterminée, se

présente sous une forme aisément accessible; ceci permet -

en. fonction d'une décision concernant un procédé de fabrication sélectionné, une combinaison d'outils déterminés, etc. - de procéder à une estimation des grandeurs d'ensemble globales, liées au processus de fabrication (coûts de fabrication) temps d'occupation machine, etc.) et ainsi - en plus des évaluations des décisions élémentaires - par exemple de procéder à une évaluation du procédé sélectionné du point de vue du coût global. Pour générer, dans des conditions aussi confortables que possible, un plan de travail à l'aide du procédé selon l'invention, des décisions élémentaires, qui sont sélectionnées en tant que cas d'après la banque de données de cas ou sont générées de nouveau et/ou sont mémorisées dans la banque de données de cas, sont transférés de manière appropriés directement dans le plan de travail qu'on est en train de générer Pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, on utilise un système d'assistance qui comprend une banque de données relationnelle dans laquelle sont mémorisées en tant que cas les différentes décisions élémentaires combinées ensemble, ayant été prises dans le cadre de la planification opératoire. Pour chaque décisiDn élémentaire, le système d'assistance contient un paramètre de similitude (défini par l'utilisateur), à l'aide duquel est évaluée la bonne convenance d'un cas déterminé, comme

solution de cette décision élémentaire.

Pour que la base de données du système d'assistance soit aussi compacte que possible et pour que la recherche des cas appropriés pour une situation décisionnelle déterminée soit aussi rapide et efficace que possible, il est avantageux de placer tous les cas dans une banque de données relationnelle unique. En outre, il est approprié que la banque de données de cas soit structurée d'après les différents éléments de construction, éléments de géométrie et/ou éléments et modèles d'usinage (par exemple des opérations, des moyens d'usinage...) En tant que critères à ce sujet, on sélectionne des éléments de construction, des éléments de géométrie et/ou des éléments du modèle d'usinage qui mènent à des processus décisionnels analogues dans la planification opératoire. Tous les cas qui présentent les mêmes éléments de construction et/ou éléments de géométrie et/ou éléments du modèle d'usinage sont alors regroupés en un groupe. Pour effectuer la recherche de possibilités de solutions pour un processus décisionnel déterminé, on considère alors prioritairement le groupe dont les propriétés du groupe coïncident avec celles du problème actuel. Du fait qu'en règle générale dans ce groupe déterminé sont trouvés des cas appropriés, le nombre de jeux de données à examiner est notablement réduit. Pour augmenter encore la transparence des propositions de solutions, il est avantageux de mémoriser- dans la banque de données de cas pour chaque cas - outre les informations caractérisant les décisions - d'autres données supplémentaires qui caractérisent ce cas spécial et permettent de percevoir pour l'utilisateur la façon dont ce cas a été traité. De telles données peuvent en particulier englober le'nom de l'opérateur et le fichier d'usinage du cas respectif, des commentaires de l'opérateur concernant l'expérience accumulée avec cette solution, etc. Ces jeux additionnels permettent à l'utilisateur d'évaluer la proposition de solution spécifique et constituent une

référence pour d'éventuels retours de questions.

De manière appropriée, le système d'assistance est directement intégré dans un système CAD/CAM (voir revendication 7), de sorte que le système d'assistance peut prélever, directement dans le système CAD/CAM, les informations initiales nécessaires à une planification opératoire (éléments de géométrie et de construction, etc.). La banque de données de cas est anne-xée de manière appropriée en tant que banque de données externe, par l'intermédiaire d'une interface standardisée, au système d'assistance, pour pouvoir assurer un stockage permanent des cas générés pendant la planification opératoire, indépendamment du cas d'application spécifique et du

système CAD/CAM spécifique.

On va expliciter plus en détail ci-après l'invention, à l'aide d'un exemple de réalisation présenté dans le dessin, dans lequel: la figure 1 représente des exemples de caractéristiques concernant une pièce façonnée: la figure la représente une caractéristique constituée d'un perçage avec un filetage colinéaire; la figure lb représente une variante de réalisation de la caractéristique de la figure la; la figure lc représente une caractéristique

constituée d'un trou borgne.

la figure 2 est. une présentation en tableau de différents déroulements de fabrication pour générer la caractéristique de la figure la; la figure 3 est une illustration schématique d'un arbre de décision qui illustre les décisions à prendre pour la production de la caractéristique de la

figure la.

La figure 4 est une représentation schématique d'une banque

de données de cas.

Les figures 5a et 5b sont des présentations d'écrans d'un visuel d'affichage opérateur d'un système d'assistance pour l'élaboration d'un planning

opératoire.

La figure la représente une partie d'une pièce façonnée 1 qui présente une caractéristique 2 à plusieurs éléments, formée d'un perçage 3 (d'un diamètre 4 de 12 mm et d'une profondeur 5 de 10 mm) et d'un filetage 6 colinéaire à celui-ci (d'une taille 7 M6 et d'une profondeur 8 de 10 mm). La génération de cette caractéristique 1 peut, comme illustré sur la figure 2, se faire dans différents déroulements de fabrication 9 (les déroulements A, B et C) par des étapes individuelles 10 qui se distinguent du point de vue du nombre, du type et de l'ordre de succession des étapes individuelles 10 nécessaires. Du fait de la différence au niveau du genre et du nombre des étapes individuelles 10 et du coût différent, lié aux étapes individuelles 10 (les outils nécessaires, les changements d'outil, l'ajustement entre les étapes individuelles, etc.), ces déroulements 9 -présentent des coûts de fabrication de valeurs différentes, mais également des précisions géométriques de niveaux différents, etc., de la caractéristique 1 générée comme conséquence. A titre de première étape de la génération du planning opératoire pour la fabrication de la caractéristique 1, il faut que le déroulement de fabrication 9 qui convient le- mieux dans les conditions données soit sélectionné; ceci est illustré sur la figure 3 sous forme d'un diagramme de flux. Dans le cas y étant représenté, on a sélectionné à titre d'exemple le déroulement B comme stratégie optimale. Pour effectuer chaque étape élémentaire 10 liée au déroulement B sélectionné, étape appelée ci-après "opération 10", il faut avoir un (ou plusieurs) outil(s) d'usinages déterminés, sélectionnés dans une phase de décision élémentaire subséquente. Ainsi, par exemple, lors de la première étape élémentaire du déroulement B ("perçage au diamètre 12 mm") on utilise de préférence un outil de perçage (par exemple un foret au carbure) d'un diamètre de 12 mm (numéro d'identité outil 382.753). Si l'outil d'usinage est sélectionné, alors il est nécessaire de fixer les paramètres d'usinage, pour avoir une détermination complète de l'étape individuelle 10 concernée; dans le cas présent (perçage avec un foret au carbure portant le numéro d'identification d'outil 382.753), ceci est par exemple la vitesse de rotation et la Vitesse d'avance de l'outil de perçage, dont les valeurs doivent être choisies telles qu'elles soient adaptées, entre autres, à l'outil, au matériau de la pièce façonnée 1 à usiner, à la précision à atteindre lors de l'usinage, etc. En plus - en impliquant le bridage de la pièce façonnée 1 - il faut sélectionner une stratégie d'approche appropriée de l'outil sur la pièce 1. Si l'ensemble de l'arbre de décisiOn 11' lié à la première individuelle ("perçage au diamètre 12 mm") est parcouru, alors un arbre décisionnel 11" analogue va être parcouru pour la deuxième étape individuelle 10" ("pré-perçage du trou taraudé M6"), puis suivent les arbres

de décision concernant les étapes élémentaires restantes.

Pour chaque caractéristique 1 à constituer sur la pièce façonnée 1, dont la fabrication s'effectue en une ou plusieurs étapes individuelles ("opérations"), on a de ce

fait - comme représenté schématiquement sur la figure 3 -

pour chaque opération une structure hiérarchique ("arbre de décision" 11', 11") des décisions élémentaires, qui sont parcourues dans un ordre de succession déterminé pour générer un plan de travail pour cette caractéristique. Les arbres décisionnels 11', 11" concernant les deux premières opérations 10', 10" et les solutions élémentaires alors

choisies sont indiqués en grisé sur la figure 3.

On est parti, ci-après, du fait que, comme point de départ de l'établissement d'un plan de' travail pour l'établissement de la pièce façonnée 1, se présente un modèle CAD de la pièce façonnée 1, sous une forme à base feature, appropriée, de sorte que les caractéristiques 2 à obtenir par la fabrication sont déjà extraites; si ceci ne devait pas être le cas il faudrait alors effectuer une décomposition du modèle de données de la pièce façonnée 1 pour obtenir des caractéristiques 2 appropriées. Si on dispose d'un modèle CAD à base feature (ou bien d'un modèle CAD décomposé selon les caractéristiques 2), il faut alors à présent, pour générer le plan de travail concernant la pièce façonnée 1, pour chaque caractéristique 2 parcourir l'arbre de décision 12 représenté schématiquement sur la figure 3, pour lequel d'abord en, un premier niveau de décision 13, le déroulement de fabrication 9 (c'est-à-dire la suite des étapes élémentaires 10) est fixé, en ce que l'on doit produire la caractéristique 2 et en ce qu'ensuite, pour chaque étape élémentaire 9, dans un arbre de décision 11', il" approprié, on prend les décisions afférentes à ce sujet, concernant l'outil, les paramètres de fabrication, etc. Pour assister ce processus décisionnel oeuvrant par étape, on met en oeuvre un système d'assistance guidant l'utilisateur dans ce processus décisionnel et l'assistant, lors de la sélection par étape de déroulements appropriés d'étapes élémentaires 10, d'outils, de paramètres de fabrication, etc. Le but de ce système d'assistance consiste à fournir à l'utilisateur, pour chaque décision élémentaire 14 à prendre, des solutions de proposition appropriées; selon l'invention, ces propositions correspondent à des solutions qui, dans le passé, ont été adoptés par d'autres utilisateurs dans la même situation décisionnelle (ou dans une situation décisionnelle analogue). L'utilisateur peut alors, parmi les solutions proposées par le système d'assistance (en se basant sur ses expériences propres et en prenant en compte son savoir technique spécialisé) même choisir celle qui lui apparaît comme étant la mieux appropriée - ou bien rejeter toutes les solutions proposées et, au lieu de cela, générer une nouvelle solution, propre

à ce problème.

Le système d'assistance n'a ainsi aucunement comme but, en se basant sur un système de règles prévues dans le système, de faire tomber les décisions élémentaires "correctes" "automatiquement" dans une situation décisionnelle déterminée mais, au contraire, il fournit à l'utilisateur, dans une situation décisionnelle 14 déterminée, uniquement des indications auxiliaires au

moment de la sélection des solutions appropriées.

A cette fin, le système d-'assistance dispose d'une interface standard envers une banque de données relationnelle, ce qu'on appelle la banque de données de cas 15, qui constitue la base de données 2, le système d'assistance prélève pour chaque situation individuelle les propositions de solutions à fournir à l'utilisateur. Cette banque de données de cas 15 contient la totalité (ou une sélection faite à dessein) de toutes les décisions élémentaires ayant été prises, qui ont été générées dans le passé par les différents utilisateurs du système. Chacune de ces décisions élémentaires prises dans le passé est appelée ci-après un "cas" 16. Chaque cas 16 est mémorisé dans la banque de données de cas 15 de manière qu'également, outre la décision prise, le contexte de ce cas 16 soit mémorisé dans l'arbre de décision 12 (voir figure 3). Il y a ainsi, pour chaque cas 16, mémorisation conjointe d'une combinaison envers le niveau de décision chaque fois supérieur dans l'arbre de décision 12, 11', 11" hiérarchique. Un exemple des cas 16 placé dans la banque de données de cas 15, se référant à la caractéristique 2 de la figure la, est représenté sur la figure 4. Dans cet exemple, le cas #2 correspond à la production de la caractéristique 2 avec l'utilisation du déroulement B constitué des trois étapes élémentaires énumérées dans la figure 2. Le choix de l'outil "foret de diamètre 12 mm" est mémorisé dans la banque de données en tant que cas #50 et est doté d'un renvoi au cas #2, qui présente la relation de l'outil envers le niveau hiérarchique supérieur afférent du déroulement sélectionné. Le choix du paramètre "vitesse de rotation = 1000 tours/minute", ayant été choisi dans le présent exemple (voir figure 3) est mémorisé dans la banque de données en tant que cas #82 et doté d'un renvoi au cas #50 qui présente la relation du paramètre, qu'est la vitesse de rotation, envers le niveau hiérarchique supérieur afférent de l'outil sélectionné. En plus, le choix du paramètre "avance = 2mm/seconde" qui a été sélectionné comme particulièrement avantageux pour la combinaison outil/vitesse de rotation sélectionnée (voir figure 3), est mémorisé dans la banque de données en tant que cas #195 et muni d'un renvoi au cas #82 qui présente la relation du paramètre, qu'est la vitesse de rotation, envers le niveau hiérarchique supérieur afférent de l'outil sélectionné. Par le biais de la combinaison du paramètre qu'est la vitesse de rotation envers le niveau hiérarchique supérieur afférent de l'outil sélectionné. Par le biais de la combinaison du paramètre avant (cas #195) avec la vitesse de rotation (cas #82) qui, de nouveau, est combiné par le biais de l'outil (cas #50) au déroulement sélectionné (cas #2), il est assuré d'avoir une combinaison hiérarchique tout au long de l'ensemble de la chaîne

décisionnelle, qui illustre l'arbre de décision 12.

En outre sont illustrés, dans la présentation schématique de la banque de données de cas 15 (figure 4), à titre de cas #1 et #3, les autres déroulements A et C qui correspondent aux différents déroulements de fabrication 9 représentés sur la figure 2 pour générer la caractéristique 2. Une sélection d'un outil (outil de centrage avec numéro d'identité d'outil 189.83) pour le perçage de centrage cité en tant que première étape de processus dans le déroulement C (cas #3) est placée dans la

banque de données de cas, par exemple à titre de cas #60.

La combinaison décrite ci-dessus des cas 16 de la banque de données des cas 15, utilise en particulier le fait qu'une grande partie des décisions élémentaires 15 s'organisent hiérarchiquement les unes les autres dans un arbre de décision 12, qu'une décision élémentaire 14 constitue ainsi simultanément la condition préliminaire d'une autre décision élémentaire 14. De ce fait, on mémorise séparément les unes des autres les conditions préliminaires et les décisions et on les combine ensemble; la banque de données de cas 15 est ainsi exempte de toute redondance. Si, à présent, le problème est de produire la caractéristique 2, le système d'assistancerecherche alors, dans la banque de données de cas 15, d'abord tous les cas 16 qui décrivent les déroulements de la fabrication de caractéristiques dont les éléments de construction et/ou de géométrie sont analogues à ceux de la caractéristique 2 souhaitée. On classe alors comme étant "analogues" tous les cas 16 qui présentent un perçage 3 et un filetage 6 colinéaire à celui-ci. La totalité de ces cas 16 est associée à une classe de caractéristiques dans laquelle la caractéristique 2 illustrée sur la figure la constitue un élément (un autre élément dans cette classe de caractéristiques est constitué par exemple par la caractéristique 2" illustrée sur la figure lb, qui présente également un perçage 3' et un filetage 6' colinéaire à celui-ci). La subdivision des cas 16 les plus différents pour former des classes de caractéristiques différentes se reflète dans la banque de données de cas 15 par l'existence de tableaux 17 séparés; chaque tableau 17 correspondant à une classe de caractéristiques. Le tableau 18 que l'on a en figure 4 contient tous les cas 16 concernant la succession pour fabrication 9, concernant toutes les caractéristiques présentant un perçage avec un filetage colinéaire et, ainsi, tous les déroulements de fabrication 9 possibles pour les caractéristiques 2, 2' représentés sur les figures la et lb. Tous les cas 16 qui constituent les déroulements de fabrication pour produire d'autres caractéristiques sont placés dans d'autres tableaux; ainsi par exemple, tous les cas qui constituent des déroulements de fabrication possible pour générer un "perçage en trou borgne" (caractéristique 20 représenté par exemple sur la figure lc) dans la banque de données de cas 15 de la figure 4 sont regroupés dans le tableau 19. Ce regroupement des cas 16 d'une classe de caractéristiques en un tableau 17 dans la banque de données de cas 15 permet de procéder à une recherche rapide et efficace de cas comparatifs appropriés pour la production d'une

caractéristique déterminée.

Il est également approprié de stocker tous les cas 16 concernant une opération 10 déterminée chaque fois dans un tableau 17 séparé. Ainsi par exemple, tous les cas qui se réfèrent à des outils pour l'opération qu'est le "perçage" sont placés dans la banque de données de cas 15 de la figure 4 dans le tableau 21. Cette structuration de la banque de données de cas permet de procéder à une recherche rapide d'outils appropriés, envisagés pour une opération déterminée. Si, en plus, on recherche quelle est la vitesse de rotation adaptée pour le foret portant le numéro d'identité 382.753, le tableau 21' (c'est-à-dire le tableau qui contient tous les cas concernant les avances) est alors l'objet d'une recherche sélective d'après les cas qui sont combinés à l'outil portant le numéro d'identité 382.753. Du15 fait que le tableau 21' peut déjà faire l'objet d'un triage préliminaire d'après les combinaisons d'outils, des cas adaptés peuvent être identifiés aisément et rapidement. Si la sélection de l'utilisateur se fait en faveur d'une avance qui n'a pas été utilisée jusqu'ici, de manière correspondante à un tri préliminaire concernant les outils dans le tableau 21', on inscrit un nouveau cas et l'on combine avec l'outil concerné. Si en outre on doit utiliser un nouvel outil, il faut que celui-ci soit inscrit en tant que nouvel outil en plus dans le tableau 21 (c'est-à-dire

le tableau qui contient les associations d'outils).

A l'aide d'un menu utilisateur, qui va être décrit plus en détail ciaprès, ou d'un écran opérateur de configuration appropriée le système d'assistance guide l'utilisateur pour chaque caractéristique 2 à produire, à travers les arbres de décision 12 correspondant à cette caractéristique. La structure des arbres de décision 12 (c'est-à-dire l'ordre de succession dans lequel les décisions élémentaires 14 ont été prises) déterminent alors la structure du modèle de données (et ainsi la combinaison des cas individuels) dans la banque de données de cas 15. À chaque décision élémentaire 15, le système d'assistance offre à l'utilisateur une sélection de propositions de solutions; ces propositions de solutions correspondent aux cas 16 issus de la banque de données de cas 105 qui ont été évalués par le système d'assistance comme "convenant particulièrement bien" pour la décision élémentaire 14 ayant été prise. Si une décision élémentaire 14 déterminée se présente, alors on envisage comme proposition de solution uniquement les cas 16 qui sont placés dans le tableau 17 correspondant à cette décision élémentaire 14, dans la banque de données de cas 15; ceci réduit la partie à examiner de la banque de données et réduit ainsi considérablement le nombre de cas à analyser. Si, par exemple, on sélectionne un déroulement de fabrication pour générer un perçage en trou borgne 10 (figure lc) alors on ne recherche que dans le tableau 19 de la figure 4, parce que ce tableau 19 contient l'ensemble des cas 16 pour des déroulements de

fabrication 19 concernant des perçages de trous borgnes 20.

L'évaluation des cas 16 qui "conviennent particulièrement bien" pour une décision élémentaire d'après un tableau 17, en tant que proposition de solution, se fait alors à l'aide de ce qu'on appelle un paramètre de similitude. Ce paramètre de similitude est formé d'un jeu spécifique de formules et/ou de règles, à l'aide desquels on calcule la convenance de toutes les propositions de solution du tableau 17 concernant la décision élémentaire 14 à prendre concrètement. Pour des décisions élémentaires 14 concernant des déroulements de fabrication 9, on peut utiliser par exemple entre autres les règles suivantes: "nombre d'étapes individuelles minimales, du fait que chaque étape individuelle supplémentaire provoque des coûts supplémentaires", ou "la succession des étapes individuelles est à faire autant que possible de tellle façon qu'entre les étapes individuelles il va y avoir un nombre de reprises de bridage aussi faible que possible de la pièce de la pièce façonnée". Pour les décisions élémentaires 14 concernant la sélection d'outils pour percer un trou borgne, il est entre autre pertinent d'utiliser la règle suivante: "choisir uniquement les cas qui correspondent à des outils de diamètre inférieur ou égal au trou à produire dans la pièce façonnée", etc. A chaque décision élémentaire 14 est associé un paramètre de similitude; ainsi par exemple le paramètre de similitude se distingue de celui qui correspond à la décision élémentaire 14' de sélection d'un outil de perçage, au niveau du paramètre de similitude correspondant à la décision élémentaire 14" de sélection de sélection d'un outil de taraudage ou de taillage de filetage (voir figure 3). Les cas 16 ayant été sélectionnés pour une décision élémentaire 14, en prenant en considération le paramètre de similitude, sont proposés à l'utilisateur de manière appropriée, conjointement avec leur évaluation, afin que l'utilisateur puisse identifier quels sont les cas 16 qui conviennent particulièrement bien du point de vue du système d'assistance, comme solution proposée par

cette décision élémentaire 14.

Pour fournir à l'utilisateur pour chaque décision élémentaire 14 une image aussi globale que possible de chaque proposition de solution, chaque cas 16 de la banque de données de cas 15 peut contenir - outre la proposition

de solution concernant la décision élémentaire 14 -

d'autres informations permettant à l'utilisateur d'évaluer cette proposition de solution. Il est ainsi, par exemple, approprié d'indiquer la fréquence à laquelle une proposition de solution prédéterminée à été sélectionnée dans le passé, ceci donne à l'utilisateur un repère sur le fait de savoir quelles propositions de solutions ont déjà été évaluées comme étant particulièrement appropriées par d'autres utilisateurs. En plus, il est avantageux à chaque cas 16 d'indiquer le fichier de génération du cas 16, ainsi que le nom de la personne qui a généré ce cas 16. Si le cas 16 est déjà relativement vieux (et ne constitue aucun nouveau cas avec les mêmes paramètres), alors l'utilisateur peur évaluer ceux-ci comme étant un renvoi au fait que cette proposition de solution a éventuellement vieilli et devrait de ce fait être rejetée comme n'étant pas avantageuse. Le nom de la personne ayant généré le cas 16 donne à l'utilisateur actuel un envoi à un partenaire réactif auquel il peut adresser des questions, exposer des problèmes, etc. Pour faciliter la prise de contact de l'utilisateur actuel avec la personne génératrice, il peut s'avérer approprié de coupler la banque de données de cas 15 à la banque de données du personnel, par l'intermédiaire de laquelle on peut appeler automatiquement la zone de travail, le numéro de téléphone, etc. de la personne génératrice. En plus, pour chaque cas 16 peut être prévu un champ de commentaire dans lequel l'utilisateur générateur porte des remarques concernant des expériences effectuées, qu'il a vécu avec cette proposition de solution (par exemple un texte tel que "monsieur M ller a utilisé le 14.02.2000 dans une situation analogue une vitesse de rotation de 1000 tours/minute et a ainsi acquis une bonne expérience"). Ce type de commentaire non structuré d'une proposition de solution présente l'avantage que, ce faisant, on peut se représenter particulièrement bien la

nature épisodique du savoir individuel d'un utilisateur.

Le système d'assistance est intégré de manière appropriée dans le système CAD/CAM utilisé, de sorte qu'un accès direct aux données de géométrie de la pièce

façonnée 1 à fabriquer peut être obtenu.

Un exemple d'un écran utilisateur du système d'assistance est représenté sur la figure 4a et 5b. la figure 5a représente une présentation par écran 22 d'une page d'entrée au système d'assistance, qui correspond au premier niveau décisionnel 13 de l'arbre de décision 12, précisément le choix du déroulement de fabrication 9, qui est choisi pour produire la caractéristique 20. Par souci de simplicité, à titre de caractéristique 20 à produire, dans cet exemple est choisi un trou borgne 23 muni d'un chanfrein 24. Dans la zone supérieure 25 de l'écran 22, on a présenté la caractéristique 20 à produire avec ses paramètres numériques. La zone inférieure 26 de l'écran 22 est réservée au système d'assistance. Dans un champs de proposition 27 sont présentés différentes propositions de solution 28 prélevées dans la banque de données de cas, pour des déroulements de fabrication 9 appropriés pour générer la caractéristique 20 souhaitée. Ces propositions de solution 28 sont alors présentées en un ordre de succession tel que la proposition de solution 28', convenant le mieux pour cette décision élémentaire, en prenant en compte le paramètre de similitude, est citée au premier emplacement; ce qui est suivi par d'autres

propositions de solution, classées d'après leur convenance.

Pour chaque déroulement de fabrication proposée en plus est indiquée une liste des étapes individuelles-afférentes, le

fichier générateur de ce cas, ainsi qu'un commentaire.

L'utilisateur peut à présent, en cliquant sur une proposition de solution 28 déterminée, sélectionner un déroulement de fabrication déterminé. Il ouvre alors automatiquement une autre fenêtre d'écran 29 (voir figure 5b), guidant l'utilisateur dans- l'arbre de décision 11', qui dépend hiérarchiquement du déroulement de fabrication 28 sélectionné. Si, par exemple, le déroulement de fabrication 28" cité en deuxième point sur la figure 5a a été sélectionné (constitué des étapes individuelles que sont le perçage d'attaque et le perçage en profondeur), alors la fenêtre d'écran 29 contient dans la partie supérieure 30 les méthodes d'usinage qui correspondent à cette étape individuelle 10 et, dans la partie inférieure 31 de la fenêtre d'écran 29, l'utilisateur est guidé, par des fenêtres à menu déroulant différentes, dans les décisions élémentaires 14 concernant l'outil, les paramètres de fabrication, etc. Pour chaque décision élémentaire, des propositions de solution 28, qui correspondent au cas 16 évalué et issu de la banque de données de cas 15, sont offertes à l'utilisateur dans une fenêtre 32 séparée. Les décisions élémentaires prises par _ l'utilisateur sont transférées dans la banque de données de cas 15 à titre d'autres cas 16. En plus, en se basant sur les décisions élémentaires, on établit le plan de travail à l'aide des outils, des paramètres, etc. sélectionnés de

manière correspondante.

Outre le choix des possibilités de solutions déjà contenues dans la banque de données de cas 15, le système d'assistance offre en outre à l'utilisateur la possibilité de générer des solutions "propres" (et ainsi également de cas de nouveaux types dans la banque de données 15). Ainsi, la fenêtre d'écran 22 pour la sélection des suites de fabrication contient par exemple un champ 33 pour introduire un nouveau déroulement de fabrication 9, dans lequel l'utilisateur peut effectuer des entrées de façon interactive. De même également dans les autres fenêtres d'écran 29 sont prévus des champs de ddnnées 34, dans lesquels l'utilisateur peut introduire des paramètres issus de sa propre sélection pour une décision élémentaire 14 respective. Les arbres de décision 11', il", 12 représentés sur la figure 3 pour lesquels - en partant d'un déroulement d'étape élémentaire 14 choisi pour la production d'une caractéristiques 2, 20 pour chaque opération élémentaire, d'abord sont sélectionnés les outils, puis des paramètres appropriés pour l'outil spécifique, etc., fixent la structure hiérarchique du processus décisionnel et, ainsi également, les modèles de données dans lesquels ces processus décisionnels sont illustrés. En pî7incipe, il est envisageable d'avoir un grand nombre d'arbres de décision 11', i1", 12 différents (et, ainsi, de modèles de données différents) - par exemple on peut choisir de placer en amont de la sélection de l'outil, la sélection d'une machine outil -, cependant la fixation sur une structure déterminée de l'arbre de décision 12 (et ain'si du modèle de données afférents) est la condition préliminaire à la

structuration d'ensemble du système d'assistance.

On a décrit jusqu'ici un système d'assistance qui fait recours à une banque de données de cas 15 unique de type

relationnel, dans laquelle sont déposés tous les cas 16 -

ayant été structurés d'après les tableaux 17. De façon, générale, les cas 16 peuvent cependant également se trouver dans des banques de données de cas 15 différentes, qui sont raccordées en réseau au système d'assistance, tant que la combinaison hiérarchique, décrite ci-dessus, des cas

individuels 16 ensemble est assurée.

En plus, on est parti jusqu'ici de certaines caractéristiques 2,20 dont les arbres de décision 12 et les paramètres de similitude liés à chaque décision élémentaire sont connus. Si on doit enregistrer, en tant que nouveauté dans le système d'assistance, une caractéristique qui, jusqu'ici, n'a pas été prévue, il faut qu'un utilisateur construise d'abord des arbres de décision servant de base à cette nouvelle caractéristique; cet arbre de décision définit comme modèle de données de la caractéristiques afférente. En plus, il faut prévoir, dans la banque de données de cas 15, de nouveaux tableaux dans lesquels sont déposés les cas concernant les déroulements de fabrication et les opérations de génération de cette nouvelle caractéristique. Enfin, chaque décision liée à la nouvelle caractéristique doit être munie d'un paramètre de similitude approprié. Ces étapes de placement d'une nouvelle caractéristique dans le système d'assistance constituent une activité notable pour l'opérateur, mais n'ont à être faites qu'une unique fois à chaque nouvelle caractéristique. Outre l'application décrite jusqu'ici du procédé selon l'invention à un système d'assistance pour la planification opératoire, le procédé peut être appliqué de manière analogue également à un système d'assistance destiné à l'établissement des plans cotés: la sélection des étapes opératoires dans ce cas est remplacée par la sélection des étapes dimensionnelles nécessaires pour mesurer la pièce façonnée considérée; la sélection des outils (d'usinage) est remplacée par la sélection de moyens appropriés, la sélection des bridages de la pièce façonnée, de la stratégie d'approche des moyens de mesure, etc., se fait de manière analogue à ce que l'on a dans la génération étape par étape, décrite ci-dessus, du plan de travail. Toutes les décisions élémentaires, qui sont à prendre par l'utilisateur au cours de l'établissement des plans cotés, sont placées - selon la structure hiérarchique du modèle de données pris comme base - sous la forme de cas combinés,

dans une banque de données de cas.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Procédé d'assistance à un procédé décisionnel en plusieurs étapes pour la génération, assistée par ordinateur, d'un plan de travail pour un processus de fabrication, au cours duquel des caractéristiques techniques doivent être réalisées sur une pièce façonnée, le processus décisionnel englobant des décisions élémentaires, s'organisant mutuellement de façon hiérarchique, caractérisé par les étapes de procédé suivantes: - chaque caractéristique (2) souhaitée, à réaliser sur la pièce façonnée (1), est automatiquement classée quant à des propriétés définies, - des cas comparatifs (16), qui présentent des propriétés analogues à celles de la caractéristique souhaitée (2) sont sélectionnés selon un paramètre de similitude défini préalablement, à partir d'une banque de données de cas (15) de nature relationnelle, - les cas comparatifs (16) sont évalués automatiquement de manière correspondante aux paramètres de similitude et sont présentés pour sélection à l'utilisateur, conjointement avec des opérations de fabrication (10) liées aux cas comparatifs respectifs pour produire la caractéristique, - l'utilisateur prend une décision en sélectionnant l'un des cas comparatifs (16) proposés, ou en extrayant de la mémoire, de façon interactive, un nouveau cas d'antériorité, - selon le choix fait par l'utilisateur - en partant des opérations de fabrication (10) appartenant à cette sélection - des arbres de décision hiérarchiques (11', 11"), constitués de décisions élémentaires (14), sont déroulés automatiquement à chaque opération de fabrication (10), sachant que, à chaque étage décisionnel (13) de l'arbre de décision (11', 11"), depuis la banque de données de cas (15), des cas appropriés (16) sont sélectionnés, sont évalués de manière correspondante à un paramètre de similitude correspondant à la décision élémentaire (14) concernée et sont présentés pour sélection à l'utilisateur, - chaque décision élémentaire (14) prise par l'utilisateur

est mémorisé dans la banque, de données de cas (16).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les décisions élémentaires prises dans le cadre du processus décisionnel sont transférées dans un plan de travail,

3. Système d'assistance pour soutenir un processus décisionnel en plusieurs étapes, pour générer un plan de travail pour un processus de fabrication, - le processus décisionnel partant d'un exposé des tâches, caractérisant la situation initiale qui est à la base du processus décisionnel, - et le processus décisionnel englobant englobant des décisions élémentaires, s'organisant les unes en fonction des autres hiérarchiquement, caractérisé en ce que - des décisions élémentaires, prises dans le passé, sont mémorisées à titre de cas (16) dans une banque de données de cas (15), des cas (16) qui correspondent à des décisions élémentaires (14), s'organisant hiérarchiquement les unes les autres, étant combinés ensemble de façon relationnelle, - et en ce que le système d'assistance fournit, pour chaque décision élémentaire (14), un critère de similitude défini par l'utilisateur, en vue d'évaluer la convenance des cas (16) mémorisés pour cette décision élémentaire (14), en tant que solution de cette décision

élémentaire (14).

4. Système d'assistance selon la revendication 3, caractérisé en ce que tous les cas (16) sont mémorisés ensemble dans une banque de données de cas (15) unique, de

nature relationnelle.

5. Système d'assistance selon la revendication 3, caractérisé en ce que la banque de données de cas (15) est structurée à l'aide d'éléments de construction et/ou de

géométrie et/ou d'éléments du modèle d'usinage.

6. Système d'assistance selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un cas (16) mémorisé dans la banque de données de cas (15) - outre les informations concernant la décision élémentaire (14) - contient des données supplémentaires, en particulier des données concernant

l'opérateur et le fichier de la décision.

7. Système d'assistance selon la revendication 3, caractérisé en ce que le système d'assistance fait partie

d'un système CAD/CAM.