WO2015181046A2 - Dispositif et procede de modelisation numerique en trois dimensions - Google Patents

Dispositif et procede de modelisation numerique en trois dimensions Download PDF

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WO2015181046A2
WO2015181046A2 PCT/EP2015/061284 EP2015061284W WO2015181046A2 WO 2015181046 A2 WO2015181046 A2 WO 2015181046A2 EP 2015061284 W EP2015061284 W EP 2015061284W WO 2015181046 A2 WO2015181046 A2 WO 2015181046A2
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technical
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Noureddine Madoui
Amin LAAROUSSI
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G—PHYSICS
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    • G06F30/10—Geometric CAD
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    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/04—Constraint-based CAD
    • G—PHYSICS
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    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/20—Configuration CAD, e.g. designing by assembling or positioning modules selected from libraries of predesigned modules

Definitions

  • the technical field of the invention is that of numerical modeling.
  • the present invention relates to a device and a method for numerical modeling in three dimensions, in particular for the transport industries, such as the aviation industry, the railway industry, the automotive industry or the maritime industry.
  • Each ecosystem is characterized by a permanent interaction between several trades of the ecosystem.
  • the four main businesses of the ecosystem are typically:
  • OPS operator-to-airline
  • OEM Olet al.
  • aircraft manufacturer An aircraft manufacturer can work for several OPS operators;
  • V-cycle The trade of equipment and the trade of specialist CCC (of English "Cabin Completion Center”). An equipment manufacturer and a specialist can work for several OEM aircraft manufacturers.
  • CCC International Completion Center
  • An equipment manufacturer and a specialist can work for several OEM aircraft manufacturers.
  • V-cycle a fundamental notion is the "V-cycle”. The V-cycle defines a way to move from a functional specification of a need to a physical realization of an object meeting that need.
  • FIG. 1 thus illustrates an example of a V-cycle, in the particular case of the interaction between an aircraft manufacturer and an equipment manufacturer for the production of a development aircraft. This V cycle is called "primary cycle".
  • the aircraft manufacturer performs a first E1 feasibility study step, then a second E2 design stage.
  • a third step E3 of definition is performed by the aircraft manufacturer and the equipment manufacturer.
  • the equipment manufacturer then carries out a fourth stage E4 of development.
  • a fifth integration step E5 is performed by the equipment manufacturer and the aircraft manufacturer.
  • the fifth step E5 of integration is the practical implementation of the third step E3 of definition, theoretical.
  • the aircraft manufacturer then performs a sixth test step E6, corresponding to a practical implementation of the second theoretical stage E2 of design, and then a seventh stage E7 of entry into service, which is the practical realization of the first stage E1 theoretical feasibility study.
  • HOV Head Of Version Is
  • Each HOV head is a special configuration of the AS development aircraft. From one series to another, it is in particular the internal layout of the cabin of the aircraft that is personalized and varies. For each HOV head, a V cycle, called “secondary cycle”, is used.
  • a first step is the spatial configuration of the various components of said aircraft cabin.
  • the components of an aircraft cabin are for example seats, partitions, offices or "galleys".
  • a map the cabin layout, called LOPA for Lay-Out Passenger Arrangement, is carried out after this first stage.
  • a second step is the design of the components of the chosen LOPA plan, and the verification of the certifiability of said components.
  • a third step is the virtual realization, typically in three dimensions, of said components, and the study of the feasibility of their integration into a digital model, for a test phase.
  • a fourth step is the industrialization of the components and their installation in the aircraft cabin.
  • the duration of the primary cycle is of the order of eight years, and the duration of each secondary cycle is of the order of eight months.
  • the OEM manufacturer In order to reduce the time to market of each product, the OEM manufacturer must reduce the duration of the primary development cycle and / or the duration of each secondary development cycle.
  • Document US8239173B2 which proposes a computer-aided design system for technical components, makes it possible to facilitate and accelerate the first stage of spatial configuration of various components within an aircraft cabin.
  • the second component certification step and the third step of integrating components into an environment are not considered in this document.
  • the document design system US8239173B2 is a two-dimensional design system.
  • the invention offers a solution to the problems mentioned above and makes it possible to significantly reduce the duration of each secondary development cycle, by proposing a three-dimensional numerical modeling method for components making it possible to capitalize the design work and the calculation time.
  • An aspect of the invention therefore relates to a three-dimensional modeling method of a component, the method comprising the following steps:
  • each three-dimensional reference model modeling a component, each component having a list of technical characteristics
  • the three-dimensional modeling method according to one aspect of the invention may have one or more complementary characteristics. among the following, considered individually or in any technically possible combination:
  • the method comprises a step of storing the particular digital model of the component in the digital storage warehouse.
  • the method comprises an automatic and error-free integration step, by the computer of the particular digital model of the component in a spatial environment.
  • Said at least one part has a first technical characteristic and a second technical characteristic, and a priority rule is established between said first and second technical characteristics.
  • Said at least one part comprises a first technical characteristic and a second technical characteristic, and a rule of behavior of the first technical characteristic according to the second technical characteristic and / or a rule of behavior of the second technical characteristic according to the first technical characteristic are determined.
  • the first variability of said at least part of the technical characteristics of the list of technical characteristics of said component is established as a function of functional dimensions of said component.
  • the second variability of said at least part of the technical characteristics of the list of technical characteristics of said component is established according to a first subset of rules specific to a given technical field.
  • the second variability of said at least part of the technical characteristics of the technical characteristics list of said component is established according to: o a second subset of rules specific to a given occupation of the technical field in question, and / or
  • the method comprises a step of identification by the computer of the particular digital model of the component by means of a tag, the tag comprising:
  • the method comprises an encryption step by the computer of said tag to ensure the inviolability of said tag.
  • Another aspect of the invention relates to a computer program product comprising means for implementing the method of three-dimensional modeling of a component according to one aspect of the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a V cycle according to the state of the art, in the particular case of the interaction between an aircraft manufacturer and an equipment manufacturer for the realization of a development aircraft.
  • FIG. 2 is a flow diagram of a three-dimensional modeling method according to one aspect of the invention.
  • FIG. 3a schematically illustrates a first level of operation and use of the three-dimensional modeling method according to one aspect of the invention.
  • Figure 3b schematically illustrates a second level of operation and use of the modeling method according to one aspect of the invention.
  • FIG. 4a shows a first schematic representation of a digital modeling device in three dimensions according to one aspect of the invention.
  • FIG. 4b shows a second schematic representation of the digital modeling device in three dimensions according to one aspect of the invention.
  • Figure 2 is a flow diagram of a three-dimensional modeling method according to one aspect of the invention.
  • the flow diagram of Figure 2 has several phases.
  • a first phase Ph1 is the identification of recurring components and the inventory of the technical characteristics associated with each recurrent component.
  • Each recurring component has at least one technical characteristic.
  • the term "recurring component" means a component that has to be modeled and then manufactured several times generically.
  • a recurrent component is for example a seat.
  • Absolute location of a recurring component within an environment is understood to mean that there is a condition for positioning a given recurring component with respect to an environment, for example an aircraft cabin or a compartment train, regardless of any other elements of the environment.
  • the dimensions of the environment are known. For example, if the recurring component is a seat and the environment is an airplane cabin, the absolute seating feature of the seat relative to the aircraft cabin can be written as: “the seat is at inside the aircraft cabin ". The dimensions of the seat are therefore limited by the dimensions of the aircraft cabin. If the recurring component is now a "window seat in a row comprising two seats", the possibilities of locations of said seat within the aircraft cabin are specified and restricted.
  • the set of technical characteristics of each recurrent component presents a first variability.
  • the first variability can in particular be a range of allowed values and / or an interval of excluded values. This first variability ensures the functionality of the recurring component considered.
  • Each recurring component has one or more functions. "Functionality" of a recurring component means that its function or functions are assured. In the case of a seat, a function is: "to allow a passenger to sit down”. The functionality of the seat is ensured when its dimensions effectively allow an average user to sit there.
  • the first variability typically determines a range of possible values for the height of the seat relative to the floor, and for the width and depth of the seat considering the average size and body of a user.
  • the first variability is intrinsic to each recursive component; in other words, the first variability of a given recurrent component takes into account only the functionality of said recurrent component, independently of any other recurring components.
  • a hierarchy can advantageously be established between said first and second technical characteristics.
  • the Hierarchy determines an order in which the technical characteristics must be processed to establish the first variability.
  • a behavior of the first technical characteristic according to the second technical characteristic and / or a behavior of the second technical characteristic according to the first technical characteristic can be determined.
  • a second phase Ph2 is the development, for each recurrent component identified in the first phase Ph1, of a set of rules that determines a second variability for all the technical characteristics of each recurrent component.
  • the second variability may especially be a range of allowed values and / or an interval of excluded values.
  • the set of rules determining the second variability of all the technical characteristics of each recurrent component advantageously takes into account the spatial environment of the recurrent component considered.
  • the position of a first component with respect to a second component may for example be constrained by a rule of the type: "the first component must be placed in contact with the second component ", or” such distance, measured along such a direction, must separate the first component from the second component ".
  • the rule set has a first subset of rules specific to a given technical domain.
  • This first subset of rules includes in particular the security rules of said technical field, for each recurring component.
  • the safety rules relating to a recurrent component of the "seat" type are not, for example, the same, depending on whether one considers the technical field of aeronautics, the technical railway field or the technical field of the automobile.
  • the first sub- The set of rules specific to a technical field advantageously comprises all the rules whose compliance is necessary to obtain a certification in this technical field for each recurrent component or combination of recurring components.
  • the second variability of all the technical characteristics of each recurring component thus guarantees the certifiability of each recurring component.
  • the certification step of a recurrent component is advantageously taken into account and integrated from the genesis of said recurrent component.
  • the rule set may advantageously comprise, in a complementary manner:
  • the various trades in the technical field are typically: the OPS operator profession, the OEM aircraft manufacturer business, the OEM business and the CCC specialist business. .
  • OPS operator profession For a given recurring component, for example a seat, each job thus presents a unique approach.
  • An operator manages in particular the general arrangement of components within an aircraft cabin.
  • the operator is particularly interested in the positioning of the seat within the aircraft cabin, and the dimensions of the seat.
  • An aircraft manufacturer ensures the integration of each component, especially for water inlets, electrical interfaces, ergonomics.
  • An equipment manufacturer responsible for manufacturing a component, accesses information about the structure, composition and materials used for this component.
  • a first actor and a second actor can differentiate themselves by specific requirements, for example of aesthetic order, which form the third set of specifications.
  • a third phase Ph3 is the realization for each recurrent component identified during the first phase of an object, or reference numerical model.
  • the reference numerical model of a given recurring component is made taking into account, on the one hand, the technical characteristics of this recurrent component, inventoried during the first phase Ph1, and, on the other hand, the set of rules developed for this purpose.
  • recurrent component in the second Ph2 phase the numerical model of reference of a given component determines a third variability for all the technical characteristics of this recurrent component.
  • the third variability can be seen as the intersection of the first variability and the second variability.
  • the third variability of a recurring component thus guarantees:
  • each numerical reference model of a recurrent component is also called "elasticity".
  • elasticity The third variability of each numerical reference model of a recurrent component.
  • several distinct implementations of the same recurring component are potentially included in a single reference numerical model, each distinct embodiment satisfying the functionality and certifiability requirements; two distinct embodiments typically having differences in their dimensions and their positioning with respect to an environment, within the limit allowed by the elasticity.
  • a numerical model of reference of a recurrent component can thus be seen as a matrix of this recurrent component.
  • a fourth phase Ph4 is the generation, from a reference digital model of a recurrent component, of at least one particular digital model of this recurrent component.
  • Each particular digital model is a separate realization of the recurring component.
  • a particular numerical model of a recursive component is typically obtained by selecting a value for each technical characteristic of said recursive component, the choice of each value being restricted by the third variability, or elasticity, of the reference numerical model of said recurrent component.
  • FIG. 3a schematically illustrates a first operating level Lev1 of the three-dimensional modeling method according to one aspect of the invention, and of using a three-dimensional modeling device according to one aspect of the invention.
  • Figure 3a shows:
  • the first module Mod1 realizes:
  • the second module Mod2 realizes, according to a user of said three-dimensional modeling device according to one aspect of the invention, that is to say according to a technical field or a domain of a domain technical or an actor of a technical field:
  • the first step St1 comprises:
  • the second step St2 comprises:
  • FIG. 3b schematically illustrates a second operating level Lev2 of the three-dimensional modeling method according to one aspect of the invention, and the use of a three-dimensional modeling device according to one aspect of the invention.
  • Figure 3b shows:
  • the set of specifications and requirements specific to a given user that is determined during the upstream work up_W is advantageously used as input data for the second module Mod2 customization of the set of rules determining the second variability and customization the user interface; a downstream benefit of transforming, for a given recurring component, from a conventional V cycle to a new accelerated cycle, called an "I-cycle".
  • FIG. 3b also shows:
  • the preliminary step StO comprises:
  • the user can thus choose the number and the nature of the technical characteristics of each recurring component.
  • the user can therefore authorize the use of a technical characteristic, for example by choosing and activating said technical characteristic from a list of technical characteristics.
  • the user can prohibit the use of a technical characteristic, for example by deactivating said technical characteristic from a list of technical characteristics.
  • the user determines the degree of automation of the numerical modeling method according to one aspect of the invention. The greater the number of technical characteristics allowed, the greater the degree of automation.
  • the first, second and third variabilities are subsequently established for the technical characteristics that were allowed in this substep; - in the case where at least a first technical characteristic and a second technical characteristic are authorized, a sub-step of establishment of a hierarchy between said first and second technical characteristics, that is to say of a rule of priority between said first and second technical characteristics.
  • the third step St3 comprises:
  • FIG. 4a shows a first schematic representation of a digital modeling device in three dimensions according to one aspect of the invention.
  • the digital modeling device in three dimensions thus comprises:
  • the DOS calculator orders the generation, for each recurrent component, of a reference numerical model. From the numerical reference model of each recurrent component, the DOS computer advantageously orders the generation of at least one particular digital model, and preferably a plurality of particular numerical models.
  • the DOS computer thus comprises the first module Mod1 and the second module Mod2 previously described in connection with Figure 3a.
  • the DAR Digital Storage Warehouse includes:
  • the digital modeling device in three dimensions also advantageously comprises a user interface, and preferably a graphical user interface GUI (Graphical User Interface).
  • the user interface can be a command line interface.
  • the graphical user interface GUI allows a user to interact with the DOS computer and / or with the digital storage warehouse DAR, in order to generate and / or use one or more particular digital models of a recurrent component whose the digital reference model is stored in the DAR digital storage warehouse.
  • the graphical user interface GUI typically includes a screen, a keyboard and a mouse.
  • Figure 4a further shows:
  • an external DB database comprising a set of data relating to the management of the user resources, to the management of the life cycle of each product, that is to say of each recurring component, and to the exchange of data.
  • An exchange of data can advantageously be an exchange of particular digital model files between several people of the same user team, and / or between a user and a client of this user.
  • the exchange of data is advantageously regulated, that is to say subject to certain conditions: exchanges respecting these conditions are allowed; exchanges that do not respect these conditions are prohibited;
  • the digital modeling device in three dimensions according to one aspect of the invention is advantageously compatible with all types of CAD systems. This is typically the user of the digital modeling device in three dimensions according to an aspect of the invention which chooses the CAD system with which it wishes to work.
  • the CAD system can be: CATIA, SolidWorks, PTC (registered trademarks).
  • the CAD system performs the compilation of the particular numerical model or models of each recurrent component generated by the DOS calculator.
  • FIG. 4b shows a second schematic representation of the digital modeling device in three dimensions according to one aspect of the invention.
  • FIG. 4b thus shows that the DOS calculator comprises:
  • the Edi editor allows the user to edit all the technical characteristics of each recurring component, having the first variability, as well as the set of rules determining the second variability for said set of technical characteristics of each recurring component.
  • the Edi editor allows the user:
  • the user advantageously interacts with the Edi editor of the DOS calculator via the graphical user interface GUI.
  • the editor Edi therefore contributes to ensuring the adaptability of the digital modeling device in three dimensions according to one aspect of the invention, according to expectations and requirements specific to each user.
  • the technical field considered is that of the aeronautical industry
  • the second Can "canvas” part enables the generation, for the reference numerical model of each recursive component, of a component mask.
  • Said component mask typically comprises an input window for each technical characteristic of said recurring component.
  • the input window of a technical characteristic allows the user to enter, via the graphical user interface GUI, a value for said technical characteristic.
  • the input can be free: in this case, the user enters the value of his choice in the input window.
  • the input can be limited: in this case, the user chooses a value from a list of preset values.
  • the preset value list is typically in the form of a drop-down list under the window of the relevant feature.
  • the component mask of the reference numerical model of a given recurrent component also advantageously comprises a graphical representation of said recurrent component, and in particular the technical characteristics of said recurrent component.
  • the input window of each technical characteristic is then advantageously placed close to the graphical representation of said technical characteristic. The work of the user is thus facilitated, thanks to a good visualization and a view of the recurrent component size.
  • the second part Can also advantageously allows the generation, for a particular digital model of a recurrent component, of an environment mask.
  • Said environment mask allows integration of said particular digital model into a spatial environment.
  • the spatial environment typically comprises a plurality of particular digital models of recurrent components, which have previously been integrated into said spatial environment. "Integration of a particular digital model in a space environment” is understood to mean that the particular digital model is arranged in the space environment taking into account:
  • conformal positioning means a positioning that complies with the set of rules that determines the second variability of all the technical characteristics of said recurrent component.
  • the constructor Bdr allows to generate a particular numerical model of a recurrent component, from:
  • the first case cited allows a user to generate a particular digital model of said recursive component, regardless of the spatial environment of said recursive component.
  • the second case cited advantageously allows a user to generate a particular digital model of said recurrent component, the particular digital model being integrated into its spatial environment.
  • the builder Bdr carries out a check and a check of the adequacy between the parametrization realized by the user, that is to say all the values entered by the user for all the technical characteristics of the recurrent component considered. , and:
  • the set of rules determining the second variability of all the technical characteristics of the considered recurring component which ensures the certifiability of the considered recurring component.
  • the builder Bdr If the builder Bdr detects an incompatibility between the parameterization carried out by the user and said first variability ensuring the functionality of the considered recurring component and / or said second variability ensuring the certifiability of the considered recurring component, the builder Bdr asks the user to modify the parameterization, for example by means of an error message displayed by the graphical user interface GUI. The user is then advantageously reoriented towards the component mask of the considered recurrent component and / or towards the environment mask of the considered recurrent component.
  • Each particular digital model generated by the manufacturer Bdr is sent to the digital storage warehouse DAR for storage.
  • the follower Tkr advantageously ensures the identification of each model particular digital generated by the manufacturer Bdr.
  • the follower Tkr associates with each particular digital model, an identifier of said particular digital model.
  • the identifier of said particular digital model is also called "tag”.
  • the identifier of a particular digital model, or tag, of a recurrent component advantageously comprises the complete initial specification of said recurrent component, in other words:
  • the tag of said recurring component significantly facilitates and accelerates the diagnosis of the failure of said recurring component, then the maintenance or replacement of said recurring component. Indeed, all the characteristics that must be respected by said recurring component to ensure its functionality and its certifiability are in the tag.
  • the tag of a recurrent component thus provides a documentation function of said recurring component, and contributes to the quality of said recurring component.
  • the follower Tkr advantageously freezes, in a given format, the initial specification of said recurrent component.
  • Gen generator advantageously encrypts the tag of a recurring component.
  • the inviolability of the tag of said recurrent component is guaranteed.
  • the Cmp compiler realizes the interface between the DOS calculator and the CAD system.
  • FIG. 4b also shows that the first space es1 of the digital storage warehouse DAR comprises: a first part p1 for storage:
  • a “particular digital model of the environmental type” is understood to mean a particular digital model that is integrated into a specific spatial environment.
  • An “environmental reference numerical model” is a numerical reference model intended to be integrated in a specific spatial environment.
  • particular numerical model of elementary type means a particular numerical model considered as such, and which is not integrated into a spatial environment.
  • reference numerical model of elementary type means a reference numerical model considered as such, and which is not a priori not intended to be integrated in this type of determined spatial environment.
  • particular numerical model of mixed type means a particular numerical model that can behave alternately as a particular numerical model of elementary type or as a particular numerical model of the environment type.
  • Mated-type numerical reference model means a reference numerical model that may behave alternately as a reference numerical model of elementary type or as a numerical reference model of a type environment.
  • a reference numerical model of elementary type and a particular digital model may have different degrees of maturity.
  • a numerical reference model and a particular numerical model can be broken down in different ways.
  • At each degree of maturity corresponds indeed a certain decomposition, which comprises a certain number of elements.
  • the greater the number of elements in the decomposition the greater the degree of maturity of the numerical reference model or the particular numerical model.
  • this first degree of maturity comprises information useful to a user-operator
  • this second degree of maturity includes useful information to a user-aircraft manufacturer
  • this third degree of maturity includes information useful to a user-equipment manufacturer or a user-specialist.

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Abstract

Un aspect de l'invention concerne un procédé de modélisation en trois dimensions d'un composant, le procédé comportant les étapes suivantes : - une étape de choix par un utilisateur et au moyen d'une interface d'un modèle de référence en trois dimensions parmi une pluralité de modèles de référence en trois dimensions stockés dans un entrepôt numérique de stockage, chaque modèle de référence en trois dimensions modélisant un composant, chaque composant ayant une liste de caractéristiques techniques; - une étape de choix par l'utilisateur et au moyen de l'interface d'au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant, ladite au moins une partie ayant une première variabilité assurant la fonctionnalité dudit composant; - une étape de saisie par l'utilisateur d'une valeur pour chaque caractéristique technique de ladite au moins une partie; - une étape de vérification par un calculateur de la conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport à la première variabilité assurant la fonctionnalité du composant et par rapport à une deuxième variabilité de ladite au moins une partie, la deuxième variabilité assurant la certificabilité du composant; - en cas de conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport aux première et deuxième variabilités, une étape de génération par le calculateur d'un modèle numérique particulier du composant dont la fonctionnalité et la certificabilité sont garanties.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE DE MODELISATION NUMERIQUE EN TROIS
DIMENSIONS
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
Le domaine technique de l'invention est celui de la modélisation numérique. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de modélisation numérique en trois dimensions, en particulier pour les industries des transports, telles que l'industrie aéronautique, l'industrie ferroviaire, l'industrie automobile ou l'industrie maritime.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION
Chaque écosystème est caractérisé par une interaction permanente entre plusieurs métiers de l'écosystème. Dans le cas particulier de l'industrie aéronautique, les quatre métiers principaux de l'écosystème sont typiquement :
- Le métier d'opérateur OPS, ou « compagnie aérienne ». L'opérateur OPS est le client final ;
- Le métier d'avionneur OEM (de l'anglais « Original Equipment Manufacturer »), ou de « constructeur d'avion ». Un constructeur d'avion peut travailler pour plusieurs opérateurs OPS ;
- Le métier d'équipementier et le métier de spécialiste CCC (de l'anglais « Cabine Completion Center »). Un équipementier et un spécialiste peuvent travailler pour plusieurs avionneurs OEM. En ingénierie des systèmes, une notion fondamentale est le « cycle en V ». Le cycle en V définit une manière de passer d'une spécification fonctionnelle d'un besoin à une réalisation physique d'un objet répondant à ce besoin.
Par ailleurs, afin d'optimiser les coûts de développement et de prototypage, la notion de maquette numérique a pris une place prépondérante dans la gestion du cycle de vie des produits PLM (de l'anglais « Product Lifecycle Management »). Dans l'industrie aéronautique, pour la certification d'une série, un avion de développement AS (de l'anglais « Aircraft Standard ») et typiquement trois ou quatre avions prototypes physiques sont nécessaires. La figure 1 illustre ainsi un exemple de cycle en V, dans le cas particulier de l'interaction entre un avionneur et un équipementier pour la réalisation d'un avion de développement. Ce cycle en V est dit « cycle primaire ». L'avionneur réalise une première étape E1 d'étude de faisabilité, puis une deuxième étape E2 de conception. Une troisième étape E3 de définition est réalisée par l'avionneur et l'équipementier. L'équipementier réalise alors une quatrième étape E4 de développement. Une cinquième étape E5 d'intégration est réalisée par l'équipementier et l'avionneur. La cinquième étape E5 d'intégration est la mise en œuvre pratique de la troisième étape E3 de définition, théorique. L'avionneur réalise alors une sixième étape E6 de tests, correspondant à une mise en œuvre pratique de la deuxième étape E2 théorique de conception, puis une septième étape E7 d'entrée en service, qui est la réalisation pratique de la première étape E1 théorique d'étude de faisabilité.
Une sélection d'opérateurs à fort potentiel, c'est-à-dire de compagnies de dimension mondiale et disposant de moyens financiers importants, est alors établie, et une « tête de série opérateur » HOV (de l'anglais « Head Of Version ») est réalisée pour chacun de ces opérateurs. Chaque tête de série HOV est une configuration particulière de l'avion de développement AS. D'une tête de série à l'autre, c'est notamment l'aménagement interne de la cabine de l'avion qui est personnalisée et qui varie. Pour chaque tête de série HOV, un cycle en V, dit « cycle secondaire », est utilisé.
La création d'une cabine d'avion personnalisée ou la modification d'une cabine d'avion préexistante nécessitent plusieurs étapes d'ingénierie.
- Une première étape est la configuration spatiale des différents composants de ladite cabine d'avion. Les composants d'une cabine d'avion sont par exemple des sièges, des cloisons, des offices ou « galleys ». Un plan d'aménagement de la cabine, appelé LOPA pour « Lay-Out Passenger Arrangement », est réalisé à l'issue de cette première étape.
- Une deuxième étape est la conception des composants du plan LOPA choisi, et la vérification de la certificabilité desdits composants.
- Une troisième étape est la réalisation virtuelle, typiquement en trois dimensions, desdits composants, et l'étude de la faisabilité de leur intégration dans une maquette numérique, en vue d'une phase de tests.
- Une quatrième étape est l'industrialisation des composants et leur installation dans la cabine d'avion.
Dans le cas de l'industrie aéronautique, la durée du cycle primaire est de l'ordre de huit ans, et la durée de chaque cycle secondaire est de l'ordre de huit mois.
Afin de diminuer le temps de mise sur le marché de chaque produit, il s'agit pour l'avionneur OEM de réduire la durée du cycle de développement primaire et/ou la durée de chaque cycle de développement secondaire.
Le document US8239173B2, qui propose un système de conception assistée par ordinateur de composants techniques, permet de faciliter et d'accélérer la première étape de configuration spatiale de différents composants au sein d'une cabine d'avion. Toutefois, la deuxième étape de certification des composants et la troisième étape d'intégration des composants au sein d'un environnement ne sont pas prises en compte par ce document. En outre, le système de conception du document US8239173B2 est un système de conception en deux dimensions.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment et permet de réduire significativement la durée de chaque cycle de développement secondaire, en proposant un procédé de modélisation numérique en trois dimensions de composants permettant de capitaliser le travail de conception et le temps de calcul. Un aspect de l'invention concerne donc un procédé de modélisation en trois dimensions d'un composant, le procédé comportant les étapes suivantes :
- une étape de choix par un utilisateur et au moyen d'une interface d'un modèle de référence en trois dimensions parmi une pluralité de modèles de référence en trois dimensions stockés dans un entrepôt numérique de stockage, chaque modèle de référence en trois dimensions modélisant un composant, chaque composant ayant une liste de caractéristiques techniques ;
- une étape de choix par l'utilisateur et au moyen de l'interface d'au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant, ladite au moins une partie ayant une première variabilité assurant la fonctionnalité dudit composant ;
- une étape de saisie par l'utilisateur et au moyen de l'interface d'une valeur pour chaque caractéristique technique de ladite au moins une partie ;
- une étape de vérification par un calculateur de la conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport à la première variabilité assurant la fonctionnalité du composant et par rapport à une deuxième variabilité de ladite au moins une partie, la deuxième variabilité assurant la certificabilité du composant ;
- en cas de conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport aux première et deuxième variabilités, une étape de génération par le calculateur d'un modèle numérique particulier du composant dont la fonctionnalité et la certificabilité sont garanties. Le procédé de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention permet ainsi de générer, pour un composant donné, un modèle numérique particulier en trois dimensions garantissant la fonctionnalité et la certificabilité dudit composant. Outre les caractéristiques qui viennent d'être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- Le procédé comporte une étape de stockage du modèle numérique particulier du composant dans l'entrepôt numérique de stockage.
- Le procédé comporte une étape d'intégration automatique et exempte d'erreur, par le calculateur du modèle numérique particulier du composant dans un environnement spatial. - Ladite au moins une partie comporte une première caractéristique technique et une deuxième caractéristique techniques, et une règle de priorité est établie entre lesdites première et deuxième caractéristiques techniques. - Ladite au moins une partie comporte une première caractéristique technique et une deuxième caractéristique techniques, et une règle de comportement de la première caractéristique technique en fonction de la deuxième caractéristique technique et/ou une règle de comportement de la deuxième caractéristique technique en fonction de la première caractéristique technique sont déterminées.
- La première variabilité de ladite au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est établie en fonction de dimensions fonctionnelles dudit composant.
- La deuxième variabilité de ladite au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est établie en fonction d'un premier sous-ensemble de règles propres à un domaine technique donné.
La deuxième variabilité de ladite au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est établie en fonction : o d'un deuxième sous-ensemble de règles propres à un métier donné du domaine technique considéré, et/ou
o d'un troisième sous-ensemble de spécifications propres à un acteur donné du métier considéré.
- Le procédé comporte une étape d'identification par le calculateur du modèle numérique particulier du composant au moyen d'un tag, le tag comportant :
o les caractéristiques techniques de ladite au moins une partie de ladite liste de caractéristiques techniques dudit composant, et o les valeurs de chacune desdites caractéristiques techniques.
- Le procédé comporte une étape de cryptage par le calculateur dudit tag afin d'assurer l'inviolabilité dudit tag.
Un autre aspect de l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comportant des moyens pour la mise en œuvre du procédé de modélisation en trois dimensions d'un composant selon un aspect de l'invention. L'invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention.
- La figure 1 illustre schématiquement un exemple de cycle en V selon l'état de la technique, dans le cas particulier de l'interaction entre un avionneur et un équipementier pour la réalisation d'un avion de développement.
- La figure 2 est un diagramme de flux d'un procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
- La figure 3a illustre schématiquement un premier niveau de fonctionnement et d'utilisation du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention. - La figure 3b illustre schématiquement un deuxième niveau de fonctionnement et d'utilisation du procédé de modélisation selon un aspect de l'invention.
- La figure 4a montre une première représentation schématique d'un dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
- La figure 4b montre une deuxième représentation schématique du dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
La figure 2 est un diagramme de flux d'un procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention. Le diagramme de flux de la figure 2 comporte plusieurs phases. Une première phase Ph1 est l'identification de composants récurrents et l'inventaire des caractéristiques techniques associées à chaque composant récurrent. Chaque composant récurrent présente au moins une caractéristique technique. On entend par « composant récurrent » un composant amené à être modélisé puis fabriqué plusieurs fois de manière générique. Un composant récurrent est par exemple un siège.
Les caractéristiques techniques d'un composant récurrent sont typiquement :
- une ou plusieurs caractéristiques géométriques, et/ou
- une ou plusieurs caractéristiques de dimensions, et/ou
- une ou plusieurs caractéristiques de proportions, et/ou
- une ou plusieurs caractéristiques d'emplacement absolu du composant récurrent par rapport à un environnement. On entend par « emplacement absolu d'un composant récurrent au sein d'un environnement » le fait qu'il existe une condition de positionnement d'un composant récurrent donné par rapport à un environnement, par exemple une cabine d'avion ou un compartiment de train, indépendamment d'éventuels autres éléments de l'environnement. Les dimensions de l'environnement sont connues. Par exemple, si le composant récurrent est un siège et si l'environnement est une cabine d'avion, la caractéristique d'emplacement absolu du siège par rapport à la cabine d'avion peut s'écrire : « le siège est à l'intérieur de la cabine d'avion ». Les dimensions du siège sont donc limitées par les dimensions de la cabine d'avion. Si le composant récurrent est à présent un « siège côté fenêtre dans une rangée comprenant deux sièges », les possibilités d'emplacements dudit siège au sein de la cabine d'avion sont précisées et restreintes.
L'ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent présente une première variabilité. La première variabilité peut notamment être un intervalle de valeurs autorisées et/ou un intervalle de valeurs exclues. Cette première variabilité assure la fonctionnalité du composant récurrent considéré. Chaque composant récurrent présente une ou plusieurs fonctions. On entend par « fonctionnalité » d'un composant récurrent le fait que sa ou ses fonctions sont assurées. Dans le cas d'un siège, une fonction est : « permettre à un passager de s'asseoir ». La fonctionnalité du siège est donc assurée lorsque ses dimensions permettent effectivement à un usager moyen de s'y asseoir. La première variabilité détermine typiquement une gamme de valeurs possibles pour la hauteur de l'assise par rapport au sol, et pour la largeur et la profondeur de l'assise compte-tenu de la taille et de la corpulence moyennes d'un usager. La première variabilité est intrinsèque à chaque composant récurrent ; autrement dit, la première variabilité d'un composant récurrent donné ne tient compte que de la fonctionnalité dudit composant récurrent, indépendamment d'éventuels autres composants récurrents.
Dans le cas où au moins une première caractéristique technique et une deuxième caractéristique technique sont identifiées, une hiérarchie peut avantageusement être établie entre lesdites première et deuxième caractéristiques techniques. La hiérarchie détermine un ordre dans lequel les caractéristiques techniques doivent être traitées pour l'établissement de la première variabilité. Alternativement ou en complément, un comportement de la première caractéristique technique en fonction de la deuxième caractéristique technique et/ou un comportement de la deuxième caractéristique technique en fonction de la première caractéristique technique peuvent être déterminés.
Une deuxième phase Ph2 est l'élaboration, pour chaque composant récurrent identifié lors de la première phase Ph1 , d'un ensemble de règles qui détermine une deuxième variabilité pour l'ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent. La deuxième variabilité peut notamment être un intervalle de valeurs autorisées et/ou un intervalle de valeurs exclues. L'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité de l'ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent tient avantageusement compte de l'environnement spatial du composant récurrent considéré.
- Il s'agit en premier lieu d'interdire les collisions : d'une manière générale, un premier composant ne doit pas être placé sur un deuxième composant. Autrement dit, un recouvrement partiel ou total des premier et deuxième composants est interdit.
- Il s'agit dans un deuxième temps d'interdire les positionnements inadéquats : la position d'un premier composant par rapport à un deuxième composant peut par exemple être contrainte par une règle de type : « le premier composant doit être placé au contact du deuxième composant », ou bien « telle distance, mesurée suivant telle direction, doit séparer le premier composant du deuxième composant ».
L'ensemble de règles comporte un premier sous-ensemble de règles propres à un domaine technique donné. Ce premier sous-ensemble de règles comprend notamment les règles de sécurité dudit domaine technique, pour chaque composant récurrent. Les règles de sécurité relatives à un composant récurrent de type « siège » ne sont par exemple pas les mêmes, selon que l'on considère le domaine technique de l'aéronautique, le domaine technique ferroviaire ou le domaine technique de l'automobile. D'une manière générale, le premier sous- ensemble de règles propres à un domaine technique comporte avantageusement toutes les règles dont le respect est nécessaire pour l'obtention d'une certification dans ce domaine technique pour chaque composant récurrent ou combinaison de composants récurrents. La deuxième variabilité de l'ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent garantit ainsi la certificabilité de chaque composant récurrent. Grâce au procédé selon un aspect de l'invention, l'étape de certification d'un composant récurrent est avantageusement prise en compte et intégrée dès la genèse dudit composant récurrent.
L'ensemble de règle peut avantageusement comporter, de manière complémentaire :
- un deuxième sous-ensemble de règles propres à un métier donné du domaine technique considéré, et/ou
- un troisième sous-ensemble de spécifications, ou contraintes, propres à un acteur donné du métier considéré.
Dans l'exemple particulier où le domaine technique est celui de l'aéronautique, les différents métiers du domaine technique sont typiquement : le métier d'opérateur OPS, le métier d'avionneur OEM, le métier d'équipementier et le métier de spécialiste CCC. Pour un composant récurrent donné, par exemple un siège, chaque métier présente ainsi une approche qui lui est propre. Un opérateur gère notamment l'agencement général de composants au sein d'une cabine d'avion. Ainsi, dans l'exemple d'un siège, l'opérateur s'intéresse notamment au positionnement du siège au sein de la cabine d'avion, ainsi qu'aux dimensions du siège. Un avionneur assure l'intégration de chaque composant, notamment pour les arrivées d'eau, les interfaces électriques, l'ergonomie. Un équipementier, chargé de la fabrication d'un composant, accède aux informations concernant la structure, la composition, les matériaux utilisés pour ce composant.
Au sein d'un même métier, un premier acteur et un deuxième acteur peuvent se différencier par des exigences spécifiques, par exemple d'ordre esthétique, qui forment le troisième ensemble de spécifications.
Une troisième phase Ph3 est la réalisation pour chaque composant récurrent identifié lors de la première phase d'un objet, ou modèle numérique de référence. Le modèle numérique de référence d'un composant récurrent donné est réalisé en tenant compte d'une part des caractéristiques techniques de ce composant récurrent, inventoriées lors de la première phase Ph1 , et d'autre part de l'ensemble de règles élaboré pour ce composant récurrent lors de la deuxième phase Ph2. Autrement dit, le modèle numérique de référence d'un composant donné détermine une troisième variabilité pour l'ensemble des caractéristiques techniques de ce composant récurrent. La troisième variabilité peut être vue comme l'intersection de la première variabilité et de la deuxième variabilité. La troisième variabilité d'un composant récurrent garantit ainsi :
- la fonctionnalité dudit composant récurrent, et
- la certificabilité dudit composant récurrent pour un domaine technique donné.
La troisième variabilité de chaque modèle numérique de référence d'un composant récurrent est aussi appelée « élasticité ». Autrement dit, plusieurs réalisations distinctes d'un même composant récurrent sont potentiellement comprises dans un unique modèle numérique de référence, chaque réalisation distincte répondant aux exigences de fonctionnalité et de certificabilité ; deux réalisations distinctes présentant typiquement entre elles des différences quant à leurs dimensions et à leur positionnement par rapport à un environnement, dans la limite permise par l'élasticité. Un modèle numérique de référence d'un composant récurrent peut donc être vu comme une matrice de ce composant récurrent.
Une quatrième phase Ph4 est la génération, à partir d'un modèle numérique de référence d'un composant récurrent, d'au moins un modèle numérique particulier de ce composant récurrent. Chaque modèle numérique particulier est une réalisation distincte du composant récurrent. Un modèle numérique particulier d'un composant récurrent est typiquement obtenu en choisissant une valeur pour chaque caractéristique technique dudit composant récurrent, le choix de chaque valeur étant restreint par la troisième variabilité, ou élasticité, du modèle numérique de référence dudit composant récurrent.
La figure 3a illustre schématiquement un premier niveau Lev1 de fonctionnement du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, et d'utilisation d'un dispositif de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention. La figure 3a montre :
- un premier module Mod1 du dispositif de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, et
- un deuxième module Mod2 du dispositif de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
Le premier module Mod1 réalise :
- la construction, pour chaque composant récurrent, d'un modèle numérique de référence, et
- le stockage de chaque modèle numérique de référence d'un composant récurrent au sein d'un entrepôt numérique de stockage.
Le deuxième module Mod2 réalise, en fonction d'un utilisateur dudit dispositif de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, c'est-à-dire en fonction d'un domaine technique ou d'un métier d'un domaine technique ou d'un acteur d'un domaine technique :
- la personnalisation de l'ensemble de règles qui détermine la deuxième variabilité pour l'ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent, et
- la personnalisation d'une interface utilisateur.
Lorsque la personnalisation de l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité est réalisée en fonction d'un domaine technique, le premier sous- ensemble de l'ensemble de règles est adapté. Lorsque la personnalisation de l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité est réalisée en fonction d'un métier d'un domaine technique, le premier sous-ensemble et le deuxième sous-ensemble de l'ensemble de règles sont adaptés. Lorsque la personnalisation de l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité est réalisée en fonction d'un acteur d'un domaine technique, les premier, deuxième et troisième sous-ensembles de l'ensemble de règles sont adaptés. La figure 3a montre également :
- une première étape St1 du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, et - une deuxième étape St2 du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
La première étape St1 comporte :
- une sous-étape de choix, par un utilisateur, d'une valeur pour chaque caractéristique technique d'un composant récurrent, le choix de chaque valeur étant restreint par la troisième variabilité, ou élasticité, du modèle numérique de référence dudit composant récurrent ;
- une sous-étape de génération, par un calculateur, d'un modèle numérique particulier de ce composant récurrent, la fonctionnalité et la certificabilité du modèle numérique particulier étant garanties.
La deuxième étape St2 comporte :
- avantageusement, une sous-étape de partage, par l'utilisateur, du modèle numérique particulier avec un ou plusieurs collaborateurs ;
- une sous-étape de stockage du modèle numérique particulier du composant récurrent au sein de l'entrepôt de stockage. Ainsi, le travail de l'utilisateur, c'est-à-dire le choix des valeurs des caractéristiques techniques, ainsi que le travail du calculateur, c'est-à-dire le temps de calcul et de compilation, sont capitalisés. Le modèle numérique particulier du composant récurrent peut être immédiatement et indéfiniment réutilisé.
La figure 3b illustre schématiquement un deuxième niveau Lev2 de fonctionnement du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, et d'utilisation d'un dispositif de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention. La figure 3b montre :
- un travail amont up_W d'évaluation et de compréhension des besoins d'un utilisateur, ou « acteur », et de détermination d'un ensemble de spécifications et d'exigences propres à cet utilisateur. L'ensemble de spécifications et d'exigences propres à un utilisateur donné qui est déterminé lors du travail amont up_W est avantageusement utilisé comme donnée d'entrée pour le deuxième module Mod2 de personnalisation de l'ensemble des règles déterminant la deuxième variabilité et de personnalisation de l'interface utilisateur ; - un bénéfice aval dw_B de transformation, pour un composant récurrent donné, d'un cycle en V classique en un nouveau cycle accéléré, appelé « cycle en I ».
La figure 3b montre également :
- une étape préliminaire StO du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention, et
- une troisième étape St3 du procédé de modélisation en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
L'étape préliminaire StO comporte :
- une sous-étape de choix par l'utilisateur du degré d'information relatif à chaque composant récurrent. Lors de cette sous-étape, l'utilisateur peut ainsi choisir le nombre et la nature des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent. L'utilisateur peut donc autoriser l'utilisation d'une caractéristique technique, par exemple en choisissant et activant ladite caractéristique technique parmi une liste de caractéristiques techniques. A l'inverse, l'utilisateur peut interdire l'utilisation d'une caractéristique technique, par exemple en désactivant ladite caractéristique technique parmi une liste de caractéristiques techniques. En autorisant ou en interdisant certaines caractéristiques, l'utilisateur détermine le degré d'automatisation du procédé de modélisation numérique selon un aspect de l'invention. Plus le nombre de caractéristiques techniques autorisées est grand, plus le degré d'automatisation est important. Les première, deuxième et troisième variabilités sont ultérieurement établies pour les caractéristiques techniques qui ont été autorisées lors de cette sous-étape ; - dans le cas où au moins une première caractéristique technique et une deuxième caractéristique technique sont autorisées, une sous-étape d'établissement d'une hiérarchie entre lesdites première et deuxième caractéristiques techniques, c'est-à-dire d'une règle de priorité entre lesdites première et deuxième caractéristiques techniques.
La troisième étape St3 comporte :
- une sous-étape d'intégration productive du modèle numérique particulier d'un composant récurrent, généré à l'issue de la première étape St1 , au sein d'un environnement en trois dimensions. On entend ici par « intégration productive » le fait que l'intégration correcte, sans aucune erreur ou « clash », du modèle numérique particulier dudit composant récurrent au sein de l'environnement en trois dimensions, est garantie. Le risque d'erreur, et l'obligation qui en résulte de retravailler la modélisation d'un même composant récurrent à plusieurs reprises, sont éliminés. Le modèle numérique particulier d'un composant récurrent est, par définition, correct du premier coup. La figure 4a montre une première représentation schématique d'un dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
Le dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention comporte ainsi :
- un calculateur d'objets - ou modèles - numériques en trois dimensions DOS, pour « Digital Object Solver » ;
- un entrepôt numérique de stockage DAR, pour « Digital Asset Repository ». Le calculateur DOS ordonne la génération, pour chaque composant récurrent, d'un modèle numérique de référence. A partir du modèle numérique de référence de chaque composant récurrent, le calculateur DOS ordonne avantageusement la génération d'au moins un modèle numérique particulier, et préférentiellement d'une pluralité de modèles numériques particuliers. Le calculateur DOS comprend ainsi le premier module Mod1 et le deuxième module Mod2 précédemment décrits en lien avec la figure 3a.
L'entrepôt numérique de stockage DAR comporte :
- un premier espace es1 , représenté à la figure 4b, pour le stockage :
o du modèle numérique de référence de chaque composant récurrent, o ainsi que de chaque modèle numérique particulier d'un composant récurrent, généré par le calculateur DOS à partir du modèle numérique de référence dudit composant récurrent ;
- un deuxième espace es2, représenté à la figure 4b, pour le stockage :
o de l'ensemble des caractéristiques technique de chaque composant récurrent, ayant la première variabilité, o et de l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité pour ledit ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent. Le dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention comporte en outre avantageusement une interface utilisateur, et préférentiellement une interface graphique utilisateur GUI (de l'anglais « Graphical User Interface »). Alternativement, l'interface utilisateur peut être une interface en ligne de commande. L'interface graphique utilisateur GUI permet à un utilisateur d'interagir avec le calculateur DOS et/ou avec l'entrepôt numérique de stockage DAR, afin de générer et/ou d'utiliser un ou plusieurs modèles numériques particuliers d'un composant récurrent dont le modèle numérique de référence est stocké dans l'entrepôt numérique de stockage DAR. L'interface graphique utilisateur GUI comporte typiquement un écran, un clavier et une souris.
La figure 4a montre en outre :
- une base de données DB externe, comportant un ensemble de données relatives à la gestion des ressources utilisateur, à la gestion du cycle de vie de chaque produit, c'est-à-dire de chaque composant récurrent, et à l'échange de données. Un échange de données peut avantageusement être un échange de fichiers de modèles numériques particuliers entre plusieurs personnes d'une même équipe utilisateur, et/ou entre un utilisateur et un client de cet utilisateur. D'une manière générale, l'échange de données est avantageusement réglementé, c'est-à-dire soumis à certaines conditions : les échanges respectant lesdites conditions sont autorisés ; les échanges ne respectant pas lesdites conditions sont interdits ;
- un système de conception assistée par ordinateur CAD (de l'anglais « Computer-Aided Design System »).
Le dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention est avantageusement compatible avec tous types de systèmes CAD. C'est typiquement l'utilisateur du dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention qui choisit le système CAD avec lequel il souhaite travailler. A titre d'exemple, le système CAD peut ainsi être : CATIA, SolidWorks, PTC (marques déposées). Le système CAD exécute la compilation du ou des modèles numériques particuliers de chaque composant récurrent générée par le calculateur DOS.
La figure 4b montre une deuxième représentation schématique du dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
La figure 4b montre ainsi que le calculateur DOS comporte :
- une première partie appelée « éditeur » et référencée « Edi » ;
- une deuxième partie appelée « canevas » et référencée « Can » ;
- une troisième partie appelée « constructeur » et référencée « Bdr » ;
- une quatrième partie appelée « suiveur » et référencée « Tkr » ;
- une cinquième partie appelée « générateur » et référencée « Gen » ;
- une sixième partie appelée « compilateur » et référencée « Cmp ».
L'éditeur Edi permet à l'utilisateur d'éditer l'ensemble des caractéristiques technique de chaque composant récurrent, ayant la première variabilité, ainsi que l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité pour ledit ensemble des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent. Autrement dit, l'éditeur Edi permet à l'utilisateur :
- de choisir le degré d'information relatif à chaque composant récurrent, c'est-à-dire le nombre et la nature des caractéristiques techniques de chaque composant récurrent. L'utilisateur peut donc autoriser ou interdire l'utilisation de chaque caractéristique technique ;
- et/ou de personnaliser l'ensemble de règles déterminant la deuxième variabilité, c'est-à-dire de choisir le nombre et la nature des règles dudit ensemble. L'utilisateur peut donc autoriser ou interdire l'utilisation de chaque règle dudit ensemble.
L'utilisateur interagit avantageusement avec l'éditeur Edi du calculateur DOS par l'intermédiaire de l'interface graphique utilisateur GUI. L'éditeur Edi contribue donc à assurer l'adaptabilité du dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention, en fonction d'attentes et d'exigences propres à chaque utilisateur. Dans le cas particulier où le domaine technique considéré est celui de l'industrie aéronautique, on distingue principalement quatre types d'utilisateurs, correspondant à quatre métiers principaux de l'industrie aéronautique :
- l'utilisateur-opérateur ;
- l'utilisateur-avionneur ;
- l'utilisateur-équipementier et l'utilisateur-spécialiste.
La deuxième partie « canevas » Can permet la génération, pour le modèle numérique de référence de chaque composant récurrent, d'un masque de composant.
Ledit masque de composant comporte typiquement une fenêtre de saisie pour chaque caractéristique technique dudit composant récurrent. La fenêtre de saisie d'une caractéristique technique permet à l'utilisateur de saisir, par l'intermédiaire de l'interface graphique utilisateur GUI, une valeur pour ladite caractéristique technique. La saisie peut être libre : dans ce cas, l'utilisateur entre la valeur de son choix dans la fenêtre de saisie. Alternativement, la saisie peut être limitée : dans ce cas, l'utilisateur choisit une valeur parmi une liste de valeurs préétablie. La liste de valeur préétablie se présente typiquement sous la forme d'une liste déroulante sous la fenêtre de la caractéristique technique considérée. Il existe avantageusement plusieurs variantes du masque de composant d'un modèle numérique de référence donné, en fonction des choix réalisés par l'utilisateur dans l'éditeur Edi.
Le masque de composant du modèle numérique de référence d'un composant récurrent donné comporte en outre avantageusement une représentation graphique dudit composant récurrent, et notamment des caractéristiques techniques dudit composant récurrent. La fenêtre de saisie de chaque caractéristique technique est alors avantageusement placée à proximité de la représentation graphique de ladite caractéristique technique. Le travail de l'utilisateur est ainsi facilité, grâce à une bonne visualisation et à une vue d'ensemble du composant récurrent dimensionner.
La deuxième partie « canevas » Can permet également avantageusement la génération, pour un modèle numérique particulier d'un composant récurrent, d'un masque d'environnement. Ledit masque d'environnement permet l'intégration dudit modèle numérique particulier dans un environnement spatial. L'environnement spatial comporte typiquement une pluralité de modèles numériques particuliers de composants récurrents, qui ont préalablement été intégrés dans ledit environnement spatial. On entend par « intégration d'un modèle numérique particulier dans un environnement spatial » le fait que le modèle numérique particulier est agencé dans l'environnement spatial en tenant compte :
- des caractéristiques géométriques et dimensionnelles de l'environnement spatial,
- et de l'ensemble des modèles numérique particuliers qui ont éventuellement été préalablement intégrés dans l'environnement spatial.
L'intégration d'un modèle numérique particulier d'un composant récurrent dans un environnement spatial garantit donc notamment :
- une absence de collision entre ledit modèle numérique particulier et l'ensemble des modèles numériques particuliers qui ont éventuellement été préalablement intégrés dans ledit environnement spatial ;
- un positionnement conforme dudit modèle numérique particulier relativement à l'ensemble des modèles numériques particuliers qui ont éventuellement été préalablement intégrés dans ledit environnement spatial. On entend par « positionnement conforme » un positionnement respectant l'ensemble de règles qui détermine la deuxième variabilité de l'ensemble des caractéristiques techniques dudit composant récurrent.
Le constructeur Bdr permet de générer un modèle numérique particulier d'un composant récurrent, à partir :
- du masque de composant dudit composant récurrent fourni par le canevas Can, ou
- du masque de composant dudit composant récurrent et du masque d'environnement dudit composant récurrent, fournis par le canevas Can. Le premier cas cité permet à un utilisateur de générer un modèle numérique particulier dudit composant récurrent, indépendamment de l'environnement spatial dudit composant récurrent. Le deuxième cas cité permet avantageusement à un utilisateur de générer un modèle numérique particulier dudit composant récurrent, le modèle numérique particulier étant intégré dans son environnement spatial. Le constructeur Bdr réalise un contrôle et une vérification de l'adéquation entre le paramétrage réalisé par l'utilisateur, c'est-à-dire l'ensemble des valeurs saisies par l'utilisateur pour l'ensemble des caractéristiques techniques du composant récurrent considéré, et :
- d'une part, la première variabilité de l'ensemble des caractéristiques technique du composant récurrent considéré, qui assure la fonctionnalité du composant récurrent considéré,
- ainsi que d'autre part, l'ensemble des règles déterminant la deuxième variabilité de l'ensemble des caractéristiques technique du composant récurrent considéré, qui assure la certificabilité du composant récurrent considéré.
Si le constructeur Bdr détecte une incompatibilité entre le paramétrage réalisé par l'utilisateur et ladite première variabilité assurant la fonctionnalité du composant récurrent considéré et/ou ladite deuxième variabilité assurant la certificabilité du composant récurrent considéré, le constructeur Bdr demande à l'utilisateur de modifier le paramétrage, par exemple au moyen d'un message d'erreur affiché par l'interface graphique utilisateur GUI. L'utilisateur est alors avantageusement réorienté vers le masque de composant du composant récurrent considéré et/ou vers le masque d'environnement du composant récurrent considéré.
Chaque modèle numérique particulier finalement généré par le constructeur Bdr est garanti conforme et exempt d'erreur, du point de vue de la première variabilité et de la deuxième variabilité initialement définies.
Chaque modèle numérique particulier généré par le constructeur Bdr est envoyé vers l'entrepôt numérique de stockage DAR pour y être stocké.
Le suiveur Tkr assure avantageusement l'identification de chaque modèle numérique particulier généré par le constructeur Bdr. Le suiveur Tkr associe à chaque modèle numérique particulier, un identifiant dudit modèle numérique particulier. L'identifiant dudit modèle numérique particulier est également appelé « tag ». L'identifiant d'un modèle numérique particulier, ou tag, d'un composant récurrent comporte avantageusement la spécification initiale complète dudit composant récurrent, autrement dit :
- le nombre et la nature des caractéristiques techniques dudit composant récurrent, choisis par l'utilisateur au moyen de l'éditeur Edi ;
- les valeurs de chacune desdites caractéristiques techniques, entrées par l'utilisateur au moyen du masque de composant fourni par le canevas Can ainsi que, avantageusement, au moyen du masque d'environnement fourni par le canevas Can.
En cas de défaillance d'un composant récurrent ayant préalablement été identifié par un tag, le tag dudit composant récurrent facilite et accélère significativement le diagnostic de la défaillance dudit composant récurrent, puis la maintenance ou le remplacement dudit composant récurrent. En effet, toutes les caractéristiques qui doivent être respectées par ledit composant récurrent afin d'assurer sa fonctionnalité et sa certificabilité se trouvent dans le tag. Le tag d'un composant récurrent assure donc une fonction de documentation dudit composant récurrent, et contribue à la qualité dudit composant récurrent.
Le suiveur Tkr fige avantageusement, sous un format donné, la spécification initiale dudit composant récurrent.
Le générateur Gen assure avantageusement le cryptage du tag d'un composant récurrent. On garantit ainsi avantageusement l'inviolabilité du tag dudit composant récurrent.
Enfin, le compilateur Cmp réalise l'interface entre le calculateur DOS et le système CAD.
La figure 4b montre également que le premier espace es1 de l'entrepôt numérique de stockage DAR comporte : - une première partie p1 pour le stockage :
o de chaque modèle numérique de référence de type « élémentaire », et
o de chaque modèle numérique particulier, issu du constructeur Bdr, et de type « élémentaire » ;
- une deuxième partie p2 pour le stockage :
o de chaque modèle numérique de référence de type « mixte », et o de chaque modèle numérique particulier, issu du constructeur Bdr, et de type « mixte » ;
- une troisième partie p3 pour le stockage :
o de chaque modèle numérique de référence de type
« environnement », et
o de chaque modèle numérique particulier, issu du constructeur Bdr, et de type « environnement ».
On entend par « modèle numérique particulier de type environnement » un modèle numérique particulier qui est intégré dans un environnement spatial déterminé. On entend par « modèle numérique de référence de type environnement » un modèle numérique de référence destiné à être intégré dans un environnement spatial déterminé.
On entend par « modèle numérique particulier de type élémentaire » un modèle numérique particulier considéré en tant que tel, et qui n'est pas intégré dans un environnement spatial. On entend par « modèle numérique de référence de type élémentaire » un modèle numérique de référence considéré en tant que tel, et qui n'est a priori pas destiné à être intégré dans tel type d'environnement spatial déterminé.
On entend par « modèle numérique particulier de type mixte » un modèle numérique particulier pouvant se comporter alternativement comme un modèle numérique particulier de type élémentaire ou comme un modèle numérique particulier de type environnement. On entend par « modèle numérique de référence de type mixte » un modèle numérique de référence pouvant se comporter alternativement comme un modèle numérique de référence de type élémentaire ou comme un modèle numérique de référence de type environnement.
En fonction des besoins d'un utilisateur, c'est-à-dire typiquement en fonction du métier dudit utilisateur, un modèle numérique de référence de type élémentaire et un modèle numérique particulier peuvent présenter différents degrés de maturité. Autrement dit, un modèle numérique de référence et un modèle numérique particulier peuvent se décomposer de différentes manières. A chaque degré de maturité correspond en effet une certaine décomposition, qui comporte un certain nombre d'éléments. D'une manière générale, plus la décomposition comporte un grand nombre d'éléments, plus le degré de maturité du modèle numérique de référence ou du modèle numérique particulier est important. Ainsi, il existe plusieurs décompositions distinctes d'un même composant récurrent en fonction de l'utilisateur considéré du dispositif de modélisation numérique en trois dimensions selon un aspect de l'invention.
On distingue préférentiellement, pour un modèle numérique de référence ou pour un modèle numérique particulier d'un composant récurrent, les trois degrés de maturité suivants :
- un premier degré de maturité lié à l'emplacement absolu dudit composant récurrent au sein d'un environnement donné. Dans l'exemple particulier du domaine technique de l'industrie aéronautique, ce premier degré de maturité comprend l'information utile à un utilisateur-opérateur ;
- un deuxième degré de maturité lié aux caractéristiques techniques dudit composant récurrent, qui assurent la fonctionnalité dudit composant récurrent. Dans l'exemple particulier du domaine technique de l'industrie aéronautique, ce deuxième degré de maturité comprend l'information utile à un utilisateur-avionneur ;
- un troisième degré de maturité lié à la structure interne précise dudit composant récurrent. Dans l'exemple particulier du domaine technique de l'industrie aéronautique, ce troisième degré de maturité comprend l'information utile à un utilisateur-équipementier ou à un utilisateur- spécialiste.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de modélisation en trois dimensions d'un composant, le procédé comportant les étapes suivantes :
une étape de choix par un utilisateur et au moyen d'une interface (GUI) d'un modèle de référence en trois dimensions parmi une pluralité de modèles de référence en trois dimensions stockés dans un entrepôt numérique de stockage (DAR), chaque modèle de référence en trois dimensions modélisant un composant, chaque composant ayant une liste de caractéristiques techniques ;
une étape de choix par l'utilisateur et au moyen de l'interface (GUI) d'au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant, ladite au moins une partie ayant une première variabilité assurant la fonctionnalité dudit composant ; une étape de saisie par l'utilisateur et au moyen de l'interface (GUI) d'une valeur pour chaque caractéristique technique de ladite au moins une partie ;
une étape de vérification par un calculateur (DOS) de la conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport à la première variabilité assurant la fonctionnalité du composant et par rapport à une deuxième variabilité de ladite au moins une partie, la deuxième variabilité assurant la certificabilité du composant ;
en cas de conformité de chaque valeur saisie par l'utilisateur par rapport aux première et deuxième variabilités, une étape de génération par le calculateur (DOS) d'un modèle numérique particulier du composant dont la fonctionnalité et la certificabilité sont garanties ;
une étape d'intégration automatique et exempte d'erreur, par le calculateur (DOS), du modèle numérique particulier du composant dans un environnement spatial. Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte une étape de stockage du modèle numérique particulier du composant dans l'entrepôt numérique de stockage (DAR).
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que :
ladite au moins une partie comporte une première caractéristique technique et une deuxième caractéristique techniques, et
une règle de priorité est établie entre lesdites première et deuxième caractéristiques techniques, et/ou
une règle de comportement de la première caractéristique technique en fonction de la deuxième caractéristique technique et/ou une règle de comportement de la deuxième caractéristique technique en fonction de la première caractéristique technique sont déterminées.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la première variabilité de ladite au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est établie en fonction de dimensions fonctionnelles dudit composant.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la deuxième variabilité de ladite au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est établie en fonction d'un premier sous-ensemble de règles propres à un domaine technique donné.
Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce que la deuxième variabilité de ladite au moins une partie des caractéristiques techniques de la liste de caractéristiques techniques dudit composant est établie en fonction :
d'un deuxième sous-ensemble de règles propres à un métier donné du domaine technique considéré, et/ou d'un troisième sous-ensemble de spécifications propres à un acteur donné du métier considéré.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une étape d'identification, par le calculateur (DOS) du modèle numérique particulier du composant au moyen d'un tag, le tag comportant :
les caractéristiques techniques de ladite au moins une partie de ladite liste de caractéristiques techniques dudit composant, et
les valeurs de chacune desdites caractéristiques techniques.
Procédé selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte une étape de cryptage par le calculateur (DOS) dudit tag afin d'assurer l'inviolabilité dudit tag.
Produit programme d'ordinateur comportant des moyens pour la mise en œuvre du procédé de modélisation en trois dimensions d'un composant selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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