Métrique d'Intégration pour le choix d'architectures dans la conception des systèmes mécatroniques.


Thèse de Aude WARNIEZ (Ingénierie numérique)

Type :

Doctorat

Date de soutenance :

12/05/2015

Lieu de soutenance :

SUPMECA - Amphithéâtre 2220

Mots-clés :

Métriques, Préconception, Mécatronique, Evaluation, Architecture, SysML

Directeur(s) de thèse :

Thierry SORIANO

Encadrant(s) :

Olivia PENAS

Ecole doctorale :

Ecole Centrale de Paris


Jury :

Thierry SORIANO - directeur
Olivia PENAS - encadrant
Mme JANKOVIC Marija Maître de Conférences HDR Ecole Centrale Paris - LGI - rapporteur
M. CHAPURLAT Vincent Professeur des Universités Ecole des Mines - LGI2P - rapporteur
M. LOTTIN Jacques Professeur des Universités SYMME Polytech' Annecy- Chambéry
M. HUGEL Vincent Professeur des Universités Université de Toulon COSMER
Olivia PENAS

Résumé :

L’intégration des systèmes mécatroniques est la source première de leur complexité de conception. Trois principaux types d’intégration sont en cause : l’intégration multi-domaine qui vise à intégrer en synergie la mécanique, l’électronique, l’informatique et l’automatique ; l’intégration multi-niveau prenant en compte les interfaces entre les différents niveaux d’abstraction du système et l’intégration physique dont l’objectif est d’agencer un maximum de composants dans un volume de plus en plus limité. L’objectif de cette thèse est de proposer un moyen d’évaluer cette intégration dans la conception des systèmes mécatroniques, le plus tôt possible dans le cycle de conception. En effet, la phase de préconception génère de nombreuses architectures qui vont être échangées, analysées, discutées et modifiées, avant d’être évaluées en vue de sélectionner les plus pertinentes au regard du cahier des charges à respecter. Dès lors, les concepteurs ont besoin de moyens et d’outils performants pour comparer les différentes architectures candidates, justifier et tracer leurs choix de conception et ainsi réduire la durée de la phase de décisions. S’appuyant sur les modèles générés par le processus d’ingénierie système basée sur les modèles (MBSE), les métriques que nous avons développées visent à évaluer et comparer quantitativement le degré d’intégration des architectures mécatroniques pour faciliter le choix du concept à retenir. Les objectifs adressés par ces métriques sont l’intégration multi-niveau, multi-domaine et physique, ainsi que le degré d’innovation et la mise-en-œuvre d’un projet de conception des systèmes mécatroniques. Ces métriques ont été implémentées en SysML et expérimentées dans un logiciel de CAO (CATIA) pour le choix d’architectures de deux systèmes mécatroniques, à savoir : le moteur-roue et le moteur hybride. Finalement, une méthode de génération de métriques personnalisées a été établie pour répondre au besoin industriel de prendre en compte les spécificités relatives à la culture, l’organisation, la stratégie de chaque entreprise et à l’expérience de leurs concepteurs.