A Functional Reasoning Framework and Dependency Modeling Scheme for Mechatronics Conceptual Design Support

La conception mécatronique est un processus de design pluridisciplinaire, il repose sur l'intégration synergique des domaines d'ingénierie mécanique, électrique, contrôle et logiciel pour concevoir des produits qui surpassent les autres produits en termes d'efficacité, de précision, de coût et de fiabilité. Toutefois, cela a un coût, la conception de systèmes multidisciplinaire est une tâche ardue qui exige beaucoup de coordination et de coopération entre les ingénieurs concepteurs. Beaucoup de ces difficultés ont été reportées dans les domaines académique et industriel. Il en ressort que la communication technique entre les concepteurs appartenant à diverses disciplines d'ingénierie se fait très difficilement et ce en raison de l'absence d'un langage commun pour représenter les différents concepts. Ceci entraîne des difficultés majeures à transférer les modèles et les informations pertinentes entre les domaines ce qui entrave la possibilité d'appliquer un processus de développement intégré (concurrent). Pourtant, d'une part, un processus de conception intégré et dynamique doit être suivi pour réduire le temps de conception du projet et ainsi réduire les couts et supporter l'innovation. D'autre part, la conception multidisciplinaire se traduit par l'introduction d'un grand nombre de dépendances durant la conception, rendant ainsi les activités de conception difficile à synchroniser entravant le processus intégré. En raison de l'absence d'outil de support informatique pour le design conceptuel, et l'importance de considérer les dépendances le plus tôt possible dans le processus de conception, un cadre de raisonnement fonctionnel en conjonction avec un système de modélisation des dépendances (liées au produit) ont été développés dans ce mémoire de maîtrise. Le cadre de raisonnement fonctionnel a été réalisé par la personnalisation du langage SysML (Systems Modeling Language), et par le développement d'un module d'extension (plug-in) dans l'outil de modélisation MagicDraw (No Magic, Inc.). Le plug-in intègre un système expert à base de règles (CLIPS : C Language Integrated Production System - NASA) qui permet d'encapsuler les connaissances d'ingénierie sous la forme de règles pour analyser et effectuer des tâches sur des diagrammes fonctionnels. Une nouvelle approche d'acquisition et une représentation schématique de dépendances ont été proposées. La notion de "méta-dépendances» a été introduite pour modéliser les dépendances qui sont partagées par un grand nombre d'éléments dans un même système.