Apports de modèles de comparaison structurelle et sémantique à la synchronisation de la maquette numérique de construction, application aux ponts

Structural and semantic comparison to synchronize digital mock-up for construction

• Auteur / Autrice : Geoffrey Arthaud
• Direction : Jacques Rilling
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques. Informatique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synchronisation

Ponts

Mots clés libres

Btp

Maquette numérique de construction

Résumé

La Maquette Numérique (MN) est une représentation numérique, centralisée et hiérarchisée de l’ensemble des productions des acteurs au cours d’un projet. Dans le cadre du secteur BTP, la Maquette Numérique de Construction (MNC) constitue l’adaptation de la technologie précédente à ce secteur. Cependant, la conception en génie civil semble se distinguer de celle des produits manufacturés, notamment à cause de la multiplicité et l’hétérogénéité des acteurs, mais aussi de la création d’un ouvrage unique. Par conséquent, les processus en jeu durant cette phase nécessitent une analyse particulière. Notre travail consiste donc à proposer des mécanismes d’aide à la synchronisation de la MNC, après avoir montré que les outils existants, adaptés à la conception de produits manufacturés, ne peuvent être directement transposés au secteur du BTP. Pour cela, cette thèse se focalise sur le suivi des modifications de la MNC en cours de conception, par l’intermédiaire de comparaisons d’information structurées (comparaisons dites structurelles), tout en prenant en compte la signification des concepts utilisés (comparaisons sémantiques). L’analyse a été portée au niveau du méta-modèle (langage EXPRESS) plutôt que le modèle de données lui-même (IFC, IFC-Bridge, etc. ). Cette généricité assure une robustesse face aux évolutions futures des MNC. A partir d’une configuration sur la base d’un assistant structurel (seulement quelques lignes de code XML), le constructeur d’application génère automatiquement une bibliothèque de comparaison structurelle, adaptée au modèle de données métiers. L’analyse sémantique rend, quant à elle, le système très flexible : possibilité d’extraire partiellement l’information, définition d’équivalents sémantiques et de tolérances de valeurs numériques. Le système conçu ne dépend d’aucun outil de persistance des données. De plus, l’extraction d’information s���effectue sans transformation de modèles. L’implémentation, en C++, de la comparaison structurelle et sémantique utilise des outils de génération automatique de code source. Enfin, ces travaux apportent de nombreuses perspectives s’ils sont liés aux activités prédictives et réactives de conception.

Digital Mock-Up (DMU) is a digital, centralized and structured representation of all productions from project actors. Concerning AEC sector Digital Mock-Up for Construction (DMUC) refers to the adaptation of previous technology to this industrial field. Civil design seems however different from design of manufactured products, because of : multiplicity and heterogeneity of actors, creation of a unique product. Therefore involved processes need to be specifically analysed. This work aims to propose mechanisms to aid DMUC synchronization. Before that, we show that existing tools cannot be directly adapted to AEC sector. To do so, this thesis focuses on tracking changes within a DMUC during design process, thanks to comparison of structured information (structural information). We consider also the meaning of used concepts (semantic comparison). This analysis is done at the meta-model level (EXPRESS language) instead of a specific data model (IFC, IFC-BRIDGE). This generic approach guarantees some robustness for future evolutions of DMUC. From a configuration based on a structural helper (only a few lines of XML code), the software engineer automatically generates a library of structural comparison, adapted to the application data model. Semantic analysis makes the system very flexible : partial extract of information, definition of semantic equivalences and tolerance on numerical values. Designed system does not depend on any data persistence tool. Besides, extraction of information is carried out without any model mapping. C++ implementation of structural and semantic comparison uses tools of automatic generation of source code. Last this work provides several perspectives when they are associated to predictive and reactive design activities.