Contribution to interoperable products design and manufacturing information : application to plastic injection products manufacturing

par Anderson Luis Szejka

Thèse de doctorat en Automatique, Traitement du Signal et des Images, Génie Informatique

Le président du jury était Miroslav Trajanovic.

Le jury était composé de Hervé Panetto, Alexis Aubry, Osiris Canciglieri, Néjib Moalla, Robert Ian Marr Young, Andreia Malucelli.

Les rapporteurs étaient Néjib Moalla, Robert Ian Marr Young.

  • Titre traduit

    Contribution à l'interopérabilité des informations de conception et de fabrication de produits : application à la fabrication par injection de produits plastiques


  • Résumé

    La compétitivité toujours plus importante et la mondialisation ont mis l'industrie manufacturière au défi de rationaliser les différentes façons de mettre sur le marché de nouveaux produits dans un délai court, avec des prix compétitifs tout en assurant des niveaux de qualité élevés. Le PDP moderne exige simultanément la collaboration de plusieurs groupes de travail qui assurent la création et l’échange d’information avec des points de vue multiples dans et à travers les frontières institutionnelles. Dans ce contexte, des problèmes d’interopérabilité sémantique ont été identifiés en raison de l'hétérogénéité des informations liées à des points de vue différents et leurs relations pour le développement de produits. Le travail présenté dans ce mémoire propose un cadre conceptuel d’interopération pour la conception et la fabrication de produits. Ce cadre est basé sur un ensemble d’ontologies clés, de base d’ingénierie et sur des approches de cartographie sémantique. Le cadre soutient les mécanismes qui permettent la conciliation sémantique en termes de partage, conversion et traduction, tout en améliorant la capacité de partage des connaissances entre les domaines hétérogènes qui doivent interopérer. La recherche a particulièrement porté sur la conception et la fabrication de produits tournants en plastique et explore les points particuliers de la malléabilité - la conception et la fabrication de moules. Un système expérimental a été proposé à l’aide de l'outil Protégé pour modéliser des ontologies de base et d’une plateforme Java intégrée à Jena pour développer l'interface avec l'utilisateur. Le concept et la mise en œuvre de cette recherche ont été testés par des expériences en utilisant des produits tournants en plastiques. Les résultats ont montré que l'information et ses relations rigoureusement définies peuvent assurer l'efficacité de la conception et la fabrication du produit dans un processus de développement de produits moderne et collaboratif


  • Résumé

    Global competitiveness has challenged manufacturing industry to rationalise different ways of bringing to the market new products in a short lead-time with competitive prices while ensuring higher quality levels. Modern PDP has required simultaneously collaborations of multiple groups, producing and exchanging information from multi-perspectives within and across institutional boundaries. However, it has been identified semantic interoperability issues in view of the information heterogeneity from multiple perspectives and their relationships across product development. This research proposes a conceptual framework of an Interoperable Product Design and Manufacturing based on a set of core ontological foundations and semantic mapping approaches. This framework has been particularly instantiated for the design and manufacturing of plastic injection moulded rotational products and has explored the particular viewpoints of moldability, mould design and manufacturing. The research approach explored particular information structures to support Design and Manufacture application. Subsequently, the relationships between these information structures have been investigated and the semantics reconciliation has been designed through mechanisms to convert, share and translate information from the multi-perspectives. An experimental system has been performed using the Protégé tool to model the core ontologies and the Java platform integrated with the Jena to develop the interface with the user. The conceptual framework proposed in this research has been tested through experiments using rotational plastic products. Therefore, this research has shown that information rigorously-defined and their well-defined relationships can ensure the effectiveness of product design and manufacturing in a modern and collaborative PDP


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