Approche de co-développement pour l’intégration des modèles des produits mécatroniques avec les modèles des systèmes de production

Integrative framework for the co-development of optimized mechatronic products with their production systems

• Auteur / Autrice : Randa Ammar
• Direction : Jean-Yves Choley, Jamel Louati
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 16/12/2020
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université en cotutelle avec Université de Sfax (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Quartz (Saint-Ouen, Seine-Saint-Denis)
• Jury : Président / Présidente : Abdelkhalak El Hami
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Yves Choley, Jamel Louati, Vincent Cheutet, Anis Chelbi, Faïda Mhenni, Noureddine Ben Yahia, Moncef Hammadi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Vincent Cheutet, Anis Chelbi
• DOI : 10.70675/8cf785bdzfdacz4be5z92aez954b62033edc

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mécatronique

Mots clés libres

Produit mécatronique

Mbse

Sbce

Processus de production

Boitier papillon Électronique

Mechatronic product

Mbse

Sbce

Production Process

Electronic Throttle Body

Résumé

Les produits d'ingénierie à l'ère de l'industrie 4.0 sont contraints d'être plus compacts, intelligents et efficaces. Les entreprises manufacturières sont aujourd'hui obligées d'adapter leurs systèmes de production avec des changements constants et inattendus dans les exigences des clients pour faire face à différents besoins et modes d'utilisation. Par conséquent, les contraintes de production doivent être intégrées dans les premières phases du processus de développement de systèmes complexes multidisciplinaires, et à la fois le produit et la gestion du système de production doivent être optimisés simultanément. Dans cette thèse, nous proposons une approche pour intégrer les contraintes de production au processus de conception du produit. Pour cela, les principes de l'approche Set-Based Concurrent Engineering (SBCE) sont mis en oeuvre en utilisant la méthode MBSE (Model-based System Engineering), afin de réduire les boucles d'échange itératives entre les acteurs de l'ingénierie. L'implémentation a été réalisée avec un prototype de framework logiciel utilisant le langage Python. Une étude de cas d'un boîtier-papillon électronique (ETB) a été utilisée pour illustrer et valider l'approche. L'analyse de l'étude de cas nous a permis de conclure que notre approche aide les concepteurs de systèmes complexes à intégrer les contraintes de production dans le processus de conception dès les phases préliminaires, et à prendre les bonnes décisions de conception pour éviter des investissements lourds liés au système de production.

Engineered products in the era of Industry 4.0 are constrained to be more compact, smart and efficient. Manufacturing companies are today forced to adapt their production systems with constant and unexpected changes in the customer requirements to face different needs and user modes. Therefore, production constrains need to be integrated in the early phases of the development process of multidisciplinary complex systems, and both the product and the management of the production system should to be optimized concurrently. In this thesis, we propose an approach to integrate the production system constraints with the product design process. For this, the principles of the Set-Based Concurrent Engineering (SBCE) approach are implemented using the model-based system engineering (MBSE) method, in order to reduce the iterative exchange loops between engineering stakeholders. The implementation was performed in a software framework prototype using Python language. A case study of an Electronic Throttle Body (ETB) was used to illustrate and validate the approach. The analysis of the case study allowed us to conclude that our approach supports system designers to integrate production constraints in the early design process and make the right design decisions to avoid heavy investment in the production system.