Méthodologie d'évaluation multidomaine pour la conception de produit

par Kévin Audoux

Projet de thèse en Conception

Sous la direction de Améziane Aoussat, Frédéric Bruno Segonds et de Olivier Kerbrat.

Thèses en préparation à Paris, ENSAM , dans le cadre de SMI - Sciences des Métiers de l'Ingénieur , en partenariat avec LCPI - Laboratoire Conception de Produits et Innovation (laboratoire) depuis le 03-10-2016 .


  • Résumé

    Ce sujet de thèse s'inscrit dans le cadre de l'évaluation multicritère de produit en phase amont de conception avec la fabrication additive. L'objectif général est de déterminer des indicateurs permettant d'évaluer les performances en termes d'innovation, de créativité, de fabricabilité et de maîtrise des impacts environnementaux d'un produit pendant sa conception, afin de définir le plus tôt possible le potentiel innovant et durable des produits. Face à une économie mondialisée et toujours plus concurrentielle, l'innovation est aujourd'hui un levier indispensable aux entreprises pour se développer ou subsister. L'innovation technologique permise par la Fabrication Additive (FA) bouleverse la manière de produire. En permettant d'apporter la matière couche par couche uniquement là où elle est nécessaire, la FA s'oppose aux procédés traditionnels basés sur les approches soustractives ou formatives. De plus, l'arrivée de ce procédé à sa phase de maturité amène aujourd'hui les entreprises à vouloir exploiter la fabrication directe, c'est-à-dire la fabrication de produits finis et fonctionnels, pour réaliser des produits innovants. En effet, les perspectives offertes sont multiples : réduction des coûts et des délais de fabrication grâce à la suppression des outillages, augmentation de la richesse fonctionnelle des produits, allègement structural, fabrication sur mesure de formes complexes ou exploitation de la complexité matériaux. Par ailleurs, les activités de conception sont fondamentalement pluridisciplinaires, par le concours des connaissances métiers issues de domaines aussi variés que la mécanique, les sciences de l'environnement, le génie électrique ou la fabrication. Les acteurs sont nombreux, avec des vues particulières, des objectifs spécifiques et des outils qui leurs sont propres. Dès lors qu'on intègre le caractère innovant du produit et les notions de fabricabilité pour des procédés en émergence, tels que la fabrication additive, la complexité du processus de conception s'accroit. Par ailleurs, l'apport de connaissances au juste besoin permettant de favoriser la créativité, dans les domaines tels que la FA, a déjà fait l'objet de travaux de recherche précisant la forme et le contenu le plus adapté à la transmission des connaissances. La difficulté majeure est identifiée comme étant le couplage entre les différents indicateurs liés à l'innovation d'une part, liés à la fabricabilité en intégrant les procédés innovants d'autre part. Références : Kerbrat, O., Vincklevleugel, J., Pénicaud, C., Le Pochat, S., Pompidou, S. Methodology framework for assessing the ecoperformance of a process, 7th International Conference on Life Cycle Management, Bordeaux (France), 2015 Ponche, R., Kerbrat, O., Mognol, P., Hascoët, J.-Y. A novel methodology of design for Additive Manufacturing applied to Additive Laser Manufacturing process, Robotics and Computer Integrated Manufacturing 30(4) (2014) Le Bourhis, F., Kerbrat, O., Hascoët, J.-Y., Mognol, P. Sustainable manufacturing: Evaluation and modeling of environmental impacts in additive manufacturing, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 69 (2013) Kerbrat, O., Mognol, P., Hascoët, J.-Y. A new DFM approach to combine machining and additive manufacturing, Computers in Industry 62(7) (2011) Laverne, F., Segonds, F., Anwer, N., & Le Coq, M. (2015). Assembly based methods to support product innovation in Design for Additive Manufacturing: An exploratory case study. Journal of Mechanical Design, 137(12). Vitse, M., Laverne, F., Segonds, F., Ratgras, S., Pellat-Finet, L., & Yantio, G. (2014). Fabrication Additive : integration du DFAM pour la conception petites et moyennes séries dans le domaine aérospatial. Paper presented at the CONFERE'14, Sibenik, Croatia. Rias, A.L., Segonds, F., Bouchard, C., & Abed, S. (2014). Fabrication Additive et créativité : une démarche pour la conception amont. Paper presented at the CONFERE'14, Sibenik, Croatia. Yousnadj, D., Jouanne, G., Maranzana, N., Segonds, F., Bouchard, C., & Aoussat, A. (2014). Integration of environmental assessment in a PLM context: A case study in luxury industry. IFIP Advances in Information and Communication Technology, 442, 201-212. Buisine, S., Besacier, G., Najm, M., Aoussat, A., & Vernier, F. (2007). Computer-supported creativity : evaluation of a tabletop mind-map application. Paper presented at the HCII'07, Beijing. Aoussat, A. (1990). La pertinence en innovation : nécessité d'une approche plurielle. (Thèse de doctorat Dissertation/Thesis), ENSAM, Paris. Floriane, L., & Frédéric, S. Enriching design with X through tailored additive manufacturing knowledge: a methodological proposal. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 1-10.

  • Titre traduit

    Multidomain evaluation methodology for product design


  • Résumé

    This thesis subject joins within the framework of the evaluation multicriterion of product in upstream phase of conception(design) with the additive manufacturing. The general objective is to determine indicators allowing to estimate the performances in terms of innovation, creativity, manufacturability and control of the environmental impacts of a product during its conception(design), to define as soon as possible the innovative and long-lasting(sustainable) potential of products. In front of a globalized economy and always more competitive, the innovation is a lever essential to companies today to develop or remain. The technological innovation allowed by the Additive Manufacturing (AM) upsets the way of producing. By allowing to bring the material is bring by layer only where it is necessary, AM opposes the traditional processes based on the subtractive or formative approaches. Furthermore, the maturity of the process is attractive for companies, it allows to run direct manufacturing, i.e. functional product manufacturing to realised innovated product. Indeed, the offered perspectives are multiple: Cost and time manufacturing reduction due to the abolition of equipment, functional wealth of products increased, structural reduction, custom-made manufacturing of complex forms or exploitation of the complexity materials. Besides, the activities of design are fundamentally multidisciplinary, all the knowledge of “the trade” are so varied as the mechanics, the sciences of the environment, the electric genius(engineering) or the manufacturing. The actors are many, with particular views, specific objectives and tools which are appropriate. Since we integrate the innovative character of the product and the notions of manufacturability for processes into emergence, such as the additive manufacturing, the complexity of the process of design increases. Besides, the contribution of knowledge exactly need allowing to favour the creativity, in domains such as AM, was already the object of research works specifying the shape and the contents the most adapted to the transmission of the knowledge. The major difficulty is identified as being the coupling between the various indicators bound to the innovation on one hand, bound(connected) to the manufacturability by integrating the innovative processes on the other hand. References: Kerbrat, O., Vincklevleugel, J., Pénicaud, C., Le Pochat, S., Pompidou, S. Methodology framework for assessing the ecoperformance of a process, 7th International Conference on Life Cycle Management, Bordeaux (France), 2015 Ponche, R., Kerbrat, O., Mognol, P., Hascoët, J.-Y. A novel methodology of design for Additive Manufacturing applied to Additive Laser Manufacturing process, Robotics and Computer Integrated Manufacturing 30(4) (2014) Le Bourhis, F., Kerbrat, O., Hascoët, J.-Y., Mognol, P. Sustainable manufacturing: Evaluation and modeling of environmental impacts in additive manufacturing, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology 69 (2013) Kerbrat, O., Mognol, P., Hascoët, J.-Y. A new DFM approach to combine machining and additive manufacturing, Computers in Industry 62(7) (2011) Laverne, F., Segonds, F., Anwer, N., & Le Coq, M. (2015). Assembly based methods to support product innovation in Design for Additive Manufacturing: An exploratory case study. Journal of Mechanical Design, 137(12). Vitse, M., Laverne, F., Segonds, F., Ratgras, S., Pellat-Finet, L., & Yantio, G. (2014). Fabrication Additive : integration du DFAM pour la conception petites et moyennes séries dans le domaine aérospatial. Paper presented at the CONFERE'14, Sibenik, Croatia. Rias, A.L., Segonds, F., Bouchard, C., & Abed, S. (2014). Fabrication Additive et créativité : une démarche pour la conception amont. Paper presented at the CONFERE'14, Sibenik, Croatia. Yousnadj, D., Jouanne, G., Maranzana, N., Segonds, F., Bouchard, C., & Aoussat, A. (2014). Integration of environmental assessment in a PLM context: A case study in luxury industry. IFIP Advances in Information and Communication Technology, 442, 201-212. Buisine, S., Besacier, G., Najm, M., Aoussat, A., & Vernier, F. (2007). Computer-supported creativity : evaluation of a tabletop mind-map application. Paper presented at the HCII'07, Beijing. Aoussat, A. (1990). La pertinence en innovation : nécessité d'une approche plurielle. (Thèse de doctorat Dissertation/Thesis), ENSAM, Paris. Floriane, L., & Frédéric, S. Enriching design with X through tailored additive manufacturing knowledge: a methodological proposal. International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM), 1-10.