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Caractérisation sémantique des différences entre des modèles CAO par transposition des contraintes géométriques explicites

Brière-Côté, Antoine (2014). Caractérisation sémantique des différences entre des modèles CAO par transposition des contraintes géométriques explicites. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Représentée au sein des nombreux modèles, la définition géométrique d’un produit évolue continuellement par le travail de nombreux spécialistes qui en utilisent, analysent et modifient les informations, prennent des décisions et engagent des actions à partir de cellesci. Plusieurs fois durant le cycle de vie du produit, une évolution géométrique émanera de l’un de ses modèles dits experts et devra être propagée aux autres modèles afin de préserver la cohérence de la définition du produit, sans toutefois occasionner les mêmes modifications au sein de chacun d’eux. Une transposition efficace du changement entre deux modèles experts distincts repose donc sur une représentation et une interprétation du delta géométrique adaptées au point de vue sur le produit incarné par le modèle expert auquel le changement est propagé.

En considérant la définition géométrique du produit comme l’élément commun de cette fédération de modèles experts, ainsi que la dispersion – par opposition à l’intégration – de ces modèles à travers l’entreprise étendue, cette thèse par articles adopte l’avenue de la comparaison géométrique comme solution à la problématique de la transposition du changement. L’objectif est de développer une approche de comparaison permettant la caractérisation des différences géométriques repérées entre deux modèles d’un composant mécanique par l’entremise d’une sémantique favorisant l’interprétation et l’assimilation du delta géométrique du point de vue particulier d’une discipline. Des considérations particulières sont accordées à la précision du calcul des différences géométriques, à l’intelligibilité de la représentation de ces différences pour des ingénieurs mécaniciens et à la fonctionnalité de la représentation dans une optique de gestion du cycle de vie du produit.

L’état de l’art en comparaison des modèles CAO 3D, selon les perspectives des scénarios d’application, des méthodes de calcul des différences et des outils logiciels existants, a mené aux constats que les applications de la comparaison sont nombreuses et que la transposition du changement se classe parmi celles nécessitant l’identification des différences entre modèles. Ces constats ont été confirmés par des essais logiciels qui ont démontré qu’aucune solution d’identification des différences ne peut être exploitée sans égard aux particularités du scénario à résoudre, en plus de mettre en évidence les carences des solutions existantes en termes de représentation des différences. Un cadre pour la formalisation et la caractérisation des scénarios de comparaison dans le but de mieux les maitriser et les outiller est d’ailleurs proposé.

L’approche de comparaison des modèles CAO 3D présentée exploite les contraintes géométriques explicites, détaillant la géométrie originale selon un niveau d’abstraction familier pour un ingénieur et selon le point de vue particulier de sa discipline, afin de caractériser le delta géométrique qui distingue la géométrie évoluée de l’originale. Cette approche combine la mise en correspondance des éléments topologiques entre les représentations B-Rep originale et modifiée, la transposition du schéma de contraintes géométriques de la géométrie originale vers la géométrie modifiée et la représentation, au sein d’un nouveau modèle inspiré du génie logiciel, de ces associations et des différences qui peuvent en être déduites. Ainsi, il devient possible d’exprimer le delta géométrique caractérisant l’évolution en termes de variations de contraintes dimensionnelles originales et/ou de l’abandon de certaines contraintes géométriques.

Titre traduit

Semantic characterization of differences between CAD models through explicit geometric constraint transposition

Résumé traduit

Represented within numerous models, a product’s geometric definition evolves continuously through the work of many specialists as they use, analyze and modify product data, making decisions and engaging in actions accordingly. Many times during a product’s lifecycle, a geometric evolution will develop from one of these models, acknowledged as expert models, which will then have to be propagated to the other expert models to maintain coherence throughout the product’s definition. The modifications to each model, however, will need to be specific. Thus, effective transposition of shape changes between two distinct expert models depends on the adapted representation and ensuing interpretation of the geometric delta relating to the view of the product embodied by the expert model to which the shape change is propagated.

Assuming the product’s geometric definition as the common constituent of a federation of expert models, and acknowledging the dispersal – as opposed to the integration – of these models throughout the extended enterprise, this doctoral thesis examines geometric comparison as a solution to the shape change transposition problem. The goal is to develop a new comparison approach for assessing the geometric differences between two expert models of a mechanical component through adequate semantics, thereby enabling the interpretation and assimilation of a geometric delta from the specific viewpoint of an engineering domain. Attention is specifically given to the precision in geometric difference calculation, the intuitiveness of the difference representation for mechanical engineers and the functionality of such representations from a product lifecycle management (PLM) perspective.

The state of the art on 3D CAD model comparison, from the three perspectives of the application scenarios, the difference calculation methods and available software tools, has led to the assertion that model comparison applications are numerous and that shape change transposition relates to those applications requiring model difference identification (MDI) solutions. This assertion was confirmed here through software tool evaluation trials which revealed that no MDI technology can be applied conveniently whatever the model comparison scenario. Those trials also exposed issues in difference representation for existing software solutions. Consequently, a framework for structuring and characterizing 3D CAD model comparison scenarios is proposed.

The 3D CAD model comparison approach presented in this thesis processes explicit geometric constraints, detailing the original shape with respect to an abstraction level familiar to engineers and from the specific viewpoint of their domain, to assess the geometric delta differentiating the new shape from the original. This approach combines the mapping of topological elements from the original and modified boundary representations (B-Rep), the transposition of geometric constraints from the original to the modified shape one and the representation of those mappings and derived differences via a new difference model inspired from model-driven software engineering (MDSE). Hence, it enables the expression of the geometric delta characterizing the product definition evolution in terms of original dimensional constraint deviations and/or some geometric constraints’ deletion or violation.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliographie : pages 273-283.
Mots-clés libres: Conception assistée par ordinateur. Dessin géométrique. Produits commerciaux Cycle de vie. comparaison, définition, géométrique, produit,
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Rivest, Louis
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Maranzana, Roland
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 19 nov. 2014 19:13
Dernière modification: 19 nov. 2014 19:13
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1379

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