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Prédiction de la complexité d'un produit usiné : proposition d'un modèle basé sur l'analyse du modèle 3D enrichi

Proteau, Antoine (2016). Prédiction de la complexité d'un produit usiné : proposition d'un modèle basé sur l'analyse du modèle 3D enrichi. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

De nos jours, l’usinage reste une des techniques les plus prisées par l’industrie manufacturière pour fabriquer des produits complexes et de haute-précision. Plusieurs travaux de recherche ont démontré qu’une mauvaise gestion des produits à forte complexité est néfaste pour la performance du processus manufacturier des entreprises. Par conséquent, une métrique objective et quantitative, permettant d’identifier les produits à forte complexité en amont du processus manufacturier, est désirée dans un contexte de conception pour la fabrication (DFM). Afin de répondre à ce besoin, ce mémoire de recherche propose un modèle d’estimation de la complexité d’un produit dans le contexte spécifique de l’usinage par machine-outil à commande numérique. En vue de tirer profit des technologies de conception mises à notre disposition, le modèle développé tire ses informations seulement à partir du modèle 3D enrichi. La métrique proposée se base sur un modèle multiplicatif qui est fonction de trois variables : le volume à usiner en fonction du type de matériau, l’ordre de grandeur des éléments géométriques et une valeur de pondération qui tient compte des annotations/tolérances/exigences contenues dans le modèle 3D enrichi. Nos travaux sont basés sur l’analyse de 54 différents produits obtenus à partir de la base de documents techniques de notre partenaire industriel. Les résultats de nos expérimentations démontrent que le modèle identifié affiche de fortes corrélations avec les résultats de l’évaluation de la complexité obtenus à partir d’un processus d’élicitation des connaissances d’un groupe d’experts industriels. De surcroît, une étape de validation empirique de notre modèle démontre que celui-ci peut prédire la complexité d’un produit usiné avec une erreur ne dépassant pas ±15% de la valeur cible tel que définie par le groupe d’experts. Le modèle peut donc, d’ores et déjà, aider les équipes d’ingénierie à identifier les produits à forte complexité dès la phase de conception. Le modèle peut aussi être employé comme une mise à l’échelle permettant de prédire la capabilité des procédés du partenaire industriel à rencontrer un requis spécifique sur un nouveau composant.

Titre traduit

Prediction the complexity of a machined product : proposal of a model based on the analysis of the enhanced 3D model

Résumé traduit

These days, product manufacturing through material removing remains one of the most widely used techniques to manufacture high-precision and complex products. Research has shown that complex products which are incorrectly managed will be detrimental to company performance during the manufacturing process. Therefore, a valid and accurate quantitative metric to identify high-complexity products early on in the manufacturing process is most valuable to a company in a design-for-manufacturing context. In the present work, we propose a complexity metric model based solely on the information found in a Model-Based Definition (MBD) Computer-Aided Design (CAD) file. The proposed metric is a multiplicative model based on three factors: the volume to be machined, the order of magnitude of the geometrical elements and the ponderation value of the annotations. Our investigation is based on the analysis of 54 different parts picked from our industrial partner’s technical document database. The results of our work demonstrate that our model is highly correlated to a part’s evaluated complexity. Furthermore, empirical validation of our complexity metric model has shown that it could predict the complexity value of a part Under 15% of discrepancy between the predicted value and its target value. Alternatively, to increase its accuracy and reliability, we recommended to pursue further research in several directions such as features geometric context or to test our model in others industries. Nonetheless, with its current quality, our model could help engineering teams identify highcomplexity products as early as the design phase.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration en gestion de l'innovation". Bibliographie : pages 139-145.
Mots-clés libres: Usinage. Produits commerciaux. Conception de produit. Modélisation tridimensionnelle. Systèmes de CFAO. fabrication, géométrique, complexité des produits, élicitation des connaissances, conception assistée par ordinateur, conception pour la fabrication, capabilité des procédés
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Maranzana, Roland
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Tahan, Antoine
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 26 août 2016 20:52
Dernière modification: 26 août 2016 20:52
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1715

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