Conception intégrée assistée par ordinateur

L’industrie manufacturière est une organisation structurée qui utilise des moyens tant humains et matériels que logiciels pour spécifier, concevoir, industrialiser, fabriquer, distribuer et recycler des produits. Le champ transversal de connaissances utilisé par ce type d’industrie, qui modélise les flux de matières et d’informations de manière à optimiser le triptyque qualité, coût, délais, est celui de la productique (au sens large : science du produit) ou du génie industriel. Cette optimisation doit intégrer de plus en plus les paramètres de tout le cycle de vie du produit ; elle doit se faire de plus en plus tôt, afin de réduire les coûts de modification, de destruction ou de création dans une des étapes de ce cycle. Elle nécessite l’intégration de tous les paramètres dès les premières spécifications, ce qui induit une organisation en parallèle des tâches afférentes au produit que l’on appelle l’ingénierie intégrée et concourante. Cette nécessité se traduit actuellement, essentiellement, par une nouvelle organisation des entreprises et de nouveaux modes de gestion des projets. La satisfaction de cet objectif ambitieux est en train de donner naissance à une nouvelle génération d’outils informatiques qui transcendent totalement la notion traditionnelle de conception assistée par ordinateur (CAO).

L’objectif de cet article est, à la fois, de présenter les premiers développements et les concepts établis de la CAO, ainsi que de donner au lecteur les moyens d’appréhender les nombreuses (r)évolutions actuelles et futures, en tenant compte des problématiques des industries manufacturières et des difficultés de modélisation informatique.

L’informatique a révolutionné les habitudes de travail des entreprises manufacturières. Elle est vite devenue indispensable pour la gestion des informations de l’entreprise, pour le calcul scientifique au travers de logiciels d’analyse ou de simulation et, enfin, pour résoudre des problèmes directement liés à la géométrie des produits, ce qu’on appelle communément la conception et fabrication assistées par ordinateur (CFAO).

La CFAO, et plus particulièrement la CFAO mécanique à laquelle nous nous intéressons, a atteint désormais l’objectif premier qu’elle s’était donné : savoir modéliser une forme tridimensionnelle en informatique et développer des outils métiers élémentaires d’analyse ou de simulation à partir de ces formes comme la simulation de fabrication, la simulation cinématique et dynamique, le calcul de structures, l’imagerie de synthèse...

Une fois ces problèmes de représentation géométrique résolus, on s’est rendu compte qu’il était plus utile de modéliser le processus de conception de la géométrie d’un produit plutôt que de simplement modéliser cette géométrie. Cela a donné naissance à la modélisation sous contraintes qui a radicalement changé la pratique de la CFAO dans les bureaux d’études. À l’heure actuelle, nous nous situons vers la fin de cette révolution.

Une autre révolution débute, qui a eu ses germes au début des années quatre- vingt-dix. Il s’agit de l’apparition du SGDT (système de gestion des données techniques), sorte de base de données unique de l’entreprise liant les données de gestion et les données issues de la CFAO et du calcul scientifique, cela à travers le temps et avec une dimension gestion de projets. Les SGDT traduisent une volonté d’intégration des informations pour une mise en œuvre de la simultanéité des tâches d’élaboration d’un produit de manière à concourir à une mise sur le marché rapide d’un produit de qualité et d’un faible prix de revient : il s’agit d’une tentative de mise en œuvre de la CISC [conception intégrée, simultanée et concourante (concurrent engineering en anglais)].

Les SGDT, tout comme la modélisation sous contraintes, et même la CISC ne sont que des moyens temporaires et un objectif limité pour répondre aux problématiques des entreprises manufacturières. Ainsi, de manière à mieux comprendre l’historique de la CFAO, les enjeux et les manquements actuels des outils de la CISC et pour préparer le lecteur aux nombreuses (r)évolutions futures de l’informatique des entreprises manufacturières, nous avons délibérément choisi de commencer par évoquer les difficultés théoriques qui apparaissent à la mise en œuvre informatique de la CISC, ainsi que quelques éléments de formalisation théorique. Cela nous donnera le vocabulaire et nous permettra de situer, par la suite, le passé et le présent du cœur des logiciels de CAO : les modeleurs géométriques. Nous développons enfin les solutions logicielles actuelles et la mise en œuvre des principes de la CISC. Nous tenterons en conclusion d’envisager quelques tendances d’évolution de la CAO.