Si vous êtes ingénieur ou concepteur, vous avez probablement déjà entendu parler de la définition basée sur un modèle (MBD) qui consiste à ajouter des informations techniques non géométriques à un modèle 3D. (Habituellement, ces données sont ajoutées à un dessin 2D).

Il est certes plus intuitif de mettre toutes les informations au même endroit. Mais cela en vaut-il vraiment la peine ? Une entreprise tire-t-elle avantage de changer des habitudes ancrées depuis longtemps, parfois depuis des années ?

Curtis Brown, ingénieur en chef dans une entreprise multinationale, semble penser que oui. Il aide actuellement son équipe à créer des modèles de produit fiables que les autres collaborateurs de l'entreprise peuvent ensuite réutiliser en toute confiance.

Selon lui, si des entreprises franchissent le pas, c'est pour créer de meilleurs produits (entre autres). « L'utilisation de données et de formats MBD intelligents lisibles sur ordinateur et l'automatisation de processus associés engendrent des améliorations au niveau de la qualité. »

Explicitement, comment cela est-il possible ? Cela implique un tolérancement sémantique... Mais n'allons pas trop vite. Prenez connaissance de cet échange récent sur la qualité, l'approche MBD et l'avenir de la conception de produits entre Madhavi Ramesh et un professionnel de la CAO qui s'apprête à mettre en place l'approche MBD dans son entreprise et à créer ainsi une entreprise orientée modèle.

 

Madhavi: Comment définissez-vous la définition basée sur un modèle (MBD) ?  

Brown:     Pour moi, il s'agit de toutes les informations numériques nécessaires à la description complète d'une géométrie, par exemple un modèle 3D, et de tous les éléments de données associés, qui contribuent à définir le produit. Cela inclut :

• La géométrie (forme et informations supplémentaires)
• Les données de fabrication du produit (PMI)
• Les métadonnées associées (comme les matériaux, la classification)
• Les états de présentation (états combinés)
• Les repères associés des caractéristiques du produit (informations d'inspection relatives au produit et à sa fabrication)

Dit plus simplement, la MBD correspond au modèle 3D annoté et à ses éléments de données associés qui définissent le produit, dans un format pouvant être communiqué et utilisé aisément par tous les clients en aval sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une feuille graphique de dessin 2D.

Madhavi: Comment définiriez-vous une entreprise orientée modèle (MBE) ?

Brown:    Une MBE est une entreprise qui utilise avec succès la modélisation basée sur un modèle. Autrement dit, une MBE correspond à un environnement totalement collaboratif et intégré qui s'appuie sur des données MBD 3D validées, autorisées et partagées dans toute l'entreprise, dans le but de faciliter la réalisation des produits depuis le concept jusqu'à la notion de durabilité.

Madhavi: Pourquoi les entreprises implémentent-elles la MBD ?

Brown:     La modélisation basée sur un modèle est toujours associée à « plus de rapidité, plus de qualité et moins de dépenses ». Cela revient à accélérer le processus de réalisation du produit en utilisant moins de ressources. Un autre facteur essentiel joue en faveur de la MBD : l'amélioration de la qualité du produit. Pour réaliser ces améliorations, il suffit d'utiliser des formats et des données MBD lisibles sur ordinateur, et de mettre en place l'automatisation des processus associés. Il existe d'ailleurs un lien étroit avec les tolérancements sémantique et associatif.

Le tolérancement associatif est la représentation graphique des annotations associées aux faces et à la géométrie ou à tout autre fonction se trouvant dans le modèle CAO.

 

Définition des valeurs de tolérance

Le tolérancement sémantique porte davantage sur le sens et le comportement des annotations représentées graphiquement. Certaines personnes pensent que nous faisons déjà du tolérancement sémantique, mais ce n'est pas le cas. Pour l'instant, nous faisons au mieux du tolérancement associatif. Cela signifie que les annotations sont associées à une face. Toutefois, je suis persuadé que la prochaine étape, en termes de réutilisation des données MBD, nous permettra d'améliorer la qualité des produits via le référencement sémantique.

Madhavi: Qui (au sein de l'entreprise étendue) a besoin des données de fabrication des produits ? Et comment les utilisent-ils ?

Brown: Les données de fabrication des produits (PMI) sont des attributs non géométriques, tels que les cotes, les tolérances, les références, etc. qui servent à fabriquer le produit. Dans une entreprise centrée sur le dessin, ces informations se trouvent sur les dessins 2D. Toutefois, dans une entreprise orientée modèle, les données de fabrication des produits doivent être associées à un modèle CAO 3D. De plus, le modèle CAO 3D doit inclure des repères propres aux caractéristiques du produit, appelés « informations d'inspection sur la fabrication des produits » (PMII), qui ne sont rien d'autre qu'un autre type de données de fabrication des produits (PMI).

Les PMII sont des données essentielles dans les processus de qualité et d'inspection. Actuellement, les données PMII sont créées dans l'atelier d'inspection. Toutes les caractéristiques importantes sont identifiées comme faisant partie du processus de planification de l'inspection. Des bulles de nomenclature sont ensuite créées sur le dessin. Imaginez un cas d'utilisation où les informations PMII seraient définies dès l'étape de planification ou lors de la phase de définition basée sur le modèle. Ces informations piloteraient des processus en aval et permettraient de récupérer les commentaires en boucle fermée sur la qualité dès le début du processus de développement.

 

Modèle 3D annoté

Les données PMI sont une garantie de qualité. Nous souhaitons tous que les données PMI soient aussi intelligentes que possible. Les données MBD, qui incluent les caractéristiques et les désignations du produit, permettent seulement d'identifier ce dernier et de le vérifier pour qu'il n'y ait plus aucune ambiguïté.

Madhavi: Quels avantages procure le tolérancement sémantique ?

Brown: Nous souhaitons que les données PMI soient les plus intelligentes possible de façon à ce que les organisations en aval puissent tirer pleinement parti des données MBD.

Prenons l'exemple d'une cote se trouvant sur un dessin statique 2D. Celle-ci ne peut être directement envoyée au programme CMM (le programme de la machine de mesure des coordonnées) ou au logiciel d'inspection. Cela signifie que les utilisateurs en aval devront recréer les données relatives aux caractéristiques importantes, comme les tolérances, les fonctions de métrologie, etc. C'est à ce moment-là que sont introduites 80 % des erreurs, lesquelles sont dues à des informations incorrectes ou inexactes.

En termes de données MBD, ce qui est souhaitable à l'avenir, c'est d'envoyer automatiquement à l'environnement d'exécution toutes les tolérances et toutes les annotations associées à la fonction en question. En ce qui concerne le tolérancement sémantique, le processus de vérification pourrait être automatisé. Ainsi, on serait sûr de disposer de toutes les tolérances et qu'il n'y a pas d'ambiguïté. Les utilisateurs en aval, quant à eux, n'auraient pas la mauvaise surprise de découvrir des problèmes en fin de processus, ce qui entraîne ensuite des retards au niveau du développement du produit.

Madhavi: Existe-t-il des cadres de références et des normes associés au tolérancement sémantique ?

Brown: Parmi les normes, il en est une, le format STEP AP242, qui existe depuis un certain temps déjà. Il y a aussi la norme ANSI, QIF (Quality Information Framework). L'un des aspects de QIF traite des caractéristiques sémantiques des données PMI ainsi que de l'association des fonctions d'intérêt dans le modèle 3D. QIF consiste en une suite de schémas XML contenant une bibliothèque de composants réutilisables et de différents schémas d'application, tels que des plans et des résultats de mesure de la qualité.

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La définition basée sur un modèle (MBD) devient l'approche préférée en matière de conception. Les ingénieurs s'aperçoivent que les avantages de la MBD l'emportent sur les inconvénients liés à son implémentation. En outre, si la création, à chaque étape du développement de produits, d'un modèle faisant autorité car représentant une source unique de vérité peut représenter certaines contraintes, plus les équipes à implémenter l'approche MBD seront nombreuses et plus les avantages d'une telle approche seront évidents.

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