Les outils actuels de gestion industrielle s'appuient généralement sur l'ingénierie concourante, qui implique la réalisation des étapes de gestion du cycle de vie des produits en parallèle et l'intégration des données techniques pour le partage entre les différents experts. Divers experts utilisent des logiciels spécifiques à leur domaine pour produire diverses données compilées via une maquette numérique. Ces experts multidisciplinaires ont tendance à travailler en collaboration pendant le développement de produits. Au cours d'activités de conception collaborative synchrones, telles que les revues de projet et la prise de décisions, les experts de différents domaines doivent dialoguer, négocier et choisir pour résoudre les différences multidisciplinaires. De nombreux domaines tels que la conception collaborative et de l’évaluation des produits avec multiples experts, ont une grande demande de nouveaux outils d'aide à la collaboration. Avec le développement des technologies de l'Interaction Homme-Machine (IHM), il est possible de concevoir des outils et des méthodes plus intuitifs pour améliorer la collaboration co-localisée entre les experts.Dans cette thèse, afin d'améliorer la collaboration avec des experts de différents domaines et communiquer via la maquette numérique, une IHM multi-utilisateurs avec des représentations différentes lors d'un travail collaboratif a été pris en considération et son influence sur la collaboration multidisciplinaire co-localisée est étudiée. Un schéma de la méthodologie d'évaluation de la contribution à un système multi-utilisateurs et des expérimentations sont proposées. Les résultats des expériences des résultats significatifs concernant l’efficacité de la réalisation de la tâche, l'utilisabilité de l'Interaction Homme-Machine et la performance de la collaboration lors de l'utilisation de l'interface multi-utilisateurs dans les scénarios de collaboration multidisciplinaires. Les contributions et apports de cette interface sont discutés. / The current industrial management tools generally rely on Concurrent Engineering, which involves conducting Product Lifecycle Management stages in parallel and integrating technical data for sharing across different experts. Various experts use domain-specific software to produce various data into Digital mock-up. These multidisciplinary experts have trends to work collaboratively during product development. During co-located synchronous collaborative design activities, such as project review and decision-making, experts from different domains must discuss, negotiate, and compromise to solve multidisciplinary differences. Many areas, such as early collaborative design and multi-expert product evaluation, have a great demand for new collaborative support tools. With the development of Human Computer Interaction, it is possible to devise more intuitive tools to enhance co-located collaboration across experts.In this thesis, to enhance the collaboration with experts on different domains to communicate with DMU, a multi-user interface across users with different representations during a collaborative work has been taken into consideration and its influence on co-located multidisciplinary collaboration is investigated. A schema of the methodology for evaluating the contribution to a multi-user system and the multiple users’ experiences is proposed. Results of experiments show the significances of the efficiency of task, the usability of interface, and the performance of collaboration during the use of multi-user CHI in multidisciplinary collaborative scenarios. The contributions of what multi-user interface brings to the design criteria of multi-user interface and multi-user co-located collaboration are discussed.

A competitividade do mercado automotivo global exige que as empresas automobilísticas forneçam um fluxo contínuo de novos produtos, para manter seus níveis de market share. A capacidade de desenvolver produtos com qualidade e inovadores no mercado, transformou-se na marca do sucesso das empresas competitivas. Os especialistas identificaram o desenvolvimento de produtos neste ambiente de alta pressão, como fundamentais para a sobrevivência organizacional. Este trabalho tem como objetivo mostrar práticas que contribuem como mecanismos de ligação entre o Processo Lean de Desenvolvimento de Produtos e o sistema de fabricação fundamentada no Lean Manufacturing. A análise será feita em uma das etapas do projeto do produto, dentro de um ambiente de Engenharia Simultânea, voltada para a manufaturabilidade, utilizando mock-ups digitais. Espera-se ganhos de performance do produto no chão-de-fábrica, a redução de retrabalhos no projeto do produto, e por conseqüência uma redução do lead-time total do programa. Será utilizada uma abordagem quantitativa, com o propósito de avaliar resultados, sobre um programa de um novo veículo, tendo como fonte de dados os diários, documentos e históricos de desenvolvimento e de soluções de problemas de manufaturabilidade, em três casos específicos. Para a análise dos dados foram utilizados números comparativos entre o tempo de desenvolvimento com a aplicação da metodologia proposta e o tempo histórico com a metodologia tradicional incluindo os tempos de correções dos problemas não identificados previamente. As análises realizadas dos dados e informações obtidas indicam que as análises de manufaturabilidade através de mock-ups digitais, podem contribuir com ganhos de aproximadamente 15% no lead-time e uma redução na ordem de 1,64M nos gastos totais do programa, mostrando que as análises de manufaturabilidade, aplicadas ainda na fase embrionária do desenvolvimento do produto, em uma organização fundamentada na filosofia Lean, contribuem eficazmente em um programa para novos veículos na indústria automobilística. / The competitiveness of the global automotive market demands that car companies provide a continuous stream of new products to maintain their levels of market share. The ability to develop innovative and quality products on the market, became the hallmark of successful businesses competitive. Experts identified the development of products in this high-pressure environment as fundamental to organizational survival. This paper aims to demonstrate practices that serve as mechanisms linking the Lean Product Development Process and Manufacturing System based on Lean Manufacturing. The analysis will be done in one step from product design, within a Concurrent Engineering environment, focused on the feasibility by using digital mockups. It is expected gains in product performance on the factory floor, reducing rework in product design, and consequently a reduced lead-time total program. Will use a quantitative approach, in order to assess results on a program of a new vehicle, with the source data diaries, documents and historical development and feasibility solutions for problems in three specific cases. For the analysis of data were used comparative figures between the time of development with the proposed methodology and time history with the traditional methods including time correction of problems not previously identified. The analyzes of the data and information obtained indicates that the analysis of feasibility using digital mock-ups, can help with gains of around 15% for lead-time and a reduction in the order of 1.64 M in total expenditures of the program, showing that the analysis for feasibility, applied even at the embryonic stage of product development in an organization based on the Lean philosophy, contribute effectively in a program for new vehicles in the automotive industry.

La question de l’incertitude dans la représentation de l’architecture n’est pas nouvelle. Des figurations anciennes montrent des différences de traitement des structures existantes et des éléments disparus. L'émergence des outils numériques et l’utilisation de la 3D en archéologie du bâti depuis 1990 ont offert aux archéologues de nouvelles possibilités de représentation de l’incertitude. Mais les restitutions 3D n’expriment pas toujours l’authenticité historique. Des règles ont été écrites, fondées sur la transparence et la traçabilité du processus d’étude et de construction de la représentation 3D. Les recherches dans ce domaine ont porté sur l'expression et la perception de l’incertitude avec, notamment, le développement de dispositifs visuels qui traduisent l’état des connaissances. Qu’il s’agisse de systèmes d’informations liant représentations 3D et sources documentaires ou de l’application de variables visuelles aux représentations, les propositions apportent des réponses étudiées dans ce travail de thèse. Certaines approches ont été appliquées à la chartreuse de Villeneuve lez Avignon (Gard) et l’abbaye Saint-Michel de Cuxa (Pyrénées-Orientales). A partir des sources documentaires, études archéologiques et relevés numériques, des modèles 3D ont été construits. Nos recherches nous ont poussées à nous interroger sur les incertitudes de ces informations et sur les moyens de les visualiser. Les approches et méthodologies mises en place dans cette thèse soulignent le caractère pluridisciplinaire du travail, mêlant connaissances archéologiques et exploitation des instruments numériques pour l’acquisition, le traitement et la visualisation des données en 3D. / The item of uncertainty into the architecture representation is not new. The ancient figurations showed differences in visual processing between existing structures and missing elements. Since the 1990’s, the emergence of digital tools and the use of 3D in virtual archaeology have offered to the archaeologists new possibilities to represent the uncertainty. But the 3D restitution is not always express the historical authenticity. This is in this context that rules were written, based on the transparency and the traceability of the process of study and the construction the three-dimensional representation. Researches in the domain of the uncertainty representation have concerned the modalities of expression and perception of the uncertainty with, especially, the development of devices able to translate the state of the knowledge. Whether information systems linking 3D representations and documentary sources or application of visual variables, the different propositions on the definition of uncertainty and its representation modes allowed to experiment some of these approaches to the charterhouse of Villeneuve lez Avignon (Gard, France) and the benedictin abbey of Saint-Michel-de-Cuxa (Pyrénées-Orientales, France). From the documentary sources, archaeological studies and digital data, 3D models have been built. But our researches led us to think about the uncertainties of those information and on ways to visualize them.The approaches and methodologies produced in this thesis underline the multidisciplinary of the work, mixing archaeological knowledge and the exploitation of the digital instruments for the acquisition, the treatment and the visualization of data in 3D.

Il y a peu, j’ai pu lire « qu’on pouvait considérer que les ponts romains de l’Antiquité, pouvaient être considérés comme inefficaces, au regard des standards actuels : ils utilisaient trop de pierre et énormément de travail était nécessaire à leur construction. Au fil des années, pour répondre à une problématique équivalente, nous avons appris à utiliser moins de matériaux et à réduire la charge de travail ». Ces problématiques nous les retrouvons aussi en conception mécanique où l’on essaye en continu de proposer des systèmes de plus en plus performants mais devant être conçus en moins de temps, étant moins cher à produire et fournissant des prestations au moins équivalentes à ce qui a déjà été conçu.Au cours d'un processus de conception classique, les concepteurs définissent une géométrie ne présentant aucun défaut puis, étant donné que les moyens de production ne permettent pas d’obtenir de telles pièces finales, ils spécifient les schémas de cotation définissant les écarts acceptables garantissant le bon fonctionnement du système. Seulement, cela est fait après avoir produit les dessins détaillés, c'est à dire trop tard. Pour répondre à cette problématique, je présenterai l’intégration, très tôt dans le cycle de vie de conception, d’un processus de validation optimisé, basé sur une maquette numérique directement en lien avec sa représentation fonctionnelle (maquette fonctionnelle), et permettant de valider des schémas de cotation 3D standardisés.Je décrirai d'abord ce que l’on entend par « maquette fonctionnelle » et surtout ce que cette nouvelle définition apporte en plus de la définition numérique. Une fois ce point abordé, je détaillerai les liens qui permettent d’avoir une unicité de l’information au sein de l’environnement de travail, tout comme les processus qui permettent de lier les représentations fonctionnelles et numériques.Ensuite, je détaillerai les processus basés sur ces concepts, et qui ont pour but de valider les choix qui sont effectués en avance de phase au niveau des schémas de cotation. Pour ce faire, je commencerai par présenter l’analyse au pire des cas (utilisant les modèles de domaines écarts notamment), permettant de garantir le bon fonctionnement de l’ensemble mécanique, dans le cas ou touts les écarts se retrouvent à l’intérieur des zones respectives (définies par les tolérances).Enfin, je finirai par introduire ce qu’une couche statistique, couplée à l’analyse au pire des cas utilisant les enveloppes convexes, peut amener dans le contexte industriel et notamment sous la contrainte temporelle. / Some time ago, I read "According to our current standards, we could consider Roman bridges of ancient times as ineffective: they used too much stone and hard work during construction. Over the years, in order to respond to similar problems, we learned how to use fewer materials and reduce the workload. These issues can also be found in the mechanical design field, where we continuously try to offer more efficient systems, but which have to be designed in less time, be cheaper to produce and provide benefits at least equivalent to what has already been designed.During a conventional design process, designers define the ideal geometries and - given that the machining tools cannot produce mechanical parts without any geometrical defects - specify the associated tolerancing schemes. These tolerancing schemes define acceptable geometrical deviations, thus providing a well-functioning system. Unfortunately this is done after having designed detailed parts and thus, too late.In order to address this problem, I will begin by introducing the integration, in the first design stages, of a new optimized validation process based on a Digital Mock-Up, directly linked to its functional representation (Functional Mock-Up), in order to validate 3D standardized tolerancing schemes. I'll first describe what is meant by "Functional Mock-Up" (FMU) and specify which information is added to the Digital Mock-Up (DMU). Once that is done, I will detail the relationship that leads to the uniqueness of the information and the processes linking the Functional and Digital representations.Then, I'll detail the processes based on these concepts, which aim to validate the tolerancing schemes, during the early design stages. To do this, I'll begin by introducing the worst case analysis (using the deviation domain model), which ensures the proper functioning of the mechanical system. Finally, I will end this by introducing the benefits that can be brought, by coupling a statistical layer to the worst case analysis (using the convex hull).

L’objectif de cette thèse est de contribuer au développement d’approches méthodologiques et d’outils informatiques pour développer les chaînes d’intégration numériques en entreprise étendue. Il s’agit notamment de mieux intégrer et d’optimiser les activités de conception, d’intégration et de simulation dans le contexte du développement collaboratif des produits/systèmes complexes.La maquette numérique (DMU) – supportée par un système de gestion de données techniques (SGDT ou PDM) – est devenue ces dernières années un environnement fédérateur clé pour échanger et partager une définition technique et une représentation 3D commune du produit entre concepteurs et partenaires. Cela permet aux concepteurs ainsi qu’aux utilisateurs en aval (ceux qui sont en charge des simulations numériques notamment) d’avoir un accès à la géométrie du produit virtuel assemblé. Alors que les simulations numériques 3D et 2D prennent une place de plus en plus importante dans le cycle de développement du produit, la DMU offre de nouvelles perspectives à ces utilisateurs pour récupérer et exploiter les données CAO appropriées et adaptées pour les analyses par éléments finis. Cela peut ainsi permettre d’accélérer le processus de préparation du modèle de simulation. Cependant, les environnements industriels de maquettes numériques sont actuellement limités dans leur exploitation par : - un manque de flexibilité en termes de contenu et de structure, - l’absence d’artefact numérique 3D permettant de décrire les interfaces des composants de l’assemblage, - un manque d’intégration avec les données et activités de simulation.Cette thèse met notamment l’accent sur les transformations à apporter aux DMU afin qu’elles puissent être utilisées comme données d’entrée directes pour les analyses par éléments finis d’assemblages volumineux (plusieurs milliers de pièces). Ces transformations doivent être en cohérence avec le contexte et les objectifs de simulation et cela nous a amené au concept de « vue produit » appliquée aux DMUs, ainsi qu’au concept de « maquette comportementale » (BMU). Une « vue produit » définit le lien entre une représentation du produit et l’activité ou le processus utilisant ou générant cette représentation. La BMU est l’équivalent de la DMU pour les données et les processus de simulation. Au delà des géométries discrétisées, la dénommée BMU devrait, en principe, lier toutes les données et les modèles qui seront nécessaires pour simuler le comportement d’un ou plusieurs composants. L’élément clé pour atteindre l’objectif d’élargir le concept établi de la DMU (basée sur des modèles CAO) à celui de la BMU (basée sur des modèles CAE), est de trouver un concept d’interface bidirectionnel entre la BMU et sa DMU associée. C’est l’objectif du « Design-Analysis System Integration Framework » (DASIF) proposé dans cette thèse de doctorat. Ce cadre a vise à être implémenté au sein d’environnements PLM/SLM et doit pouvoir inter-opérer à la fois avec les environnements CAD-DMU et CAE-BMU. DASIF allie les fonctionnalités de gestion de données et de configuration des systèmes PDM avec les concepts et formalismes d’ingénierie système basée sur les modèles (MBSE) et des fonctionnalités de gestion des données de simulation (SDM). Cette thèse a été menée dans le cadre d’un projet de recherche européen : le projet CRESCENDO qui vise à développer le « Behavioural Digital Aircraft » (BDA) qui a pour vocation d’être la« colonne vertébrale » des activités de conception et simulation avancées en entreprise étendue. Le concept du BDA doit s’articuler autour d’une plateforme collaborative d’échange et de partage des données de conception et de simulation tout au long du cycle de développement et de vie des produits aéronautiques. [...] / The aim of this doctoral thesis is to contribute to the facilitation of design, integration and simulation activities in the aeronautics industry, but more generally in the context of collaborative complex product development. This objective is expected to be achieved through the use and improvement of digital engineering capabilities. During the last decade, the Digital Mock-Up (DMU) – supported by Product Data Management (PDM) systems – became a key federating environment to exchange/share a common 3D CAD model-based product definition between co-designers. It enables designers and downstream users(analysts) to access the geometry of the product assembly. While enhancing 3D and 2D simulations in a collaborative and distributed design process, the DMU offers new perspectives for analysts to retrieve the appropriate CAD data inputs used for Finite Element Analysis (FEA), permitting hence to speed-up the simulation preparation process. However, current industrial DMUs suffer from several limitations, such as the lack of flexibility in terms of content and structure, the lack of digital interface objects describing the relationships between its components and a lack of integration with simulation activities and data.This PhD underlines the DMU transformations required to provide adapted DMUs that can be used as direct input for large assembly FEA. These transformations must be consistent with the simulation context and objectives and lead to the concept of “Product View” applied to DMUs andto the concept of “Behavioural Mock-Up” (BMU). A product view defines the link between a product representation and the activity or process (performed by at least one stakeholder) that use or generate this representation as input or output respectively. The BMU is the equivalent of the DMU for simulation data and processes. Beyond the geometry, which is represented in the DMU,the so-called BMU should logically link all data and models that are required to simulate the physical behaviour and properties of a single component or an assembly of components. The key enabler for achieving the target of extending the concept of the established CAD-based DMU to the behavioural CAE-based BMU is to find a bi-directional interfacing concept between the BMU and its associated DMU. This the aim of the Design-Analysis System Integration Framework (DASIF) proposed in this PhD. This framework might be implemented within PLM/SLM environments and interoperate with both CAD-DMU and CAE-BMU environments. DASIF combines configuration data management capabilities of PDM systems with MBSE system modelling concepts and Simulation Data Management capabilities.This PhD has been carried out within a European research project: the CRESCENDO project, which aims at delivering the Behavioural Digital Aircraft (BDA). The BDA concept might consist in a collaborative data exchange/sharing platform for design-simulation processes and models throughout the development life cycle of aeronautics products. Within this project, the Product Integration Scenario and related methodology have been defined to handle digital integration chains and to provide a test case scenario for testing DASIF concepts. These latter have been used to specify and develop a prototype of an “Integrator Dedicated Environment” implemented in commercial PLM/SLM applications. Finally the DASIF conceptual data model has also served as input for contributing to the definition of the Behavioural Digital Aircraft Business Object Model: the standardized data model of the BDA platform enabling interoperability between heterogeneous PLM/SLM applications and to which existing local design environments and new services to be developed could plug.

This thesis deals with numerical analyses of electromagnetic fields on small aircraft with composite parts as an innovative way for assessment of their inherent protection against electromagnetic effects of outside environment in all development stages. It is concentrated for procedures of creation of geometrically and materially complex models for simulating calculations in the time as well as frequency domains, execution of the simulations itself and comparisons of results between the internal electromagnetic calculations and executed experimental tests. Achieved results were verified on a simplified reference model of aircraft's fuselage and two aircraft prototypes VUT100 and EV-55 of the company Evektor, spol. s r. o.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 7. Anwendertreffen SAXSIM fand am 31.03.2015 an der TU Chemnitz statt.

Von der Professur Montage- und Handhabungstechnik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Chemnitz wird seit 2009 das jährliche Simulationsanwendertreffen SAXSIM organisiert. Ausgewählte Beiträge werden in Form eines Tagungsbandes veröffentlicht. Das 7. Anwendertreffen SAXSIM fand am 31.03.2015 an der TU Chemnitz statt.

Das 6. Anwendertreffen SAXSIM fand am 01.04.2014 an der TU Chemnitz statt.

Das 5. Anwendertreffen SAXSIM fand am 23.04.2013 an der TU Chemnitz statt. Zum vierten Mal wurde diese Veranstaltung durch einen Mathcad Workshop am 22.04.2013 ergänzt, dessen Beiträge ebenfalls hinterlegt sind.