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L'usage de systèmes de Conception Assistée par Ordinateur de plus en plus diversifiés s'est généralisé dans l'entreprise depuis le début des années 1970. Les échanges de données sont depuis lors devenus indispensables. La norme ISO 10303, dite STEP, est actuellement un pivot essentiel dans le-rapprochement de tels systèmes. Ses ambitions sont de donner non seulement un modèle de produit mais également une méthodologie de modélisation, indépendante de l'évolution de l'informatique, de l'architecture des machines, et de l'évolution du produit lui-même. Elle est constituée d'un ensemble de textes normalisés, encore en cours de développement pour la plupart, mais dont certains ont déjà obtenu le statut de norme internationale et donc reçu l'approbation d'un très grand nombre de pays et d'industries. Le domaine de la simulation en Electromagnétisme ne figure pas encore parmi ceux couverts par STEP. Le but de ce travail est d'étudier l'intérêt et la possibilité d'utiliser cette méthodologie pour définir une structure de données capable de décrire ce domaine. Le présent document propose ainsi un modèle de données relatif à la simulation par les éléments finis en Magnétostatique et sa généralisation en Electromagnétisme ainsi que des applications logicielles développées pour la mise en oeuvre du modèle proposé.

Standardized information modeling is important for interoperability of CAx systems. Existing information standards such as ISO 10303 STEP have been proposed and developed for decades for this purpose. Comprehensive data structure and various implementation methodologies make such standards strong in support of different industry domains, information types, and technical requirements. However, this fact also leads to increased implementation complexity and workloads for CAx system developers. This licentiate proposes the development architecture, STEP Toolbox, to help users implement standards with a simplified development process and minimal knowledge requirements on standards. Implementation difficulties for individuals are identified with analysis on implementation of the information standards in three aspects: tasks, users, and technology. Then the toolbox is introduced with an illustration of design of behavior and structure. Case studies are performed to validate the toolbox with prototypes. Internal and external observation has shown the around two-month learning process skipped and a great amount of workload reduction in implementation with the utilization of this architecture. / <p>QC 20131025</p>

Depuis quelques années, l'interopérabilité des applications est devenue le leitmotiv des développeurs et concepteurs en ingénierie système. Cette importance a donné lieu à d'innombrables travaux de recherche avec chacun une définition particulière plus au moins formelle de l'interopérabilité entre applications. La plupart des approches pour l'interopérabilité existant dans l'entreprise ont pour objectif principal l'ajustement et l'adaptation des types et structures de données nécessaire à la mise en œuvre de collaboration entre entreprises. Dans le domaine des entreprises manufacturières, le produit est une composante centrale. Des travaux scientifiques proposent des solutions pour la prise en compte des systèmes d'information issus des produits, tout au long de leur cycle de vie. Mais ces informations sont souvent non corrélées. La gestion des données de produit (PDM) est couramment mise en œuvre pour gérer toute l'information relative aux produits durant tout leur cycle de vie. La modélisation des processus de fabrication et de gestion est largement répandue et appliquée tant aux produits physiques qu'aux services. Cependant, ces modèles sont généralement des "îlots" indépendants ne tenant pas compte de la problématique d'interopérabilité des applications supportant ces modèles. L'objectif de cette thèse est d'étudier cette problématique d'interopérabilité appliquée aux applications utilisées dans l'entreprise manufacturière et de définir un modèle ontologique de la connaissance des entreprises relatives aux produits qu'elles fabriquent, sur la base des données techniques de produits, pour assurer l'interopérabilité des systèmes d'entreprise supports, basés sur un échange d'information centrée sur le produit. Le résultat attendu de ce travail de recherche concerne la formalisation d'une méthodologie d'identification des informations de gestion techniques des produits, sous la forme d'une ontologie, pour l'interopérabilité des applications d'entreprises manufacturières, sur la base des standards existants tels que l'ISO 10303 et l'IEC 62264.

System integration is a key enabler to maximize information value in an engineering context. The valuable information is normally represented by information models which play a decisive role in the implementation of system integration. The information models are designed to efficiently and effectively capture, process and communicate information among different functional and business units. However, use of the information models in implementing system integration is challenged by insufficient support from current settings of modeling architectures. This situation calls for new strategies to ease the use of information models. To address this challenge, this study presents a new twofold solution: Model driven system integration. It includes 1) a modeling architecture to guide the development of information models and 2) an integrated implementation process to guide the use of information models. Thus, this work improves practical applicability of an information model in its entire modeling lifecycle. The results contribute not only to the performance of modeling practices but also to improved understanding of information modeling in system integration. Implementation contexts and implementation models are introduced to develop an implementation-oriented modeling architecture. Further, the potential of information models as a knowledge base to sup-port implementation practices is identified. To concretely discuss behaviors and structures of information models, this study adopts ISO 10303 and the related standards as major references of existing information models. Case studies on model driven system integration validate this research in scenarios concerning kinematic modeling, kinematic error modeling, cutting tools classification and product catalogue modeling. Model driven system integration exhibits high efficiency in implementation, enhanced interoperability and increased value of information models. / <p>QC 20170519</p> / MPQP - Model driven process and quality planning / FBOP - Feature Based Process Planning / DFBB - Digital factory building blocks

東柏林圍牆倒塌，金磚四國崛起，使得第三世界國家的經濟能力大幅提升，對能源及石化產品的需求也日益增加，促使全球對石化產業之投資大幅暴增且投資規模也較前期更大。為能加速獲利，業主經常要求統包工程公司能縮短1/3之工期。因此，統包工程公司需不斷研發及創新，並使用有別於傳統模式之作業方法，才可達成此縮短工期之目標。 近年由於電腦軟硬體進步神速及網際網路之普及化，提供了一個資訊交換的新環境。許多跨國作業、同步工程之應用系統紛紛被提出，但仍無法有效解決當前之問題，反而形成許多自動化孤島之資訊作業。 本研究主要目的在於探討如何利用先進資訊科技技術與國際共通的資訊標準規範，建立製程工廠統包工程所需之「建廠資訊生命週期管理」系統，將重要資訊予以電子化、結構化及標準化。透過電腦網路通訊及資料庫技術，使建廠過程能提供優良資訊品質，供參與建廠人員能透過此透明化之系統，使資訊得以整合與共享，確保資訊品質之完整、正確及一致性。 建廠工程之作業有許多不同的階段，本研究擬針對「建廠資訊生命週期管理」系統提出完整之規劃架構，但因本系統相當龐大，無法於短時間內完成全部之系統雛型，故，本著「Think Big, Start Small, Scale Fast」之理念，本研究將先對產製最多資訊之設計階段先行建立系統雛型，作為示範性之先導開發工作。本研究所獲得之主要結論如下: 一、 導入標準資訊規範是正確途徑 二、 為縮短建廠時間，需建立資訊整合與共享環境 三、 要提升統包工程公司之競爭力，需建立全球化作業平台 四、 要提升資訊品質需將文件中心轉變為資訊中心 關鍵字: 資訊生命週期管理、製程工廠、統包工程、圖形交換標準 建廠資訊交換標準、建廠工程活動、資訊品質、標準資訊規範 / The 3rd world economy has been largely improved resulting from the collapse of the Eastern Berlin wall and the rise of the Brics. Since then, the investment in the petroleum/chemical industries is increased triggered from a strong demand of the energy and petroleum/ chemical products. To expedite the profit return, the clients will usually request the turnkey project company to condense the plant’s engineering time to at least 1/3 of the original scheduled. Therefore, the turnkey project company needs to continuously engage in its R&D and create an innovation method different from the traditional one to fulfill with clients’ expectation. Owing to the rapid progress of the hardwares and softwares together with the popularity of the internet, it provids a new environment for the information exchange. Although numerous applications for global operation and concurrent had been announced, it still couldn’t resolve the existing problems, instead, it caused another problem and leads the information to the Islands of automation. The purpose of this study is to find out how to utilize the advanced information technology and worldwide standadized information specification to establish a 「Plant Information Lifecycle Management-PILM」system for the Process Plant. It is the hope that through the aforesaid system, user can transform their important information into a electronic、structured and standadized formular. In addition, by using the Internet communation and database technology, it can help the user to integrate and share information through this transparent system and ensure the completeness、correctness and consistency of the information quality. There are many phases in the plant engineering operation. Although this study is striving to provide a complete designing framework for the system of 「Plant Information Lifecycle Management」, however ,it is definitely impossible to complete the whole system prototype for this huge system during such a short period. Therefore, this study will focus only on the “Design Phase” based on the core principle “Think Big, Start Small and Scale Fast”. Most of the information will be emerged during the Design Phase, so that, a system prototype for this phase will be designed as an initiative development model. The major conclusions for this study are as follows: 1. The international standards should be adopted by the Turnkey project company. 2. To reduce the plant engineering time, an integral and share environment (the PILM system) should be built. 3. To enhance the competitiveness of the Turnkey project company, a global application platform (i.e. The PILM system) needs to be established. 4. To lift the information quality, the document centric needs to be transformed to data centric. Keyword: ISO 10303, STEP, ISO 15926, Plant Information Lifecycle Management , UML, EPC(Engineering/Procurement/Construction), Turn-Key