Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Mass customization, small lot sizes, reduced cost, high variability of product types and changing product portfolio are characteristics of modern manufacturing systems during life cycle. A direct consequence of these characteristics is a more complex system and supply chain. Product lifecycle management (PLM) and model based system engineering (MBSE) are tools which have been proposed and implemented to address different aspects of this complexity and resulting challenges. Our previous work has successfully implemented a MBSE model into a PLM platform. More specifically, Pattern based system engineering (S* pattern) models of systems are integrated with TEAMCENTER to link and interface system level with component level, and streamline the lifecycle across disciplines. The benefit of the implementation is two folded. On one side it helps system engineers using system engineering models enable a shift from learning how to model to implementing the model, which leads to more effective systems definition, design, integration and testing. On the other side the PLM platform provides a reliable database to store legacy data for future use also track changes during the entire process, including one of the most important tools that a systems engineer needs which is an automatic report generation tool. In the current work, we have configured a PLM platform (TEAMCENTER) to support automatic generation of reports and requirements tables using a generic Oil Filter system lifecycle. There are three tables that have been configured for automatic generation which are Feature definitions table, Detail Requirements table and Stakeholder Feature Attributes table. These tables where specifically chosen as they describe all the requirements of the system and cover all physical behaviours the oil filter system shall exhibit during its physical interactions with external systems. The requirement tables represent core content for a typical systems engineering report. With the help of the automatic report generation tool, it is possible to prepare the entire report within one single system, the PLM system, to ensure a single reliable data source for an organization. Automatic generation of these contents can save the systems engineers time, avoid duplicated work and human errors in report preparation, train future generation of workforce in the lifecycle all the while encouraging standardized documents in an organization.

Das in dieser Arbeit beschriebene VR-PLM Integrationskonzept stellt einen Ansatz dar, um den Prozess des Design Reviews mittels VR-Technologie zu unterstützen und in ein PLM-Konzept zu integrieren. Das Design Review kann hierdurch als ein andauernder Prozess verstanden werden, der sich entsprechend der Konzepte des Systems Engineering und der Integrierten Produktentwicklung über den gesamten Produktlebenszyklus und alle Entwicklungsdomänen erstreckt.

The purpose of this final project work is to explore how tests are managed during the development of mechatronic products at a manufacturing company. This study aims to develop an information model and a process model that can be used in a PLM system. The research method used is a case study at Husqvarna Group. The different test departments in the Huskvarna site are studied. For that, two rounds of semistructured interviews and document studies are conducted to collect primary and secondary data. For each round, six interviews are conducted with experienced employees and then, a verification meeting is held. During the qualitative analysis, different keywords are highlighted and displayed in an activity and class diagram to represent the as-is test management process at the case company. Later, it is compared to the literature, and a proposal is made based on the results.

本研究以探討協同及PLM為出發點，一方面對PLM目前的發展狀況進行討論，另一方面也對PLM核心協同的概念進行了討論。在了解PLM發展的現況及產品生命週期各環節間協同互動對於PLM的重要性後，本研究以Web 2.0的概念進一步探討其在PLM上的應用。 本研究以V-Model做為情境的探討，並用以分析PLM可加強之處。PLM在支援V-Model測試相關活動情境下，本研究歸納出三項可加強之處。第一，測試相關資料沒有一個共同存取的環境；第二，資訊傳達沒有效率且資訊本身無組織性，，並且使用者在訊息接收及瀏覽上也缺乏較為主動的能力；第三，各部門人員沒有可以共同發表意見的平台。 / This research starts with discussing collaboration and PLM. On one hand it discusses the current development of PLM, and on the other hand it discusses collaboration with is the key concept of PLM. After understanding with the current development of PLM and the importance of collaboration with each product life cycle site in PLM, this research uses the Web 2.0 concept to further discuss its application on PLM. This research uses V-Model to discuss the scenario and analyzes which point PLM can be improved. In the testing relative activities scenario of V-Model with PLM supporting, this research concludes three points which PLM can be improved. First, there is no unified accessing environment for testing relative data. Second, it is ineffective in transforming information and information is not innately organized, and the users have no active abilities to accept message and on browsing. Third, there is no unified platform for each department employees to offer opinions.

La conception de systèmes mécaniques, de par son aspect pluridisciplinaire et technologique, fait intervenir et interagir différentes personnes qui travaillent et prennent des décisions ensemble, et, participent ensemble à l’élaboration du produit. Elles travaillent de manière collaborative cependant elles ne se connaissent pas obligatoirement, ne se situent pas forcément géographiquement sur un site commun, n’ont peut-être pas la même culture et n’appartiennent pas systématiquement à la même entreprise. La conception préliminaire représente les premières phases du cycle de conception ou le produit est en cours de définition. Le nombre d’incertitudes sur les paramètres et les informations produit sont très importantes. Il y a un manque de connaissances important à cette étape du processus de conception qui doit être considéré afin d’améliorer et d’aider les prises de décisions dans les phases amonts. C’est ce manque de connaissances que je me propose de qualifier et caractériser en apportant une réponse à la question résultante: comment prendre en compte le manque de connaissances pour prendre des décisions durant la conception préliminaire collaborative ? Pour se faire, nous proposons un méta-modèle de connaissances permettant de structurer les informations du produit et les connaissances en intégrant la maturité du produit. Cette maturité est définie par une métrique et permet d’identifier le niveau de connaissances des concepteurs sur le produit et d’orienter la prise de décision grâce à l’utilisation d’une approche mixte, à la fois qualitative et quantitative. Enfin, nous évaluerons la capacité de ce méta-modèle à générer différent modèles produit, puis sa pertinence avec l’implémentation sur un cas industriel. / The design of mechanical systems, due to their multi-disciplinary and technological aspects, involves different people who, together, work and make decisions and jointly participate in the development of the product. They work in a collaborative manner; however, they may have different strategies, geographical positions, cultures and do not know the other members of the team. Preliminary design represents the early stages of the design cycle or product definition. A number of uncertainties regarding the parameters and product information are very important. There is an important lack of knowledge at this stage of the design process that must be managed or filled in order to improve and support the decision making in the early phases. It is this lack of knowledge that I propose to qualify and characterise, providing an answer to the question: how does one to take into account the lack of knowledge in decision making during the preliminary design collaboration? To do so, we propose a meta-model for structuring product information and knowledge by integrating product maturity. A metric allows this maturity to be defined, to identify the level of knowledge of the product designers and to guide the decision making, thanks to the use of a qualitative and quantitative approach. Finally, we evaluate the ability of the meta-model to generate the different models produced and its relevance to the implementation in an industrial case.

L’innovation industrielle tend vers des produits de plus en plus complexes de type mécatronique qui combine des domaines pluridisciplinaires. Les processus de conception de ces produits fait appel aux compétences d’acteurs issus des différents métiers et la création des différentes facettes des constituants nécessite l’utilisation d’outils spécialisés; pour autant il n’existe pas de véritable intégration globale au sein du système d'information permettant une gestion intégrée des différents savoir-faire et domaines de compétence malgré la capacité de certains systèmes comme le PLM. Ce travail présente une méthode de résolution générique. L'objet du présent document est de définir une approche globale pour l'intégration des données des systèmes mécatroniques dans un système PLM en utilisant une modélisation spécifique basé sur la caractérisation du cycle de vie et l'utilisation de SysML. Les premiers essais d’implémentation au sein du PLM Windchill, nous ont permis de valider qu’il était possible d’intégrer, avec une structure sémantique, des liens entre des objets métiers pluridisciplinaires. / Industrial innovation aims towards more complex Mecatronics products which combine multidisciplinary domains. The design process of these products leans on several multi-business. The creation of components' facets requires the use of specialized tools. However there is no real global integration within the information system allowing an integrated management of various know-how and fields of expertise, in spite of capabilities certain systems as PLM. This work presents a generic resolution method. The object of this paper is to present a global approach for the integration of Mecatronics systems into a PLM system using a specific modeling. The first implementation tests within Windchill PLM system shows that it was possible to integrate with a semantic structure, links between multidisciplinary business objects.

La thématique de recherche abordée porte sur « l'étude et la mise en œuvre d'environnements d'assistance pour les acteurs de la conception, dans un contexte de conduite de la conception ». L'approche GRAI pour la conception a fourni un cadre conceptuel et méthodologique permettant d'intégrer différents points de vue essentiels pour maîtriser les processus de conception. Ont ainsi été explorés trois axes complémentaires sous-tendant une vision globale des problématiques industrielles :<br />- l'axe "système", qui fait appel à la systémique et à la modélisation d'entreprise, mais aussi aux aspects socio-techniques liés aux relations entre les acteurs au sein d'équipes et de groupes et aux compétences individuelles et collectives, dans le but de considérer le système de conception dans son ensemble, son organisation et les processus métiers ;<br />- l'axe "environnements d'assistance/outils", dans lequel sont proposés des outils informatiques répondant à des besoins métiers et des systèmes d'information transverses destinés à accompagner le pilotage de la conception et les acteurs collaborant lors d'un développemet de produit ; les systèmes PLM sont évidemment concernés par ces travaux ;<br />- l'axe "acteurs", qui permet d'intégrer le facteur humain par l'étude des mécanismes collaboratifs entre les acteurs et la modélisation des connaissances, qui viennent compléter les solutions méthodologiques et informatiques élaborées dans les 2 axes précédents.

Face à un durcissement des objectifs de performance Qualité-Coûts-Délais des donneurs d'ordre, à un environnement économique à faible croissance et à forte concurrence, nous constatons une baisse de compétitivité des fournisseurs français au sein de la filière automobile. L'intensification de cette concurrence leurs impose un renouvellement rapide de leurs produits à des coûts toujours plus réduits. Aujourd'hui, les processus d'ingénierie qualifiés de "reconception" représentent dans les bureaux d'études de ces fournisseurs environ 80% du temps, 20% du temps restant étant dédiés à l'innovation, processus hautement stratégique pour assurer la pérennité de l'entreprise. La conception de produits nouveaux reste au cœur des problématiques industrielles. De ce fait, le renouvellement continu de leurs gammes de produits et l'innovation deviennent dès lors indispensables. Dans le cadre de ce travail de thèse, nous nous intéressons à la problématique d'ingénierie collaborative en entreprise étendue et à l'intégration des connaissances métier en conception routinière et innovante pour accélérer justement le processus de conception de produits, afin de faire des produits toujours plus robustes et dans des délais toujours plus courts. A travers différentes expérimentations conduites aussi bien en contexte académique qu'en contexte industriel, ce travail de recherche nous a amené à développer un modèle permettant d'accélérer le processus de conception de produits en réduisant les temps qui sont dédiés à la reconception. Se fondant sur le paradigme de raisonnement à partir de cas, ce nouveau modèle montre qu'il est ainsi possible de fournir un système d'aide efficace aux différents acteurs métier impliqués dans le processus de conception et de développement de produit. Ce travail montre également quelques limites au modèle arrêté et propose à cet égard des perspectives de recherche pour avancer sur le sujet.

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire s'intéresse aux problèmes d'interopérabilité dans le domaine du Product Lifecycle Management (PLM) et vise à proposer une méthodologie capable d'y remédier. Nous définissons l'objectif stratégique du PLM comme la maîtrise de la complexité qui caractérise le développement et le suivi des produits. Dans ce cadre, l'objectif de l'interopérabilité est le contrôle des interactions entre constituants de ce système complexe PLM. Nous montrons que cet objectif est atteint si on assure la continuité et la conservation du flux sémantique qui circule dans le système. Notre étude est restreinte aux seuls domaines de la conception et de la production, mais a l'ambition de pouvoir s'appliquer à d'autres domaines. La continuité du flux sémantique est assurée par une architecture que nous avons baptisée « médiation multi-échelle orientée services ». Le cœur de cette architecture, le médiateur, se charge d'orienter les flux sémantiques vers les systèmes concernés, et met en correspondance sémantique les informations échangées en s'appuyant sur un méta-modèle d'unification. Nous montrons que pour assurer la robustesse, la flexibilité et l'agilité du système ainsi constitué, il faut privilégier le choix d'un méta-modèle standard générique et extensible. A cet effet, nous proposons une cartographie du standard STEP permettant de choisir le méta-modèle pertinent. Nous illustrons le choix et la définition de ce méta-modèle dans le cas de deux problèmes d'interopérabilité des domaines de la conception et de la production : l'interopérabilité CAO/PDM et l'interopérabilité PDM/ERP. Nous expliquons notre démarche dans la mise en œuvre de la norme PLCS. Par ailleurs, nous introduisons un modèle d'annotations sémantiques du produit qui permet de reconstruire des vues multiples correspondant à différents besoins métiers. Un ensemble de démonstrateurs permet de valider nos propositions et nos résultats.

Ce travail s‟intéresse à la gestion d‟informations techniques sur l‟ensemble du cycle de vie du produit et à travers l‟ensemble de l‟entreprise étendue. Il a pour champ d‟application le domaine des systèmes d‟informations supports au PLM dans les PME mécaniciennes. L‟objectif est de faciliter la mise en œuvre de système PLM par l‟apport d‟une part d‟une méthode de modélisation et d‟autre part d‟un cadre de modélisation. Pour ce faire, nous avons mis en place une méthode inductive de modélisation d‟entreprise basée sur les besoins. Cette méthode prend en compte les besoins de l‟entreprise, les processus à mettre en œuvre pour réaliser ces besoins et le modèle de données à implémenter. Elle a été utilisée dans trois entreprises pilotes correspondant à trois domaines distincts de l‟industrie mécanique chez les PME. Un cadre de modélisation a été conçu pour faciliter la mise en œuvre de cette méthode. Il inclut une carte des besoins PLM, un modèle de processus de développement produit et un modèle de données générique. Chacun de ces livrables a trois niveaux de généricité distincts : un niveau générique, englobant tous les objets d‟entreprise, un niveau partiel, regroupant les objets d‟un domaine d‟activité donné, et le niveau particulier, contenant les objets spécifiques à une entreprise particulière. L‟apport principal de cette étude réside dans l‟aspect inductif de la méthode de modélisation qui permet d‟expliciter les besoins implicites, et le cadre de modélisation proposant une spécialisation poussée du modèle de données, tout en en garantissant l‟interopérabilité. L‟application de cette méthodologie au travers d‟un système d‟informations supportant notre approche a été testée dans différents cas d‟études.