soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare
DESCRIPTION
Le travail de recherche présenté 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.Pour la validation de nos propositions et de nos résultats nous proposons des démonstrateurs qui s’appuient sur des composants logiciels dont l’implémentation est détaillée, le code source de ces composants étant librement accessible.TRANSCRIPT
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Méthodologie de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du Product
Lifecycle Management.
Thomas Paviot
Soutenance de Doctorat de l’Ecole Centrale Paris1er juillet 2010, Supméca Paris
Thèse dirigée par S. Lamouri et encadrée par V.Cheutet
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Structure de la présentation
2Thomas Paviot - 1er juillet 2010
L’enjeu : comment industrialiser le processus de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du PLM?
La méthode : assurer une interopérabilité robuste, agile et flexible via une architecture SOA associée à une analyse sémantique des informations
Les perspectives de recherche : des modèles dynamiques soutenus par des architectures distribuées
Définir les mots-clés : PLM, domaine du PLM, interopérabilité, problème d’interopérabilité
Situer le contexte de la recherche Dégager la problématique de recherche vis-à-vis du contexte
industriel et scientifique Introduire le besoin d’une méthodologie robuste, agile,
flexible
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Naissance, vie, fin de vie d’un produit industriel
3Thomas Paviot - 1er juillet 2010
temps
Enjeu Méthode Perspectives
Conception Pré-assemblage
Transfert
Négociation
Assemblage final
Utilisation
M.C.O.
Phase du cycle de vie du produit (PL)Evénements
Produit virtuel
Produit réel
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Le développement collaboratif des produits au service de l’efficience de l’entreprise
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 4
Enjeu Méthode Perspectives
Equipes commercial
es
Equipes de conception
Equipes de maintenanc
e
Equipes de production
Pilotes
Clients
Associer les différents métiers en interaction avec le produit dès la phase de conception pour: Accélérer le temps de développement (ingénierie simultanée) Anticiper les événements (ingénierie concourante) -> Création d’un « système » [Le Moigne, 1990]
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Le PLM ou la maîtrise de la complexitéDans un contexte de complexité croissante des produits, des
organisations, et dans un environnement dynamique :
Objectif stratégique du PLM : la maîtrise de la complexité qui caractérise le développement et le suivi des produits (pour in fine optimiser coûts/qualité/délais)
Démarche PLM : moyens mis en œuvre pour atteindre cet objectif stratégique
Démarche envisagée suivant plusieurs dimensions temporelles : Stratégique Tactique Opérationnelle
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 5
Enjeu Méthode Perspectives
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La fonction conception : définir un produit virtuel conforme besoin client.
6Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
Fonction conception
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La fonction production : réaliser un produit physique conformément aux spécifications techniques et aux contraintes client.
7Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
Fonction production
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Thomas Paviot - 1er juillet 2010 8
Enjeu Méthode Perspectives
Fonction conception
Fonction production
L’interface conception/production : une « membrane » poreuse traversée par un flux continu d’information
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Les Systèmes d’Information (SI) comme assistance à la création et l’échange des informations numériques
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 9
Enjeu Méthode Perspectives
SI de la Conception
SI de la Production
Conception Assistée par
Ordinateur (CAO)
Product Data Management (PDM)
Simulation
Bureautique
Gestion de projetAdvanced Planning
System (APS)
Manufacturing Execution System
(MES)
Enterprise Resource Planning
(ERP)
Les composants de ces SI doivent pouvoir échanger des informations et utiliser les informations échangées = Interopérabilité [Geraci et al., 1991]
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Origine sémantique des problèmes d’interopérabilité des SI [Saussure, 1916]
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 10
Enjeu Méthode Perspectives
Une communication idéale conception / production
Mais les ambiguïtés sémantiques métier perturbent la communication entre les hommes et donc les SI.
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Résoudre un problème d’interopérabilité : garantir la continuité et la conservation du flux sémantique qui circule dans le SI
Problèmes d’interopérabilité intra-phase : Des travaux présentant des modèles de données à la granularité fine mais sans mention de l’architecture du SI ([Song et al., 2007], [Tursi, 2009] etc.) : pas de garantie quant à la continuité du flux.
Problèmes d’interopérabilité inter-phase : des travaux relatifs à l’architecture du SI mais proposant des modèles de données peu granulaires ([Noël and Roucoules, 2008], [Rose et al., 2007] etc.) : pas de garantie de conservation sémantique.
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 11
Enjeu Méthode Perspectives
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Comment industrialiser la démarche de résolution des problèmes d’interopérabilité ? Le contexte :
Complexité croissante, forte dynamique de l’environnement Difficultés sémantiques
Définir une méthodologie et des outils permettant, en l’état des connaissances scientifiques et techniques, de : Garantir la continuité des flux sémantiques Garantir la conservation des flux sémantiques
Cette méthodologie et ces outils doivent : Être robustes vis-à-vis d’un accroissement de la complexité Être flexibles et agiles vis-à-vis d’un accroissement de la complexité Être capables de d’adapter à un SI existant sans supprimer ni
modifier ses composants
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 12
Enjeu Méthode Perspectives
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Structure de la présentation (rappel)
13Thomas Paviot - 1er juillet 2010
L’enjeu : comment industrialiser le processus de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du PLM?
La méthode : assurer une interopérabilité robuste, agile et flexible via une architecture SOA associée à une analyse sémantique des informations
Les perspectives de recherche : des modèles dynamiques soutenus par des architectures distribuées
Les niveaux d’interopérabilité Une architecture pour l’interopérabilité technique Des modèles de donnée standards pour l’unification
des modèles de données Faisabilité : expérimentation CAO/PDM et PDM/ERP Aller plus loin avec un modèle d’annotation
sémantique pour les données relatives au produit
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Les niveaux d’interopérabilité comme « guide » de la démarche
Réaliser l’interopérabilit
é de 2 ou plusieurs systèmes
Niveau technique:assurer la
continuité du flux sémantique
Niveau sémantique : assurer la
conservation du flux sémantique
Architecture du SI
Convergence des modèles de données
14Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
L’interopérabilité peut être décomposée en différents niveaux [EIF, 2004] niveau technique niveau sémantique (niveau organisationnel)
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Le médiateur d’informations : le meilleur compromis agilité/flexibilité/coût
Un composant central, le « médiateur », est chargé du transfert des informations
Les SI sont orientés service (S.O.A.)
Architecture dynamique
O(n) interfaces
15Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
[Benaben, 2008]
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Instancier plusieurs médiateurs décentralisés : la médiation multi-échelle orientée services
16Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 17: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/17.jpg)
17Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
Fonctions internes du médiateur multi-échelle orienté services
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Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (rappel)
Réaliser l’interopérabilit
é de 2 ou plusieurs systèmes
Assurer la continuité du
flux sémantique
Assurer la conservation
du flux sémantique
Convergence des modèles de données (Niveau sémantique)
18Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 19: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/19.jpg)
Trois méthodes pour la convergence des modèles de données [ISO-14258-1998,1998]
intégration : un standard commun de modèle de données est utilisé pour tous les composants du système. Le processus d’intégration revient à fusionner les modèles de données
unification : un méta-modèle commun à tous les composants du système fournit un moyen pour établir des correspondances sémantiques
fédération : des modèles distincts sont associés dynamiquement
19Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
Modèle A
Modèle B
Modèle A
Modèle B
Modèle A
Modèle B
Méta-Modèle
C
Modèle C
Mapping dynamique:Description ontologique + inférence
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Définition du méta-modèle d’unification
Deux possibilités pour la définition du méta-modèle d’unification : Créer un modèle de données ad hoc Utiliser un modèle de données standard :
avantageux d’un point de vue économique, sémantique riche et prête à l’emploi
-> Définition d’une méthodologie quant à la définition du méta-modèle ou au choix d’un modèle standard.
20Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 21: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/21.jpg)
Choix d’un méta-modèle à partir de la cartograhie 2D des standards du PLM [Rachuri et al, 2008]
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 21
Enjeu Méthode Perspectives
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22Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
Un point de vue précisé : cartographie 3d du standard STEP
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Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (bilan)
Réaliser l’interopérabilit
é de 2 ou plusieurs systèmes
Assurer la continuité du
flux sémantique
Assurer la conservation
du flux sémantique
23Thomas Paviot - 1er juillet 2010
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 24: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/24.jpg)
Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM [Paviot et al. 2008] : le projet FALSIM – Supméca Paris
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 24
Enjeu Méthode Perspectives
Problème de type « transfert d’information »
DMU STEP PDM
Concepteur 1
Concepteur 2
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Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM : résultats
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 25
Enjeu Méthode Perspectives
« Webservicisation » d’applications non S.O.A : un ensemble de services web construits pour l’interopérabilité « au-dessus » d’applications non-SOA
Démonstrateur
![Page 26: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/26.jpg)
PLCS au service de la médiation PDM/ERP [Paviot et al., 2009] pour le transfert de structures produits
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 26
Enjeu Méthode Perspectives
Problème mixte « transfert »et « empaquetage » d’informations
![Page 27: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/27.jpg)
Les annotations sémantiques des constituants du produit pour résoudre les problèmes de structuration du produit [Paviot et al., 2010]
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 27
Enjeu Méthode Perspectives
Multi-vues (as designed, as built, as maitained) : la sémantique du produit est disséminée parmi les métadonnées et les liens de structure.
Séparation des items/espace sémantique Séparer les articles (la matière d’œuvre des processus de
conception/production) de la sémantique qui leur est associée
Scinder « l’espace produit » en deux: L’espace des items L’espace sémantique
Lier les items à la sémantique associée en utilisant la notion de « tag » issue du web collaboratif.
![Page 28: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/28.jpg)
Un modèle de données pour la reconstruction automatique de structures produit
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 28
Enjeu Méthode Perspectives
EBOM
MBOM
![Page 29: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/29.jpg)
Bilan / Contribution Une mise en lumière du PLM et de l’interopérabilité au
regard de la complexité La définition conjointe d’une architecture et de la
détermination du méta-modèle d’unification = la médiation multi-échelle orientée service
La mise en œuvre du standard STEP, en particulier PLCS
Des développements logiciels pour soutenir cette méthodologie
Un premier pas vers une « automatisation » du processus de réalisation de l’interopérabilité
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 29
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 30: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/30.jpg)
Structure de la présentation (rappel)
30Thomas Paviot - 1er juillet 2010
L’enjeu : comment industrialiser le processus de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du PLM?
La méthode : assurer une interopérabilité robuste, agile et flexible via une architecture SOA associée à une analyse sémantique des informations
Les perspectives de recherche : des modèles dynamiques soutenus par des architectures distribuées
Poursuite des travaux sur l’unification via des modèles standards
Extension du modèle de tags sémantiques Vers des architectures distribuées
![Page 31: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/31.jpg)
Approfondir la démarche d’unification basée sur les modèles de donnée standards
Test de la méthode sur d’autres types de problèmes d’interopérabilité (PDM/PDM)
Mise en œuvre conjointe des AP239 et AP233 (Ingénierie système) pour l’échange d’informations relatives aux produits mécatroniques
Standardisation des interfaces (web services) : un champ encore très ouvert – Analogie avec le développement des DEX de STEP
Suivi de l’adoption d’OWL par STEP – Lien ontologies OWL/Reference Data des AP239 et 233
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 31
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 32: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/32.jpg)
Vers des approches mixtes fédération/unification pour automatiser le processus d’échange de données Modélisation de la notion de distance sémantique Contextualisation de l’information pour une annotation
automatique -> intégration processus/données produit Raisonnement : problème de la dualité programmation
objet/sémantique
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 32
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 33: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/33.jpg)
Vers des architectures distribuées interopérables Distribution des fonctions au travers du réseau et des
architectures Reconstruction d’une information cohérente à partir
d’informations partielles éparses Etude des impacts de cette distribution de l’information sur
les composants du système et leur interopérabilité
Thomas Paviot - 1er juillet 2010 33
Enjeu Méthode Perspectives
![Page 34: Soutenance de these_thomas_paviot_2010_slideshare](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061208/548b89a7b479599a338b45f2/html5/thumbnails/34.jpg)
Pour plus d’informations, contacter Thomas Paviot à
l’adresse électronique :[email protected]
34Thomas Paviot - 1er juillet 2010
La version électronique du mémoire de thèse est disponible
en ligne à l’adresse :http://
tel.archives-ouvertes.fr/index.php?halsid=chet0v8cdfkskcf7hgtf4o49v4&view_this_doc=tel-00504680&version=1