Product robustness management : formalization by formal logic, application to set based design, and tolerancing

Contributions à la maîtrise de la robustesse des produits : formalisation par logique formelle, applications à la conception ensembliste et au tolérancement

Ahmed Jawad Qureshi (1)

1 LCFC - Laboratoire de Conception Fabrication Commande

This work is oriented towards the variation management within the embodiment design phase of a product. It focuses on management and integration of design parameter variation and manufacturing variations in design phase. In this work, a generalized framework for definition, modeling, expression and interaction, of the design variables and the variations, for the mechanical product design, using the philosophy of set based design developed and logic has been developed. The developed framework integrates the notion of concurrent engineering design while considering the design parameters in terms of sets, instead of point based design, as well as the notion of the noise (variation/uncertainty), arising from different sources, enabling an expression of flexible and robust design. The research also sets down the complete approach from abstract expression of the framework description to the operational application to examples in the mechanical engineering design of products in the embodiment design phase. This is achieved through definition of a common framework for expression of concurrent product design problem with management of variation, its transformation for the set based robust design and tolerance analysis applications , within an integrated design context through appropriate tools, methods and techniques.

Ces travaux sont situés sur les domaines de la conception mécanique, l'informatique, et les mathématiques appliqués pour proposer une solution globale de gestion des variations pendant le processus de la conception d'un produit afin de rechercher l'ensemble des solutions robustes. Ils visent plus particulièrement à répondre à la question : "Comment exprimer et intégrer la variabilité admissible des paramètres du produit (espace des solutions), et sur le tolérancement de celles-ci : les variations admissibles (tolérances) simultanément pendant la phase de la conception d'un produit mécanique le plutôt possible ? Pour répondre à cette question, cette thèse presente, une formalisation généralisée pour définir, modéliser et exprimer la problème de la gestion des variations dans le processus de la conception du produit utilisant la philosophie de la conception basée sur les ensembles "Set Based Design" et la logique formelle. Cette formalisation permet la prise en compte simultanée des incertitudes et variations lors de la définition d'un produit. Les travaux aussi développent et expose les outils pour appliquer la formalisation développé au recherche des ensembles des solutions robustes des système mécanique et l'analyse des tolérances des mécanismes hyperstatiques.

Mots clés: Robust design; Tolerance analysis; First Order Logic; Vari- ation Management; Set Based Design

Mots clés: Conception Robuste; logique formelle; analyse des tol'erances; gestion de variation; conception ensembliste

Domaines: Génie mécanique [physics.class-ph]; Génie mécanique [physics.class-ph]

Ahmed Jawad Qureshi. Product robustness management : formalization by formal logic, application to set based design, and tolerancing. Mechanical engineering [physics.class-ph]. Arts et Métiers ParisTech, 2011. English. ⟨NNT : 2011ENAM0020⟩. ⟨pastel-00628522⟩