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Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (rappel) Réaliser l’interopérabilité de 2 ou plusieurs système...
Trois méthodes pour la convergence des modèles de données [ISO-14258-1998,1998] <ul><li>intégration  : un standard commun ...
Définition du méta-modèle d’unification <ul><li>Deux possibilités pour la définition du méta-modèle d’unification : </li><...
Choix d’un méta-modèle à partir de la cartograhie 2D des standards du PLM [Rachuri et al, 2008] Thomas Paviot - 1er juille...
Un point de vue précisé : cartographie 3d du standard STEP Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (bilan) Réaliser l’interopérabilité de 2 ou plusieurs systèmes...
Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM [Paviot et al. 2008] : le projet FALSIM – Supméca Paris Thomas Paviot - 1er juillet...
Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM : résultats <ul><li>« Webservicisation » d’applications non S.O.A : un ensemble de ...
PLCS au service de la médiation PDM/ERP [Paviot et al., 2009] pour le transfert de structures produits Thomas Paviot - 1er...
Les annotations sémantiques des constituants du produit pour résoudre les problèmes de structuration du produit [Paviot et...
Un modèle de données pour la reconstruction automatique de structures produit Thomas Paviot - 1er juillet 2010 EBOM MBOM E...
Bilan / Contribution <ul><li>Une mise en lumière du PLM et de l’interopérabilité au regard de la complexité </li></ul><ul>...
Structure de la présentation (rappel) <ul><li>Poursuite des travaux sur l’unification via des modèles standards </li></ul>...
Approfondir la démarche d’unification basée sur les modèles de donnée standards <ul><li>Test de la méthode sur d’autres ty...
Vers des approches mixtes fédération/unification pour automatiser le processus d’échange de données <ul><li>Modélisation d...
Vers des architectures distribuées interopérables <ul><li>Distribution des fonctions au travers du réseau et des architect...
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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.

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  • Bonjour Jury Merci à tous d’être là Objectifs : Donner des clés pour la lecture du manuscrit Préciser certains éléments obscurs du manuscrit Sous le signe de : rigueur, pédagogie, plaisir Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Trois grandes parties dans cette présentation: Quel est le problème ? -&gt; enjeux Comment y repond-on? &gt; méthode Comment envisager la suite? -&gt; perspectives Travail de thèse = ensemble de ces trois points Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Phases du cycle de vie Pour chaque phase : des durées et métiers différents Des événements jalonnent la vie du produit (prévus ou imprévus) Un événement particulier : la transition du virtuel au réel TRANSITION : 80% des coûts du produit sont engagés dès les premières phases du cycle de vie du produit Mots-clés : Phases du cycle de vie du produit (Product Lifecycle = PL) Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Objectif : associer dès la conception du produit tous les acteurs qui seront en interaction avec le produit (interacteurs du produit) On a CREE un SYSTEME TRANSITION : la complexité Thomas Paviot, 1er juillet 2010
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  • PARLER AUSSI DE LA VALEUR AJOUTEE Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Remarque : il manque une courroie Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Bureautique aussi dans le SI de la production Interopérabilité intra-phase Interopérabilité inter-phase Chaque information : naît d’un outl d’authoring Est gérée par un système spécifique (PDM, ERP) avec une base de données Cricule : où va-t’elle, dans quel système, comment rentre-t’elle, comment sort-elle? Parler du INTRA-PHASE et du INTER-PHASE Thomas Paviot, 1er juillet 2010
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  • Remarque : rien sur les holons du CRAN L’épaisseur des flèches est liée à l’étendue sémantique Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Trois grandes parties dans cette présentation: Quel est le problème ? -&gt; enjeux Comment y repond-on? &gt; méthode Comment envisager la suite? -&gt; perspectives Travail de thèse = ensemble de ces trois points Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • C’est cette décomposition en différents niveaux qui a conduit ma démarche ANALOGIE AVEC LE BRANCHEMENT Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Remarque : rien sur les processus On BRANCHE les systèmes Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Parler de la DISTANCE SEMANTIQUE EPAISSEUR DES FLECHES 1 seul médiateur : possible Mais « Décentralisation de la médiation » Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Surligner la branche du base pour dire qu’on va parler d’interopérabilité sémantique Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Faire des animations Revoir HDR Hervé Panetto Conclusion : choisir un modèle standard Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Surligner la branche du base pour dire qu’on va parler d’interopérabilité sémantique Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Remarque : une webservicisation par poste. PARLER DU PILOTAGE, en TERMES DE FLUX D’INFORMATIONS (et donc processus) Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • TRANSITION : tout est manuel Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Trois grandes parties dans cette présentation: Quel est le problème ? -&gt; enjeux Comment y repond-on? &gt; méthode Comment envisager la suite? -&gt; perspectives Travail de thèse = ensemble de ces trois points Thomas Paviot, 1er juillet 2010
  • Remarque : notre travail est largement manuel. Comment l’automatiser? Thomas Paviot, 1er juillet 2010
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    1. 1. Méthodologie de résolution des problèmes d’interopérabilité dans le domaine du Product Lifecycle Management. Thomas Paviot Soutenance de Doctorat de l’Ecole Centrale Paris 1er juillet 2010, Supméca Paris Thèse dirigée par S. Lamouri et encadrée par V.Cheutet
    2. 2. Structure de la présentation <ul><li>Définir les mots-clés : PLM, domaine du PLM, interopérabilité, problème d’interopérabilité </li></ul><ul><li>Situer le contexte de la recherche </li></ul><ul><li>Dégager la problématique de recherche vis-à-vis du contexte industriel et scientifique </li></ul><ul><li>Introduire le besoin d’une méthodologie robuste, agile, flexible </li></ul>Thomas 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
    3. 3. Naissance, vie, fin de vie d’un produit industriel Thomas Paviot - 1er juillet 2010 temps Conception Pré-assemblage Transfert Négociation Assemblage final Utilisation M.C.O. Phase du cycle de vie du produit (PL) Evénements Produit virtuel Produit réel Enjeu Méthode Perspectives
    4. 4. Le développement collaboratif des produits au service de l’efficience de l’entreprise <ul><li>Associer les différents métiers en interaction avec le produit dès la phase de conception pour: </li></ul><ul><ul><li>Accélérer le temps de développement (ingénierie simultanée) </li></ul></ul><ul><ul><li>Anticiper les événements (ingénierie concourante) </li></ul></ul><ul><ul><li>-> Création d’un « système » [Le Moigne, 1990] </li></ul></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives Equipes commerciales Equipes de conception Equipes de maintenance Equipes de production Pilotes Clients
    5. 5. Le PLM ou la maîtrise de la complexité <ul><li>Dans un contexte de complexité croissante des produits, des organisations, et dans un environnement dynamique : </li></ul><ul><li>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) </li></ul><ul><li>Démarche PLM : moyens mis en œuvre pour atteindre cet objectif stratégique </li></ul><ul><li>Démarche envisagée suivant plusieurs dimensions temporelles : </li></ul><ul><ul><li>Stratégique </li></ul></ul><ul><ul><li>Tactique </li></ul></ul><ul><ul><li>Opérationnelle </li></ul></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    6. 6. La fonction conception : définir un produit virtuel conforme besoin client. Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Fonction conception Enjeu Méthode Perspectives
    7. 7. La fonction production : réaliser un produit physique conformément aux spécifications techniques et aux contraintes client. Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Fonction production Enjeu Méthode Perspectives
    8. 8. L’interface conception/production : une « membrane » poreuse traversée par un flux continu d’information Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Fonction conception Fonction production Enjeu Méthode Perspectives
    9. 9. Les Systèmes d’Information (SI) comme assistance à la création et l’échange des informations numériques <ul><li>Les composants de ces SI doivent pouvoir échanger des informations et utiliser les informations échangées = Interopérabilité [Geraci et al., 1991] </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 SI de la Conception SI de la Production Conception Assistée par Ordinateur (CAO) Product Data Management (PDM) Simulation Bureautique Gestion de projet Advanced Planning System (APS) Manufacturing Execution System (MES) Enterprise Resource Planning (ERP) Enjeu Méthode Perspectives
    10. 10. Origine sémantique des problèmes d’interopérabilité des SI [Saussure, 1916] <ul><li>Une communication idéale conception / production </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 <ul><li>Mais les ambiguïtés sémantiques métier perturbent la communication entre les hommes et donc les SI. </li></ul>Enjeu Méthode Perspectives
    11. 11. Résoudre un problème d’interopérabilité : garantir la continuité et la conservation du flux sémantique qui circule dans le SI <ul><li>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. </li></ul><ul><li>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. </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    12. 12. Comment industrialiser la démarche de résolution des problèmes d’interopérabilité ? <ul><li>Le contexte : </li></ul><ul><ul><li>Complexité croissante, forte dynamique de l’environnement </li></ul></ul><ul><ul><li>Difficultés sémantiques </li></ul></ul><ul><li>Définir une méthodologie et des outils permettant, en l’état des connaissances scientifiques et techniques, de : </li></ul><ul><ul><li>Garantir la continuité des flux sémantiques </li></ul></ul><ul><ul><li>Garantir la conservation des flux sémantiques </li></ul></ul><ul><li>Cette méthodologie et ces outils doivent : </li></ul><ul><ul><li>Être robustes vis-à-vis d’un accroissement de la complexité </li></ul></ul><ul><ul><li>Être flexibles et agiles vis-à-vis d’un accroissement de la complexité </li></ul></ul><ul><ul><li>Être capables de d’adapter à un SI existant sans supprimer ni modifier ses composants </li></ul></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    13. 13. Structure de la présentation (rappel) <ul><li>Les niveaux d’interopérabilité </li></ul><ul><li>Une architecture pour l’interopérabilité technique </li></ul><ul><li>Des modèles de donnée standards pour l’unification des modèles de données </li></ul><ul><li>Faisabilité : expérimentation CAO/PDM et PDM/ERP </li></ul><ul><li>Aller plus loin avec un modèle d’annotation sémantique pour les données relatives au produit </li></ul>Thomas 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
    14. 14. Les niveaux d’interopérabilité comme « guide » de la démarche <ul><li>L’interopérabilité peut être décomposée en différents niveaux [EIF, 2004] </li></ul><ul><ul><li>niveau technique </li></ul></ul><ul><ul><li>niveau sémantique </li></ul></ul><ul><ul><li>(niveau organisationnel) </li></ul></ul>Réaliser l’interopérabilité 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 Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    15. 15. Le médiateur d’informations : le meilleur compromis agilité/flexibilité/coût <ul><li>Un composant central, le « médiateur », est chargé du transfert des informations </li></ul><ul><li>Les SI sont orientés service (S.O.A.) </li></ul><ul><li>Architecture dynamique </li></ul><ul><li>O(n) interfaces </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 [Benaben, 2008] Enjeu Méthode Perspectives
    16. 16. Instancier plusieurs médiateurs décentralisés : la médiation multi-échelle orientée services Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    17. 17. Fonctions internes du médiateur multi-échelle orienté services Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    18. 18. Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (rappel) Réaliser l’interopérabilité de 2 ou plusieurs systèmes Assurer la continuité du flux sémantique Assurer la conservation du flux sémantique Convergence des modèles de données (Niveau sémantique) Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    19. 19. Trois méthodes pour la convergence des modèles de données [ISO-14258-1998,1998] <ul><li>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 </li></ul><ul><li>unification : un méta-modèle commun à tous les composants du système fournit un moyen pour établir des correspondances sémantiques </li></ul><ul><li>fédération : des modèles distincts sont associés dynamiquement </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Modèle A Modèle B Mapping dynamique: Description ontologique + inférence Enjeu Méthode Perspectives Modèle A Modèle B Modèle A Modèle B Méta-Modèle C Modèle C
    20. 20. Définition du méta-modèle d’unification <ul><li>Deux possibilités pour la définition du méta-modèle d’unification : </li></ul><ul><ul><li>Créer un modèle de données ad hoc </li></ul></ul><ul><ul><li>Utiliser un modèle de données standard : avantageux d’un point de vue économique, sémantique riche et prête à l’emploi </li></ul></ul><ul><li>-> Définition d’une méthodologie quant à la définition du méta-modèle ou au choix d’un modèle standard. </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    21. 21. Choix d’un méta-modèle à partir de la cartograhie 2D des standards du PLM [Rachuri et al, 2008] Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    22. 22. Un point de vue précisé : cartographie 3d du standard STEP Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    23. 23. Assurer la continuité et la conservation du flux sémantique (bilan) Réaliser l’interopérabilité de 2 ou plusieurs systèmes Assurer la continuité du flux sémantique Assurer la conservation du flux sémantique Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    24. 24. Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM [Paviot et al. 2008] : le projet FALSIM – Supméca Paris Thomas Paviot - 1er juillet 2010 <ul><li>Problème de type «  transfert d’information » </li></ul>DMU STEP PDM Concepteur 1 Concepteur 2 Enjeu Méthode Perspectives
    25. 25. Cas d’étude interopérabilité CAO / PDM : résultats <ul><li>« Webservicisation » d’applications non S.O.A : un ensemble de services web construits pour l’interopérabilité « au-dessus » d’applications non-SOA </li></ul><ul><li>Démonstrateur </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    26. 26. PLCS au service de la médiation PDM/ERP [Paviot et al., 2009] pour le transfert de structures produits Thomas Paviot - 1er juillet 2010 <ul><li>Problème mixte « transfert »et « empaquetage » d’informations </li></ul>Enjeu Méthode Perspectives
    27. 27. Les annotations sémantiques des constituants du produit pour résoudre les problèmes de structuration du produit [Paviot et al., 2010] Thomas Paviot - 1er juillet 2010 <ul><li>Multi-vues ( as designed , as built , as maitained ) : la sémantique du produit est disséminée parmi les métadonnées et les liens de structure. </li></ul><ul><li>Séparation des items/espace sémantique </li></ul><ul><ul><li>Séparer les articles (la matière d’œuvre des processus de conception/production) de la sémantique qui leur est associée </li></ul></ul><ul><ul><li>Scinder « l’espace produit » en deux: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>L’espace des items </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>L’espace sémantique </li></ul></ul></ul><ul><li>Lier les items à la sémantique associée en utilisant la notion de « tag » issue du web collaboratif. </li></ul>Enjeu Méthode Perspectives
    28. 28. Un modèle de données pour la reconstruction automatique de structures produit Thomas Paviot - 1er juillet 2010 EBOM MBOM Enjeu Méthode Perspectives
    29. 29. Bilan / Contribution <ul><li>Une mise en lumière du PLM et de l’interopérabilité au regard de la complexité </li></ul><ul><li>La définition conjointe d’une architecture et de la détermination du méta-modèle d’unification = la médiation multi-échelle orientée service </li></ul><ul><li>La mise en œuvre du standard STEP, en particulier PLCS </li></ul><ul><li>Des développements logiciels pour soutenir cette méthodologie </li></ul><ul><li>Un premier pas vers une « automatisation » du processus de réalisation de l’interopérabilité </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    30. 30. Structure de la présentation (rappel) <ul><li>Poursuite des travaux sur l’unification via des modèles standards </li></ul><ul><li>Extension du modèle de tags sémantiques </li></ul><ul><li>Vers des architectures distribuées </li></ul>Thomas 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
    31. 31. Approfondir la démarche d’unification basée sur les modèles de donnée standards <ul><li>Test de la méthode sur d’autres types de problèmes d’interopérabilité (PDM/PDM) </li></ul><ul><li>Mise en œuvre conjointe des AP239 et AP233 (Ingénierie système) pour l’échange d’informations relatives aux produits mécatroniques </li></ul><ul><li>Standardisation des interfaces (web services) : un champ encore très ouvert – Analogie avec le développement des DEX de STEP </li></ul><ul><li>Suivi de l’adoption d’OWL par STEP – Lien ontologies OWL/Reference Data des AP239 et 233 </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    32. 32. Vers des approches mixtes fédération/unification pour automatiser le processus d’échange de données <ul><li>Modélisation de la notion de distance sémantique </li></ul><ul><li>Contextualisation de l’information pour une annotation automatique -> intégration processus/données produit </li></ul><ul><li>Raisonnement : problème de la dualité programmation objet/sémantique </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    33. 33. Vers des architectures distribuées interopérables <ul><li>Distribution des fonctions au travers du réseau et des architectures </li></ul><ul><li>Reconstruction d’une information cohérente à partir d’informations partielles éparses </li></ul><ul><li>Etude des impacts de cette distribution de l’information sur les composants du système et leur interopérabilité </li></ul>Thomas Paviot - 1er juillet 2010 Enjeu Méthode Perspectives
    34. 34. Pour plus d’informations, contacter Thomas Paviot à l’adresse électronique : [email_address] Thomas 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

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