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Theses Year : 2020

Towards a support system for simulation aided-design in the development phase of automotive industry

Vers un système de soutien à la conception assistée par la simulation dans la phase de développement de l'industrie automobile

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Abstract

This research aims to support the simulation-aided design process in the development phase of vehicles. The development phase is supported by modelling and simulation and consists of iteratively refining the design specifications, evaluating the vehicle's performance and solving design issues encountered. We are in a context of simulation-aided design since the decision about the vehicle design is mainly based on simulation. In this thesis research, our focus is mainly on the crash simulation analysis process. The simulation-aided design is knowledge-intensive; it depends heavily on the knowledge of analysts and experts.First, we identify the difficulties and challenges encountered in the design issue resolution process. Therefore, we conduct an empirical study to understand better the simulation-aided design process in use in the company. The industrial challenges have been identified based on a two-level analysis, the analysts' team level and the project level. The challenges include the access and share of knowledge, data consistency, and the formalisation of approaches and the process. The empirical study confirms that knowledge is a key factor for the improvement of the simulation-aided design process.Moreover, we propose an ontology to formalise crucial knowledge for car crash simulation. The ontology we have developed is called the Crash Simulation Post-Processing Ontology. This ontology formalises knowledge related to the post-processing phase of car crash simulation and the interpretation of simulation results. The aim is to formalise knowledge related to the resolution of design issues and the proposal of design changes.Furthermore, the multidisciplinary, highly collaborative and contextual nature of engineering design has raised the need to support integrated and collaborative product development. Successful collaborative engineering design depends on the ability to manage and share engineering knowledge. Therefore, nowadays, knowledge management plays a crucial role in business competitiveness, hence our proposal of an integrated and collaborative ontology-based approach to knowledge management. We develop an ontology-based knowledge management support system with a focus on knowledge retrieval. The architecture of the support system is proposed, and implementation for its evaluation is undertaken. The support-system proposed is proven effective for capturing engineering knowledge, facilitating design-issue resolution and saving analysts' time.
Cette recherche vise à soutenir le processus de conception assistée par la simulation dans la phase de développement des véhicules. La phase de développement est soutenue par la modélisation et la simulation et consiste à affiner itérativement les spécifications de conception, à évaluer les performances du véhicule et à résoudre les problèmes de conception rencontrés. Nous sommes dans un contexte de conception assistée par la simulation puisque la décision concernant la conception du véhicule s’appuie principalement sur la simulation. Nous nous concentrons principalement sur le processus d'analyse de la simulation en crash. La conception assistée par la simulation est une activité à forte intensité de connaissances car elle dépend principalement des connaissances des analystes et des experts.Tout d'abord, nous identifions les difficultés et les défis rencontrés dans le processus de résolution des problèmes de conception. Nous menons une étude empirique pour mieux comprendre le processus de conception implémenté dans l'entreprise. Les défis industriels ont été identifiés sur la base d'une analyse à deux niveaux, celui de l'équipe d'analystes et celui du projet. Les défis comprennent l'accès et le partage des connaissances, la cohérence des données et la formalisation des approches et du processus. L'étude empirique confirme que la connaissance est un facteur clé pour l'amélioration du processus de conception assistée par la simulation.De plus, nous proposons une ontologie pour formaliser les connaissances cruciales pour la simulation en crash. Nous l’appelons ontologie de post-traitement de la simulation en crash. Cette ontologie formalise les connaissances relatives aux phases de post-traitement et d'interprétation des résultats de la simulation en crash automobile. L'objectif est de formaliser les connaissances relatives à la résolution des problèmes et à la proposition de modifications de conception du véhicule.Par ailleurs, la nature multidisciplinaire, hautement collaborative et contextuelle de la conception technique a soulevé le besoin de soutenir le développement de produits intégrés et collaboratifs. La réussite de la conception technique collaborative dépend de la capacité à gérer et à partager les connaissances techniques. Par conséquent, la gestion des connaissances joue un rôle crucial dans la compétitivité des entreprises, d'où notre proposition d'une approche, intégrée et collaborative, de la gestion des connaissances basée sur l'ontologie. Nous développons ainsi un système de management des connaissances basé sur l’ontologie, pour soutenir le processus de conception, en mettant l'accent sur l’extraction des connaissances. Nous proposons une architecture pour le système de soutien et une implémentation pour son évaluation. Nous avons démontré l’efficacité du système de soutien pour saisir les connaissances techniques, faciliter la résolution des problèmes de conception et faire gagner du temps aux analystes.
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tel-02970966 , version 1 (19-10-2020)

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  • HAL Id : tel-02970966 , version 1

Cite

Naouress Fatfouta. Towards a support system for simulation aided-design in the development phase of automotive industry. Mechanical engineering [physics.class-ph]. Université Paris-Saclay, 2020. English. ⟨NNT : 2020UPASC025⟩. ⟨tel-02970966⟩
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