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Projets R&D

 
 


Conception d'un environnement collaboratif d'aide à la décision pour la conception de systèmes complexes


Porteur : DASSAULT AVIATION
Appel à projet : FUI
Statut : terminé
Groupes Thématiques de SYSTEMATIC : http://www.systematic-paris-region.org/fr/ocds
Date de début du projet : 01/10/2009
Date de fin de projet : 01/10/2012
Durée : 36 mois
Montant total : 17 921 K€
Montant aide : 7 680 K€

Partenaires du projet : ALCATEL-LUCENT, ANSYS, ARMINES EVRY, BULL, CS, DASSAULT AVIATION, DASSAULT SYSTEMES, DIGITEO, DISTENE, EADS INNOVATION WORKS, ECOLE CENTRALE PARIS, EDF R&D CLAMART, ENGINSOFT, ESI GROUP, ESILV, EURODECISION, GIE REGIENOV, SILKAN/HPC PROJECT, IMAGINE, INRIA SACLAY, LOGILAB, MBDA, ONERA, OXALYA, SAMTECH, SUPELEC GIF, THALES SERVICES

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Janvier 2013

Le projet CSDL s’est achevé le 30 septembre 2012

Ce projet d’une durée de trois ans a été conduit par un consortium de 28 partenaires coordonné par Dassault-Aviation. L’effort de R&D très important, plus de 10 hommes par an, a permis de générer une masse conséquente de résultats, tant scientifiques que logiciel ou bien de savoir faire et de mise en œuvre des méthodologies développées. Au cours de ce projet, un très grand nombre d’acteurs différents a pu travailler ensemble : thésards, post-doc, chercheurs, ingénieurs de R&D et ingénieurs de bureau d’études. Le projet CSDL a tiré un profit maximum de la roadmap du groupe OCDS du pôle Systematic et a ainsi pu bénéficier de l’apport de projets précédents tant du pôle Systematic comme les projets IOLS, EHPOC, ACTIVOPT, que des projets ANR tels qu’OPUS, OMD 1 et 2 ou bien COLLAVIZ.

Le projet CSDL a conduit à une production scientifique d’excellence. Plus de 100 articles dans des journaux scientifiques ou des conférences internationales ont été présentés durant le projet. Des avancées réelles sur les verrous scientifiques ont été réalisées, sur les modèles de substitution, la gestion des incertitudes, les techniques d’optimisation ou encore les techniques de visualisation pour l’aide à la décision.

Tous les challenges applicatifs ont été traités :

  • Optimisation détaillée pour des avant-projets de véhicules.
  • Optimisation mettant en œuvre des simulations multi-physiques et des simulations de procédés de fabrication.
  • Optimisation « systèmes » avec des couplages systèmes / simulations physiques.
  • Optimisation de composants nécessitant des modélisations physiques complexes.

Tous les cas applicatifs ont été réalisés en mode collaboratif sur une plateforme « cloud ».

Ceci a conduit a relevé des challenges aussi bien au niveau des logiciels applicatifs ou middleware que des infrastructures matérielles. Ce travail collaboratif s’est concrétisé par des réunions (physiques ou virtuelles) nombreuses et efficaces et des groupes thématiques transverses qui ont permis un échange permanent entre les partenaires du projet. Tous les partenaires industriels  ont participé à au moins un cas applicatif. Cette collaboration n’aurait pu avoir lieu sans une implication forte des hommes : leaders scientifiques et leaders de « use case » notamment et aux moyens mis en œuvre : plateformes collaboratives (extranet de Systematic, plateforme Oxalya), logiciels (applicatifs et services) et au support efficace apporté par les fournisseurs des différentes technologies.

La qualité et la quantité des résultats générés par le projet ont nécessité un effort spécifique de capitalisation selon trois axes :

  • Formation : par la recherche (thésards, post-doc) et journées de formation CSDL durant lesquelles des explications détaillées sur les points scientifiques et méthodologiques clés pour la mise en œuvre de la démarche ont été présentées et rédigées dans des documents dédiés.

  • Acquisition de compétences et de savoir faire sur la mise en œuvre pratique sur des applicatifs représentatifs et la maîtrise des éléments scientifiques, méthodologiques et logiciels.

  • Acquisition d’éléments scientifiques et technologiques aussi bien du point de vue d’avancées des connaissances scientifiques proprement dites que de briques technologiques ou logicielles utilisables par les partenaires ou dans leur produits.

Le projet CSDL a permis de réalisé de réels progrès grâce à la capitalisation réussie des projets précédents et un effort collaboratif efficace. Les challenges applicatifs ont été d’excellents aiguillons, les résultats logiciels sont intégrés dans les logiciels commerciaux.

Le succès du projet est avant tout celui du consortium


Soutenu par les financeurs

 


Novembre 2011

Les cas applicatifs de démonstration sont en place. Ces démonstrateurs illustrent les chaines complexes dont la mise en oeuvre est nécessaire pour l'analyse multidisciplinaire de systèmes complexes.

Par exemple, des chaines couplant une CAO paramétrique avec des simulations de physiques complexes (mécanique des fluides, thermique, processus de fonderie,..) comportant plusieurs niveaux de workflow ont été réalisées. Le problème de transfert d'information entre les différents outils de simulation physique  nécessite de repenser les interfaces pour assurer une bonne interopérabilité des codes de calcul. D'autres démonstrateurs nécessitent le couplage entre des outils de simulation système et des outils de simulation physique.

Ces couplages de différentes natures...

  • couplages entre simulations physiques (combustion /thermique par exemple)
  • couplage entre simulation physique et simulation système (aérothermique et modèle de conditionnement par exemple)

... mettent en évidence le besoin de modèles réduits hiérarchiques.

La finalité de ces simulations numériques est la conception du système en utilisant des techniques mathématiques comme l'optimisation ou l'analyse de sensibilité.

La réalisation de chaque cas de démonstration est effectuée par des groupes de partenaires (industriels, éditeurs de logiciels, académiques). Cet effort collaboratif a été rendu grâce a l'utilisation d'une plateforme de simulation collaborative qui est en partie développée dans le projet CSDL. L'accès distant aux cas tests dans leur intégralité est ainsi possible pour chaque membre de l'équipe projet permettant en particulier d'évaluer in situ les méthodes innovantes développées dans le workpackage de R&D.

La R&D a été orientée sur quatre axes principaux :

  1. Méthodes de quantification des incertitudes pour des problèmes dont la simulation numérique est couteuse ou pour la propagation d'incertitudes dans des systèmes complexes
  2. Construction de modèles approches efficaces (s'accommodant de plan d'expérience parcimonieux), précis et avec une erreur contrôlée.
  3. Développement de méthodes d'optimisation multiobjectif nécessitant peu d'appel aux fonctions à optimiser et prenant en compte les réalités industrielles (contraintes, bruit...)
  4. Méthodes de visualisation utilisant des traitements statistiques avancés permettant d'explorer rapidement les paramètres influents pour apporter un support à la prise de décision.

Les différentes avancées scientifiques sont évaluées soit directement sur les démonstrateurs soit sur des sous problèmes extraits des démonstrateurs selon leur degré de maturité.

Le projet CSDL met en place une méthodologie novatrice pour la conception des systèmes complexes. La richesse, tant scientifique que technique, des éléments développés nécessite pour leur mise en place efficace  dans un contexte industriel une formation spécifique. Une formation a l'attention des membres du consortium sera organisée début 2012 pour présenter a leur personnel concerne les éléments méthodologiques et la démarche globale.

Janvier 2011

Le projet CSDL a pour objectif de mettre en place un environnement collaboratif complet d'aide à la décision pour la conception de systèmes complexes tout particulièrement durant la phase d'avant-projet. L’usage de ces outils est particulièrement stratégique à ce niveau afin d'assurer une conception la meilleure possible:

  1. En explorant systématiquement l'ensemble des paramètres influents pour optimiser au mieux le système et générer le maximum d'innovation ;
  2. En estimant les risques et les incertitudes grâce à des analyses approfondies de critère de robustesse ;
  3. En disposant d'outils assurant la cohérence des différents niveaux de modélisation et permettant des prises de décision optimales par une analyse précise et interactive des résultats obtenus.

Par ailleurs, la complexité des systèmes considérés rend indispensable l'usage d'outils méthodologiques permettant une maîtrise des processus de conception. Ceux-ci doivent être conçus grâce à l'analyse de cas tests représentatifs. Le projet CSDL s’appuie sur 5 cas applicatifs couvrant un spectre très large :

  1. Conception d’un groupe moto propulseur thermique
  2. Conception d’un groupe moto propulseur électrique
  3. Optimisation de l’entrée d’air d’un engin supersonique
  4. Dimensionnement de l’architecture d’un système de conditionnement d’air d’une cabine d’avion

Tous ces cas sont représentatifs des processus complexes nécessaires pour l’analyse multidisciplinaire de systèmes complexes. Ces cas applicatifs servent de support à la mise en place des nouvelles méthodes et à l’amélioration des  processus.

Les équipes transverses participants à la mise en œuvre des cas applicatifs sont en place et ont reçus les données nécessaires (CAO, modèles, etc.…) pour une première mise en place. Le travail collaboratif sera facilité par la mise en place d’une plateforme accessible par les partenaires.

Les travaux de recherche amont sur la prise en compte des incertitudes, la réduction de modèles, l’optimisation et la visualisation décisionnelle sont en cours et font l’objet de sujet de thèse pour lesquels des doctorants ont été recrutés au titre du projet.

Janvier 2010

La labellisation du projet CSDL (Complex System Design Lab) et de la plate forme PCS qui, en s'appuyant sur les acquis des projets précédents, doit déboucher dès 2010 sur une plate forme de service pérenne au sein du campus TERATEC.

Le projet CSDL, labelisé en 2008 par le pôle SYSTEMATIC Paris-Région, vise à concevoir un environnement collaboratif d'aide à la décision en disposant des outils et méthodologies au meilleur niveau pour la conception collaborative de systèmes complexes notamment en phase avant projet.

Il s'attaque notamment aux verrous technologiques suivants :

 Manipulation automatique d'une hiérarchie de modèles de substitution interopérables.

 Maîtrise des outils garantissant la robustesse des résultats au regard des risques et incertitudes.

 Conception de techniques d'exploration et de visualisation interactive décisionnelle.

Les outils conçus seront mis à disposition de la plate forme PCS qui vise à offrir l'accès aux matériels et logiciel de simulation et de traitement de données ainsi qu’aux services associés dans le domaine du HPC.

Cette plate forme, qui sera ouverte à l'ensemble des acteurs du calcul haute performance, sera opérationnelle dans les locaux du campus TERATEC au premier semestre 2010.

Elle contribuera à l'attractivité de la région Ile de France pour le développement d'activités à caractère innovant et à forte valeur ajoutée dans de nombreux secteurs.

 

 
 
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