Démarche et logiciel de gestion des connaissances pour le cycle de vie des produits

Démarche et logiciel de gestion des connaissances pour le cycle de vie des produits

Université de Technologie de TroyesICD/Tech-CICO FRE CNRS 2848

Soutenance de thèse, 3 juillet 2008

Mohamed-Foued Sriti

Directeurs de thèse: Manuel Zacklad et Nada MattaResponsable industriel: Philippe Boutinaud

3 juillet 2008Soutenance de thèse Mohamed-Foued Sriti

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Plan

1. Le produit dans son cycle de vie2. Évolution des données & diversité des

systèmes – le Web Sémantique3. Réutilisation des connaissances – le Web

Socio-Sémantique4. Démarche de gestion des connaissances5. Mise en œuvre – la plateforme I-

Semantec6. Conclusion et perspectives


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Plan






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Développement de produit

procédures

normes

CdC

Produit . Diversité, Évolution & WS . Réutilisation & W2S . Démarche . Mise en œuvre . Conclusion

développem

ent

production

distribution

utilisation

retrait


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Gestion du cycle de vie des produits• Product Lifecycle Management (PLM)• « une approche stratégique pour l’entreprise qui

applique un ensemble cohérent de solutions supportant la création collaborative, la gestion, la diffusion et l’utilisation des informations définissant le produit à travers l’entreprise étendue de la phase de conception à la fin de la vie du produit – intégrant des personnes, des processus et des systèmes informatiques » [CIMdata, 2003]

• Approche méthodologique et système informatique• Améliorer efficacité des utilisateurs• Améliorer la collaboration interdisciplinaire



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Caractérisation du produit• Un produit = ensemble d’articles

• Article : « une entité basique et atomique gérée dans l’entreprise […] fédère et encapsule des informations liées à un sous-ensemble (métadonnées et données) d’un produit »

Métadonnées = information sur le produit, sur les documents, sur l’article et relations avec d’autres articles

Documents = fichiers 3D, fichiers bureautiques, etc.

• Un article peut être composé d’autres articles

• Le sens d’un article dépend de l’entreprise Industrie automobile : pièce mécanique Industrie chimique: molécule



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Plan

1. Le produit dans son cycle de vie2. Évolution des données & diversité

des systèmes – le Web Sémantique3. Réutilisation des connaissances – le Web




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Évolution de l’organisation de l’entreprise• Évolution de l’organisation des données

Nouvelle catégorie de produits, nouveau partenaire Nouveaux types d’articles, nouvelles caractéristiques,

nouveaux processus, nouveaux systèmes, etc.

• Évolution du modèle de données Re-concevoir le modèle de données Étudier et implémenter l’impact des modifications Migrer les données existantes vers la nouvelle

modélisation

• Besoin Rendre le modèle de données dynamique



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Diversité des systèmes• Utilisation de plusieurs systèmes PLM

Services, filiales ou sous-traitants

• Objets communs, mais représentation disjointes dans chaque système

Problème d’intégrité et de cohérence des données

• Besoin : Accéder aux informations liées au produit qui se trouvent

distribuées entre les différents systèmes

• Solutions Utiliser un référentiel commun Rendre les systèmes interopérables :

▫ Intégration et échange d’informations



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Intégration et échange de données•« le processus par lequel plusieurs

sources autonomes, distribuées et hétérogènes sont intégrées en une seule source de données » [Bellatreche et al., 2006]

•Utiliser une représentation commune

•Réconcilier les objets gérés par les différents PLM



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Techniques d’intégration

•Base de données Persistence, performance– Rigidité

•Standards d’échange (utilisation des fichiers)

Structuration– Spécifiques à leurs domaines [Burkett, 2001]. – Fichiers d’échange volumineux et temps de

traitement important [Fenves et al., 2005]– Lenteur de l’intégration dans les outils

commerciaux [Eynard, 2005]. •Ontologies et le Web Sémantique


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Le Web Sémantique

• Web Sémantique (WS) [Berners-Lee et al., 2001] Extension du Web Description riche des ressources Coopération entre agents logiciels et agents humains

• Aspects du WS [Laublet et al., 2002] Les métadonnées, décrivant les ressources ; Les ressources, contenant des informations ; Les langages de représentation Les ontologies

▫Représentation formelle des concepts d’un domaine de connaissances

▫Formalisation utilisable par un ensemble d’applications liées à ce domaine.



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Informations liées au produit en WS

•RDF : Resource Description Framework Triplet: sujet, prédicat, objet X44-SJRC1007951_A, Type ,

RSAWeldPoint



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Utilisation des ontologies en PLM• Modèle de données

Types d’article, attributs, relations• Ontologie

Ensemble de concepts décrivant un domaine [Kassel, Charlet, etc.]

Concepts, métadonnées, liens• Mise en correspondance des ontologies

Cas d’utilisation de plusieurs systèmes PLM Définition des mappings entre les représentations

disjointes des objets• Ontologies sont partageables, modifiables et

transformables.



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Avantages du WS

•Facilité d’intégration et d’échange en utilisant une représentation commune, flexible et dynamique

•Possibilité de réconcilier les données dispersées

•Évoluer l’organisation des données



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Plan


systèmes – le Web Sémantique3. Réutilisation des connaissances – le

Web Socio-Sémantique4. Démarche de gestion des connaissances5. Mise en œuvre – la plateforme I-



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Réutilisation des connaissances•Approche PLM focalisée sur les projets en

cours de réalisation

•Fonctions de recherche : multicritères et plein-texte

Connaître ce qu’on cherche à l’avance Difficulté de repérer l’information utile

•Besoin Pouvoir classer les connaissances pour les

trouver rapidement avec un moindre effort



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Le Web Socio-Sémantique

• Web Socio Sémantique (W2S) Un Web Sémantique Exploitation des ressources par des utilisateurs

• « inscrit les pratiques de recherche et d’élaboration informationnelle des usagers du Web dans des activités de coopération » (Zacklad, 2005)

• S’adresse à des communautés poursuivant des objectifs similaires.

• Participe à la construction d’une représentation structurée du domaine et du collectif



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Recherche d’information & navigation•Co-structuration progressive de

l’information Réseau sémantique (schéma de classification)

•Navigation sur le « schéma de classification »

•Recherche d’information sans connaître au préalable le contenu de ces ressources



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Hypertopic – langage du W2S

• Modèle de représentation des connaissances

• Système de navigation multipoints de vue

• Co-construction des points de vue sur un ensemble d’information d’un domaine particulier de connaissances

• Composantes Hypertopic : Point de vue, thème, item, attribut, valeur, document

ressource.



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Composantes Hypertopic

[Cahier, 2005]



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Avantages du W2S

•Classification des connaissances par les utilisateurs

•Navigation multipoints de vue sur le contenu du PLM

Apprentissage de l’organisation des données Faciliter la recherche et la réutilisation



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Récapitulatif des besoins

• Une intégration des sources de connaissances

• Une unification des formats de représentation

• Une évolutivité des modèles de données

• La possibilité de classer les connaissances pour les trouver rapidement avec un moindre effort



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Plan



Socio-Sémantique4. Démarche de gestion des

connaissances5. Mise en œuvre – la plateforme I-



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Solutions proposées

•Utilisation des langages du WS Format commun, flexible et dynamique

•Utilisation de l’ontologie Représentation du modèles de données Réconciliation des sources de données

•Utilisation d’Hypertopic Classification multipoints de vue Recherche d’information par navigation



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La gestion des connaissances

•« Vise à capturer les connaissances... d’une organisation afin de faciliter l’accès, le partage, et la réutilisation de ces connaissances » [Dieng-Kuntz & Matta, 2004]

•Ces connaissances doivent être préalablement « modélisées et stockées... afin d’accomplir une nouvelle tâche » [Charlet et al., 2003]



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Les connaissances en question

• La connaissance est créée et organisée par un flux d’information, ancré dans les engagements et les croyances de son possesseur (Nonaka, 1994)

matérialisée par les informations (Gardoni, 1999) une information contextualisée (Buckingham-Shum, 1997)

• L’information : interprétation syntaxique produite à partir du support sur lequel celle-ci est déposée

• La connaissance : n’a comme support que l’être humain, peut inclure des aptitudes physiques et des capacités intellectuelles qui peuvent être mises en action.



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Notre orientation

• Définir des processus managériaux, informationnels et opérationnels

• Visant à mettre en place des moyens (humains et matériels) et des techniques (systèmes physiques et informatiques)

• Favorisant l’accès, le partage et la réutilisation des ressources informationnelles individuelles ou collectives (BD, documents, applications, etc.)

• Rendre possible et facile l’appropriation de ces ressources



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SPIKE: démarche proposée

• Smooth Product Information and Knowledge Exchange, Reuse and Sharing.

Ne couvre pas un champ particulier ou une communauté industrielle particulière

Ne définit pas un standard ou une technologie Ne concerne pas les données géométrique ou CAO Concentré sur les informations liées au cycle de vie

• Approche Extraction sémantique des données Formalisation des connaissances Réconciliation des modèles Navigation sur les connaissances.



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Méthodologie

1. Identifier les sources de connaissances

2. Capturer les connaissances

3. Formaliser les connaissances

4. Combiner les connaissances formalisées

5. Diffuser et mettre en commun les connaissances

6. Actualiser les connaissances des sources origines



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1. Identifier

• Sources des connaissances Systèmes PLM

• Modèle de données Types d’article Types de relations

• Données (instances du modèle) Articles Relations Liens vers les documents



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2. Capturer


Processus d’extraction

Extracteur

Structuration intermédiaire

configuration

PLM source


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3. Formaliser


Processus de formalisation

Extracteur

Formalisation

Référentiel

Import


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4. Combiner


Processus de réconciliation

Réconciliateur

Référentiel

mappings

fusion

PLM 2

PLM 1

Interface utilisateur

Référentiel


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5. Diffuser (1/2)

• Accès : recherche d’information et navigation• Enrichissement du contenu

Classification multipoints de vue • Connexion du référentiel au modèle Hypertopic

Les articles et leurs attributs Les relations entre les articles Les liens vers les documents

• Composantes du modèle Hypertopic Point de vue Thème (attributs heuristiques liant l’item à un point de vue) Item (composante de base) Attribut (nom d’un attribut standard) Valeur (valeur d’un attribut standard) Document ressource (fragment informationnel lié à l’item)



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5. Diffuser (2/2)

• Article Item• Attributs articles Attributs standards• Liens vers les documents Documents ressources• Les relations entre les articles ?

▫ 1ère solution : considérer une relation comme un thème (attribut heuristique) Cas de plusieurs articles associés avec la relation Cas de relations binaires, ceci n’a aucun intérêt

▫ 2ème solution : ajouter une nouvelle composante Hypertopic Lier un item à un autre (item lié ou related item) Proposition faite conjointement avec nos collègues de Tech-

CICO travaillant sur l’axe W2S Solution a été validé et implémenté par eux-même



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6. Actualiser


Processus d’actualisation

PLM 2

PLM 1

Référentiel

Extracteur

Réconciliateur

T1

T2


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Récapitulatif sur la démarche

• Source de connaissances (PLM)

• Processus d’extraction Extracteur sémantique

• Processus de formalisation Référentiel commun (RDF)

• Processus de réconciliation Réconciliateur de modèles

• Modélisation Hypertopic

• Processus d’actualisation



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Plan



Socio-Sémantique4. Démarche de gestion des connaissances5. Mise en œuvre – la plateforme

I-Semantec6. Conclusion et perspectives


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Le projet I-Semantec

•Projet financé par l’ANR•4 partenaires:

3 industriels : CADeSIS, ABB et Topica Tools Une équipe de recherche : Tech-CICO

•Objectifs Industriel : développer un outil logiciel offrant

une interopérabilité sémantique entre l'ensemble des systèmes PLM

Scientifique : fournir de nouveaux éléments de validation à l'approche du Web Socio-Sémantique



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Couche d’extraction : PLM



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Interface de Teamcenter Eng.



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Couche d’extraction : CADeXPORT



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Contenu RDF

<dps:RSAWeldPoint rdf:about="http://www.cadesis.com/i-semantec/docprocess#X44-SJRC1007951_A"><dps:CoordX>2738.45</dps:CoordX> <dps:CoordY>-286.220</dps:CoordY> <dps:CoordZ>428.399</dps:CoordZ> <dps:creation_date>05-Nov-2007 22:15</dps:creation_date> <dps:mod_date>06-Nov-2007 13:43</dps:mod_date> <dps:HypDecoupage>H1DEC</dps:HypDecoupage> <dps:object_desc>SJRC1007951</dps:object_desc> <dps:Diversite>:C44.</dps:Diversite> <dps:EtatImport>N</dps:EtatImport> <dps:object_name>X44-SJRC1007951</dps:object_name> <dps:uid>hLIdynlPTmc$3A</dps:uid> <dps:docRelation rdf:resource="http://www.cadesis.com/i-

semantec/docprocess#IMAN_Rendering9" /></dps:RSAWeldPoint>



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Couche d’extraction : Jena



46

Couche d’extraction : PROMPT



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PROMPT : réconciliation



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Couche de navigation : Agorae



49

Agorae - Accueil



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Réutilisation avec Agorae

CdC

?X



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Navigation avec Agorae



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Couche de navigation : Argos



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Contenu Hypertopic

<entity name="X44-SJRC1007951_A"><attribute name="name" value="X44-SJRC1007951_A" /> <attribute name="CoordX" value="2738.45" /> <attribute name="Diversite" value=":C44." /> <attribute name="EtatImport" value="N" /> <attribute name="HypDecoupage" value="H1DEC" /> <attribute name="cdate" value="05-Nov-2007 22:15" /> <topic href="http://localhost/plm2hypertopic/viewpoint/

1/topic/RSAWeldPoint/"> RSAWeldPoint</topic> <relatedEntity relationType="est utilisé dans"

href="http://localhost/plm2hypertopic/entity/OP000001_A/">OP000001_A</relatedEntity>

<relatedResource resourceType="IMAN_Rendering" href="http://localhost/tc/webclient/load/ElementLiaisonS2.jt">ElementLiaisonS2.jt </relatedResource>

</entity>



54

Couche de navigation : Joseki & plm2hypetopic



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Requête SPARQL

SELECT ?attribute ?valueWHERE { dp:X44-SJRC1007951_A ?attribute ?value }

Réponse XML : <result>

<binding name="attribute"> <uri>http://www.cadesis.com/i-semantec/dp-

schema#CoordX</uri> </binding> <binding name="value"> <literal>2738.45</literal> </binding> </result>



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Les outils de la plateforme• Teamcenter Engineering : système PLM

• CADeXPORT

• PROMPT : plug-in Protégé

• Agorae : client Hypertopic

• Plm2hypertopic : serveur Hypertopic

• Argos : serveur de référence Hypertopic

• Waado : outil de rédaction collaborative



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Plan






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Conclusion

• Intégration et mises en correspondance des données plusieurs PLM

• Échange d’information entre les systèmes

• Évolution du modèle de données

• Classification et réutilisation des connaissances

• Évolution et adaptation du modèle Hypertopic au monde industriel (PLM)



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Perspectives

• Tests Grandes quantités de données Projets en cours de réalisation

• Ouverture Extraction d’autres types de données PLM, tel que les

processus Intégration avec d’autres systèmes, tel que l’ERP

• Évolution Supprimer le passage par fichier Mise à jour des données du référentiel

• Amélioration de l’interface utilisateur pour la réconciliation


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