Stratégies et métriques de comparaison des représentations implicite et explicite de modèles géométriques

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Le développement de produits fait un usage important des outils de Conception assistée par ordinateur (CAO) pour définir ces produits ainsi que les processus qui leur sont associés (fabrication, inspection, etc.). Une large part du résultat de conception mécanique correspond à la définition géométrique de chaque pièce, exprimée sous la forme d’un modèle solide au sein d’une maquette numérique 3D. Dans de très nombreuses situations industrielles, il est nécessaire de comparer deux modèles CAO 3D afin de repérer avec certitude et précision les similarités et les différences entre eux, et de quantifier ces différences afin de prendre les décisions appropriées aux circonstances. Le programme de recherche proposé s’intéresse à deux aspects complémentaires de la comparaison de modèles géométrique 3D : différencier et réconcilier. En premier lieu, on cherche à caractériser d’une manière sémantique les différences repérées entre deux modèles géométriques 3D similaires afin de présenter une information immédiatement exploitable. Par exemple, après avoir repéré des modèles semblables à l’aide d’un outil de recherche géométrique (Shape Search), un gammiste doit encore être informé que la différence entre les deux modèles est le décalage d'une rainure de 1 mm afin d’adapter efficacement à la nouvelle pièce la gamme de fabrication existante. Le besoin fondamental consiste à comparer des objets appartenant à deux modèles géométriques 3D afin de dégager la sémantique des différences et des similarités entre eux et d'éclairer le processus de décision. Notre premier objectif majeur vise donc développement de concepts et de méthodes permettant de définir des métriques ‘sémantiques’ capables de quantifier les différences entre deux modèles CAO 3D similaires. Concrètement, nous souhaitons exprimer ces différences en termes de features fonctionnels (rainure, poche, mur, etc.) ajoutés, retranchés, déplacés, etc. En second lieu, on cherche à réconcilier les différences détectées entre deux modèles géométriques similaires afin de favoriser la parallélisation des tâches en travail collaboratif. Ce second objectif majeur est complémentaire au premier. Aujourd’hui, la capacité de travailler simultanément sur des versions distinctes de documents est courante en informatique, grâce aux fonctions Branch & Merge qui permettent de réconcilier les différences. Par contre, il n’existe pas d’outils capables de réconcilier les différences induites entre deux versions de modèles CAO. Le développement d’une telle capacité de réconcilier les différences entre modèles CAO similaires constituerait une avancée majeure dans la capacité de collaborer, en permettant de paralléliser des activités de conception/modélisation et, de là, de réduire la durée des cycles de développement de produits. La démarche projetée exploite les représentations explicite et implicite des modèles géométriques. La représentation explicite (ou évaluée, ou par les frontières) exacte des objets à comparer constitue le langage universel, donc la base de la comparaison. La représentation implicite (arbre de spécification, esquisses, …) guidera l’organisation de certains objets évalués en features pour augmenter le niveau sémantique. Les deux étapes envisagées, caractériser les différences de manière sémantique, puis réconcilier ces différences, sont donc complémentaires et permettront de solutionner des défis industriels de grande valeur pour la compétitivité de l’industrie canadienne.