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conception assistée par ordinateur

INFORMATIQUE

Le processus de la C.A.O.

La C.A.O. aide tout d'abord à la définition de plans représentant l'objet à produire : l'opérateur travaille devant un écran graphique, disposant d'un clavier alphanumérique, et doté d'un photostyle ou d'une tablette graphique ; le concepteur définit ce qu'il veut faire, en choisissant ses commandes dans un menu constitué de la liste des opérations possibles à un moment donné. Les objets ainsi conçus sont représentés en deux dimensions (2D) ou en trois dimensions (3D), avec une apparence en mode filaire, surfacique, volumique, ou encore sous forme de solides avec leur texture.

Après avoir conçu un composant, ou un produit complet, l'opérateur indique à l'ordinateur de le conserver dans une banque de données où sont enregistrés et décrits les sous-ensembles déjà conçus en vue de l'utilisation éventuelle des formes antérieurement étudiées, après établissement de variantes, de mises à l'échelle, etc., dans une nouvelle structure. Quand l'aspect et les caractéristiques de l'objet (volume, centre de gravité, résistance…) s'avèrent satisfaisants, un traceur automatique relié à l'ordinateur gérant l'écran dessine les plans du produit : pièce mécanique, avion, automobile, circuit électronique, plan d'un bâtiment…

De la C.A.O. à la C.F.A.O.

Le propre de la C.A.O. est de rassembler les compétences qui existent dans les domaines les plus divers et d'en tirer une méthodologie la plus générale possible. La C.A.O. implique l'existence d'un véritable dialogue entre l'homme et l'ordinateur, la richesse de ce dialogue étant directement conditionnée par celle des outils disponibles.

La nécessité de passer du stade de la conception à celui de la fabrication a donné naissance à la fabrication assistée par ordinateur (F.A.O.). Celle-ci peut être définie comme l'ensemble des techniques qui permettent l'automatisation des différentes phases de la fabrication d'un objet manufacturé. Chaque phase de la fabrication utilise les résultats de la phase précédente. Ainsi, les résultats de la conception assistée fournissent les données nécessaires aux tests et à la simulation comme à la commande numérique des machines-outils, voire à celle des robots. L'ensemble de cette chaîne constitue ce qu'on appelle la conception et la fabrication assistées par ordinateur (C.F.A.O.).

Les applications de la C.A.O. et de la C.F.A.O.

La C.A.O. a pris naissance au sein des grands programmes militaires américains dans les années 1950. Elle a ensuite pénétré l'aéronautique civile, l'automobile, l'industrie informatique, l’architecture, le génie civil… Longtemps réservée aux grandes industries, seules capables de mettre en œuvre et de rentabiliser un outil puissant mais coûteux, elle s’est étendue progressivement aux moyennes et aux petites entreprises, partout où s’exerce l’art de l’ingénieur, avec l’avènement de stations de travail performantes et à un prix abordable. Son développement a été largement conditionné par celui de l'informatique et de sa périphérie, l'infographie interactive en particulier.

Les industries mécaniques constituent un champ d'application privilégié de la C.A.O. et de la C.F.A.O. En effet, la conception des pièces complexes se fait à l'écran, mettant en œuvre des logiciels de calcul en 2 (2 D) et 3 dimensions (3 D), auxquels peuvent être associés des programmes de calcul de structure. À l'autre bout de la chaîne, des machines-outils à commande numérique (fraiseuses, tours…) usinent les pièces à partir des données élaborées dans la phase de conception. Il en va de même en tôlerie où l'objet final est souvent réalisé par formage : la C.F.A.O. permet de déterminer avec précision les dimensions des tôles planes à utiliser, optimisant ainsi les coûts de production. Dans le domaine des matières plastiques, les techniques de la C.F.A.O. sont devenues irremplaçables pour la conception des moules.

Perfectionnement technique à l'origine, la C.A.O. est rapidement devenue un atout majeur des entreprises dans la compétition économique. Elle se traduit notamment par une créativité accrue des bureaux d'études, rendus aptes à « balayer » un maximum de solutions dans un délai très court et donc à cerner plus rapidement les meilleures réponses à un problème posé. Pour sa part, la C.F.A.O. autorise des gains de productivité sensibles et une reconfiguration rapide de la chaîne de production débouchant sur des ateliers flexibles aptes à suivre l'évolution du marché ou à répondre à des demandes diversifiées.