Brevet FR2760511A1 — publié le 19980911

La présente invention concerne un procédé de conception de lignes de gestion de fluides, en particulier gazeux, lesdites lignes utilisant des composants de dimensions normalisées. Le procédé se caractérise principalement par l'utilisation de composants possédant des dimensions hors tout constantes sur leurs axes de connexion mutuelle, combinée avec l'utilisation d'un système informatisé permettant, à partir d'une bibliothèque de composants de base, de nature à la fois symbolique, de représentations en plan, de représentations en trois dimensions et d'une grille de placement dans l'espace, de créer une schématisation fonctionnelle des composants à intégrer dans la ligne de gestion de fluides, puis de générer le dessin automatique des composants en vue de la réalisation de la ligne de gestion de fluides. Un lien avec un système de production automatisé ou un système de simulation de fonctionnement est possible. Dans la situation actuelle, des systèmes de montage de lignes pour la distribution, le contrôle et la mesure de débits de fluides humides ou gazeux sont déjà connus (voir brevet français 86 10027). Ils ont éventuellement des dimensions normalisées pour faciliter leur assemblage. La concept ion de ces systèmes consiste à déterminer un assemblage de sous ensembles réalisant les fonctions exigées par l'utilisateur, en respectant ses contraintes d'encombrement par exemple. Cette conception, à partir de composants standards ou adaptés aux besoins spécifiques des clients est classiquement faite soit à la main, soit par utilisation de logiciels généralistes de dessin. Ces méthodes qui ne sont pas spécifiquement adaptées aux composants constitutifs des lignes de gestion de fluides génèrent des pertes de temps lors de la conception et, par la difficulté à visualiser rapidement le système prévu, des itérations successives de dessin pour les modifications souhaitées par les clients. De plus, la création de ces ensembles de gestion de fluides implique par sa complexité un savoir faire qui restreint son accès à quelques spécialistes, réduisant la diffusion possible des systèmes de gestion de fluides. Enfin, des erreurs de dessins sont possibles par ces méthodes classiques, générant à nouveau des délais de correction. La présente invention entend donc remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau procédé de conception, et de modification de lignes de gestion de fluides très rapide, et rendu accessible à un public plus large non nécessairement spécialisé, par son maniement très simple. La très grande rapidité de passage à l'industrialisation constitue un second but de l'invention. Enfin, selon un troisième but de l'invention, une simulation d'encombrement ou de fonctionnement est possible par ce procédé de conception et de réalisation. Le procédé objet de la présente invention est donc un moyen de conception et de réalisation de lignes de gestion et de distribution de fluides humides ou gazeux, comportant des composants de contrôle, de mesure, de distribution de fluides, des plaques ou autres supports de fixation des composants, un système informatique adapté au dessin de composants mécaniques, équipé éventuellement d'un système d'exploitation générant une interface graphique pour l'utilisateur, éventuellement un logiciel de dessin technique acceptant la création de bibliothèques utilisateurs et gérant les dessins à feuilles multiples, au moins un système de visualisation des lignes de gestion de fluides en cours de conception, au moins un système d'entrée d'informations graphiques ou numériques vers le système informatique, éventuellement un ou des moyens de sauvegarde des informations de conception, éventuellement un ou des moyens de dessins sur papier de plans de ces systèmes de gestion de fluides, caractérisé - en ce que une bibliothèque de composants de gestion de fluides a été définie, les dits composants ayant leurs points de connexion mutuelle placés sur des axes et à des distances standardisées pour tous les composants, ces distances étant multiples d'un pas de base dans chaque direction, et chaque composant pouvant être remplacé sans avoir à démonter les composants amont ou aval du montage, - en ce que les composants de support de ces sous ensembles permettent un montage de lignes ou de réseaux de toutes dimensions par leur modularité, - en ce que ces deux séries de composants ont été définies au sein d'une base de données de représentations fonctionnelles et géométriques des composants standards de gestion de fluides ou de sous ensembles fonctionnels classiques comportant plusieurs composants, - et en ce que le dessin du réseau est réalisé par l'extraction de représentations de composants de la base de données hiérarchisée, et le placement à l'aide d'une "grille" à trois dimensions de ces représentations dans un espace de dessin, ladite grille étant compatible avec les axes de connexion dans l'espace et dimensions standardisées des composants. Grâce à cette disposition, une procédure systématique est proposée pour créer le dessin du réseau de composants de contrôle, mesure et distribution de fluides, en fonction des cahiers des charges des clients, en ce qui concerne les nombres d'entrées et de sortie, les fonctions à réaliser et les encombrements maximums sur une dimension ou une autre, avec un nombre de canaux de fluides entrant et sortant, des dispositifs standardisés de traitement de fluides quelconques. La création de réseaux peut se faire en partant de schémas de fonctions des composants, nettement plus compréhensibles pour les utilisateurs que les dessins souvent très similaires des composants eux-mêmes. Le dessin de structures de grandes dimensions devient également possible par la création de groupes fonctionnels et leur copie en plusieurs exemplaires dans une structure plus large de réseau. La hiérarchisation de la base de représentations permet une recherche rapide des composants par exemple par type de composant, puis par fonction, puis par nombre de connexions mâles, puis par variante... On comprend également que la modification des dessins de réseaux envisagés est très rapide, en travaillant soit sur les représentations fonctionnelles, soit sur les représentations physiques des composants. Enfin, I'analogie entre le remplacement d'un composant sans démontage des composants amont ou aval avec le remplacement dans l'espace de dessin d'une représentation de composant facilite encore le travail sur des réseaux, en construction ou déjà existant. II est clair que l'utilisation d'un outil informatique au sein du procédé est avantageuse pour gérer des dessins et visualisations de montages en trois dimensions, dans les cas où des composants doivent être assemblés au dessus d'autres composants, et que cette utilisation permet de créer des réseaux qui auraient été très difficiles à concevoir par les procédés traditionnels. La gestion hiérarchisée d'une base de données pouvant comporter plusieurs dizaines ou centaines de composants différents est également facilitée par utilisation d'outil informatique, mais celui-ci n'est pas indispensable. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par un schéma symbolisant ce composant. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par un pictogramme symbolisant la fonction de ce composant. Cette disposition permet de travailler sur un schéma représentatif de la fonction globale du système de gestion, de fluides en cours de création. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par un plans en deux dimensions. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par une vue en trois dimensions. Ces dispositions permettent évidemment de faciliter la réalisation effective du système à partir de composants pris dans un stock de pièces, conformément au dessin de réalisation. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, il comporte un moyen d'impression des dessins de fabrication mécanique du système de gestion de fluide une fois conçu, avec en particulier l'impression de cartouche de normes, du cadre et des mentions légales. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, il comporte un test de compatibilité de chaque nouveau composant inséré avec les autres composants déjà insérés dans le réseau en construction, basé sur l'analyse des connexions prévues sur tous les axes avec les composants voisins. Cette disposition permet de détecter des erreurs éventuelles de choix de composant de façon systématique. Selon un mode particulier de mise en oeuvre du procédé, le système comporte une fonction de compteur des composants extraits de la bibliothèque, permettant la production d'une liste des composants (composants et pièces de montage et de support) inclus. Cette disposition permet encore de faciliter la réalisation du système en générant rapidement la liste des sous ensembles à commander. Elle permet aussi la réalisation rapide de devis de fabrication en reliant cette liste avec une base de données de prix des sous ensembles. La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés dans un but explicatif et nullement limitatif permet de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. La figure l représente un dispositif de fixation des composants par des plaque formant une structure en ratelier . La figure 2 montre un ensemble de représentations différentes d'un même composant de gestion de fluides gazeux. La figure 3 montre une matrice typique de choix de composants à insérer dans un réseau en construction. La figure 4 montre une représentation schématique d'un réseau exemple créé par le procédé. La figure 5 montre une représentation pictographique d'un réseau exemple créé par le procédé. La figure 6 montre une représentation physique en perspective isométrique d'un réseau exemple créé par le procédé. Tel que représenté selon une forme donnée à titre d'exemple sur la figure i, un réseau de gestion de fluides comprend d'une part des lames longitudinales rigides (l) auxquelles sont fixés les composants, chacune des lames étant montée sur des dispositifs support à ses extrémités, par exemple des lames transversales (2), de longueur adaptée à la taille du montage réalisé. Chacune des lames est dotées d'ensembles de perforations pour la fixation, par exemple par vissage, des composants intégrés au réseau. Les ensembles de fixation sont disposés à des distance égales au pas standard des composants. Les lames longitudinales sont fixées aux lames transversales par des perçages espacés de distances égales au pas standard des composants. Sur le réseau en "ratelier" de lames ainsi constitué, les composants sont fixés, d'une part au montage de support, par exemple par vissage, d'autre part entre eux par les connexions des lignes de fluides, typiquement par des montages vissés mâle-femelle permettant de remplacer chaque composant sans avoir à démonter les composants amont ou aval. L'ensemble des lignes de gestion de fluides ainsi réalisé se connecte à des entrées et des sorties de gaz ou de fluides spécifiques à l'utilisateur. La figure 1 montre ainsi en vue en plan un réseau comportant sur une ligne (i) une valve d'arrêt à commande manuelle (3), une vanne pneumatique à quatre voies (4) pour raccordement avec une ligne parallèle représentée (9), une vanne pneumatique à deux voies (5), un filtre (6), un contrôleur de débit (7), une vanne pneumatique à deux voies (8). Le procédé selon l'invention suppose la création préalable au sein d'un logiciel de dessin mécanique d'une bibliothèque de données graphiques représentative des composants susceptibles de faire partie du réseau à concevoir. La mise en oeuvre du procédé de construction d'un réseau débute, une fois les besoins spécifiques de l'utilisateur définis, ainsi que son cahier des charges d'encombrement, par le choix d'un type de représentation des composants. La figure 2 montre les différents types de représentation existant pour une valve pneumatique à trois voies. Chaque élément de la bibliothèque de composants est ainsi représenté de plusieurs façons, de manière à pouvoir passer en cours de conception d'une feuille de travail schématique à son analogue pictographique ou physique en deux ou trois dimensions. La figure 3 montre une bibliothèque typique de composants, selon leur représentation schématique (i O), destinée à permettre le choix par le concepteur du composant adapté à son besoin particulier. Les composants sont également classés de façon textuelle abrégée (11). Puis les représentations des composants sont choisies une par une dans une bibliothèque de composants standards comportant de façon systématique la plupart des types de composants envisageables, par exemple valves trois voies classées par types de connecteurs et de contrôleur de flux. Cette bibliothèque est préférentiellement organisée hiérarchiquement. Elle est modifiable par ajout de nouveaux composants ou suppression de composants. Le déplacement dans cette bibliothèque de représentations se fait par utilisation de logiciels classiques, le plus souvent inclus dans les logiciels de dessins technique, et qui ne sont pas objet de l'invention. Chaque symbole représentant un composant est alors placé sur la grille de l'espace de dessin, par déplacement d'un icône sur l'écran de l'ordinateur, où il vient se fixer dans une position compatible avec les axes de la grille. Son placement est facilité en bonne place par une fonction d ' "attraction" de la représentation vers un noeud de la grille, cette fonction étant soit incluse dans le logiciel de dessin utilisé, soit réalisée par calcul de distance du centre de la représentation aux noeuds de la grille et placement au point de distance minimum, selon un algorithme classique. Chaque nouveau composant est à son tour placé sur la grille représentant le réseau en construction. A tout moment, il est possible de passer d'un mode de représentation à un autre, par exemple d'une représentation schématique à une représentation physique en trois dimensions, par un menu de choix de mode de représentation. Une fois les composants fonctionnels placés, les composants de support et de montage sont choisis dans une bibliothèque de composants et intégrés dans la représentation physique au dessous des composants fonctionnels. A la fin du processus de construction, le dessin obtenu peut prendre la forme soit d'une représentation schématique (figure 4), soit d'une représentation pictographique (figure 5), soit d'une représentation physique en deux ou trois dimensions (figure 6). Pour chacune de ces représentations, le dispositif permet de visualiser à la fois le schéma complet (12, 15, 18).en deux dimensions, un point de détail en trois dimensions (13, 16, 19), et de générer des cartouches de plans (14, 17, 20) directement imprimables pour la création de lignes selon une méthode classique connue de l'homme de l'art. Une simple fonction de compteur des composants cherchés dans les bibliothèques de composants permet de produire une liste des composants inclus. Une interface classique avec un tableur génère directement un prix de configuration si nécessaire. Une simple procédure classique d'exportation des données depuis le logiciel de dessin technique réalise cette fonction. La portée de la présente invention ne se limite pas aux modes de réalisation présentés mais s'étend au contraire aux perfectionnements et modifications à la portée de l'homme de l'art. Typiquement, il est possible d'ajouter au procédé un lien avec un système analogique, électronique ou informatique de simulation du réseau une fois dessiné pour en tester les fonctions et la validité. REVENDICATIONS 1. Procédé de conception et de réalisation des lignes de gestion et de distribution de fluides humides ou gazeux, comportant des composants de contrôle, de mesure, de distribution de fluides, des plaques ou autres supports de fixation des composants, un système informatique adapté au dessin de composants mécaniques, équipé éventuellement d'un système d'exploitation générant une interface graphique pour l'utilisateur, éventuellement un logiciel de dessin technique acceptant la création de bibliothèques utilisateurs et gérant les dessins à feuilles multiples, au moins un système de visualisation des lignes de gestion de fluides en cours de conception, au moins un système d'entrée d'informations graphiques ou numériques vers le système informatique, éventuellement un ou des moyens de sauvegarde des informations de conception, éventuellement un ou des moyens de dessins sur papier de plans de ces systèmes de gestion de fluides, caractérisé - en ce que une bibliothèque de composants de gestion de fluides a été définie, les dits composants ayant leurs points de connexion mutuelle placés sur des axes et à des distances standardisées pour tous les composants, ces distances étant multiples d'un pas de base dans chaque direction, et chaque composant pouvant être remplacé sans avoir à démonter les composants amont ou aval du montage, - en ce que les composants de support de ces sous ensembles permettent un montage de lignes ou de réseaux de toutes dimensions par leur modularité, - en ce que ces deux séries de composants ont été définies au sein d'une base de données de représentations fonctionnelles et géométriques des composants standards de gestion de fluides ou de sous ensembles fonctionnels classiques comportant plusieurs composants, - et en ce que le dessin du réseau est réalisé par l'extraction de représentations de composants de la base de données hiérarchisée, et le placement à l'aide d'une "grille" à trois dimensions de ces représentations dans un espace de dessin, ladite grille étant compatible avec les axes de connexion dans l'espace et dimensions standardisées des composants. 2. Procédé selon la première revendication, caractérisé en ce que chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par un schéma symbolisant cet composant. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par un pictogramme symbolisant la fonction de cet composant. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par un dessin en deux dimensions. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que chaque composant de gestion de fluides peut être représenté dans le système de dessin par une vue en trois dimensions. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'impression des dessins de fabrication mécanique du système de gestion de fluide une fois conçu, avec en particulier l'impression de cartouche de normes, du cadre et des mentions légales. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un test de compatibilité de chaque nouveau composant inséré avec les autres composants déjà insérés dans le réseau en construction, basé sur l'analyse des connexions prévues sur tous les axes avec les composants voisins. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le système comporte une fonction de compteur des composants extraits de la bibliothèque, permettant la production d'une liste des composants (composants et pièces de montage et de support) inclus.