Brevet FR3022666A1 — publié le 20151225

MÉTHODE DE CONTRÔLE QUALITÉ ASSISTÉE PAR ORDINATEUR ET SYSTÈME DE CONTRÔLE QUALITÉ CORRESPONDANT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine du contrôle de qualité et plus particulièrement celui de la gestion automatisée de concessions dans le domaine de la fabrication aéronautique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Le contrôle qualité est une opération essentielle dans la fabrication aéronautique. Il permet de s'assurer que chaque élément d'un aéronef est bien conforme aux spécifications techniques requises par le constructeur. En effet, du respect de cette conformité dépend la certification de l'aéronef. Les spécifications techniques peuvent être, selon la nature d'élément, des dimensions géométriques avec certaines tolérances, des caractéristiques mécaniques ou électriques par exemple. Le contrôle qualité est appliqué à chaque étape d'intégration, en particulier dans la phase d'assemblage finale ou FAL (Final Assembly Line) de l'aéronef. La Fig. 1 représente de manière schématique les étapes d'un contrôle qualité connu de l'état de la technique. Le contrôle qualité débute par une déclaration d'un agent. Celui-ci vérifie la conformité de l'élément contrôlé avec les spécifications techniques requises par le constructeur et déclare en 110 la non-conformité en cas de disparité. La déclaration peut comprendre des mesures, des photographies, ainsi qu'un descriptif des disparités éventuelles observées. Ces observations sont consignées dans un rapport, dit déclaration de dérogation ou COD (Concession Declaration). Le rapport contient l'identifiant de l'élément en question, son numéro de série et la déclaration de non-conformité. 3022666 2 Le rapport est ensuite transmis au concepteur, agréé par l'autorité de certification, qui effectue une étape d'analyse, 120, suivie d'une étape de validation, 130. L'étape 120 consiste à analyser les conséquences résultant de la non-conformité de l'élément, en particulier sur les autres éléments interagissant avec ce dernier, et, le cas 5 échéant, à proposer des mesures pour remédier à ces conséquences. A ce stade, les conclusions du concepteur peuvent être les suivantes : l'élément est acceptable en dépit de sa non-conformité avec les spécifications techniques ; l'élément n'est pas acceptable et est donc mis au rebut ; 10 l'élément est acceptable sous réserve d'effectuer une réparation. Ces conclusions sont consignées dans un document de réponse à la demande de dérogation, dit COA (Concession Answer). Lorsque la réparation est effectuée, l'élément réparé revient à nouveau vers le concepteur pour une seconde étape 15 d'analyse. Si l'élément est considéré acceptable, en dépit de sa non-conformité initiale ou parce que la réparation est satisfaisante, le concepteur valide la solution retenue pour qu'il subisse une phase de test. La phase de test comprend également une étape d'analyse, 140, et une étape 20 de validation, 150, effectuées par un testeur agréé par l'autorité de certification. Dans la phase d'analyse, le testeur met en oeuvre un test permettant de vérifier si l'élément non conforme ou réparé répond aux exigences de sécurité requises. Dans la phase de validation, le testeur confirme ou infirme que l'élément est bien acceptable, et consigne le résultat du test dans un rapport de test ou COS (Concession Stress). 25 Enfin, à l'étape 160, les rapports précités sont visés par un agent du contrôle qualité qui vérifie que la procédure a été suivie correctement. L'ensemble de la procédure de contrôle qualité est particulièrement complexe en raison du grand nombre d'allers-retours qu'il peut impliquer entre les différents agents. En effet, les rapports peuvent être établis de manière relativement libre de sorte qu'ils sont souvent source d'omissions ou d'interprétations divergentes entre les agents. 3022666 3 Pour cette raison, chaque agent contrôle en pratique les opérations effectuées aux étapes précédentes. En outre, chaque omission ou erreur avérée nécessite de revenir à l'étape incriminée et d'effectuer à nouveau l'ensemble des étapes suivantes. Enfin, le contrôle qualité intervenant à différents stades de fabrication de 5 l'aéronef et à différents niveaux d'assemblage, sa complexité est un enjeu critique en termes de coûts de fabrication et de temps de livraison. Le problème à la base de l'invention est par conséquent de proposer une méthode de contrôle qualité des éléments d'un aéronef qui soit largement automatisée, rapide et efficace. Un autre but de la présente invention est de proposer un système de 10 contrôle qualité permettant de mettre en oeuvre la méthode précitée. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un système de contrôle qualité de la fabrication d'un aéronef comportant une pluralité d'éléments, ledit système 15 comprenant une interface homme-machine connectée à un serveur de gestion de dérogations, une dérogation étant demandée en cas de non-conformité d'un élément de ladite pluralité à un ensemble de spécifications techniques prédéterminées, ledit serveur étant lui-même relié à une première base de données de configuration de l'aéronef décrivant lesdits éléments de l'aéronef selon une structure arborescente, une seconde 20 base de données de défauts contenant un catalogue de types de défauts pour les différents éléments de l'aéronef, et une troisième base de données contenant une maquette numérique tridimensionnelle de l'aéronef. L'interface homme-machine est avantageusement une tablette numérique équipée de capteurs de position et d'attitude. 25 De préférence, à chaque type de défaut de la seconde base de données est associé un arbre de décision prédéterminé. Ledit serveur peut alors être adapté à rechercher un arbre de décision dans la seconde base de données à partir d'un identifiant de l'élément et à parcourir, au moyen d'un moteur d'inférences, ledit arbre de décision. 3022666 4 En outre, le serveur est avantageusement adapté à rechercher dans la troisième base de données une représentation tridimensionnelle d'un élément de l'aéronef à partir d'un identifiant de cet élément, et afficher sur l'interface homme-machine ladite représentation. 5 Ladite représentation tridimensionnelle peut être superposée à une image réelle de l'élément prise par l'interface homme-machine, de manière à faciliter son identification. L'invention concerne également une méthode de contrôle qualité assistée par ordinateur, de la fabrication d'un aéronef comprenant une pluralité d'éléments, la 10 méthode comprenant: - une étape de détection d'une non-conformité d'un élément de l'aéronef avec un ensemble de spécifications techniques prédéterminées ; - une étape d'identification dudit élément à l'aide d'une maquette numérique tridimensionnelle de l'aéronef ; 15 - un parcours d'un arbre de décision associé à l'élément ainsi identifié. L'étape d'identification de l'élément de l'aéronef comprend avantageusement une sélection d'une représentation de cet élément au sein de la maquette numérique. La position du défaut peut être renseignée dans la maquette numérique en sélectionnant une partie de la représentation de l'élément de l'aéronef. 20 Ladite méthode peut comprendre la transmission à l'ordinateur d'une déclaration de non-conformité de l'élément de l'aéronef. Ladite méthode peut comprendre en outre une étape de validation de ladite déclaration de non-conformité après que l'arbre de décision a été parcouru. On peut avantageusement prévoir une modification de l'apparence de l'élément 25 dans la maquette numérique lorsque la déclaration de non-conformité a été validée. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de modes de réalisation préférentiels de l'invention, en référence aux figures jointes 30 parmi lesquelles : 3022666 5 La Fig. 1 représente schématiquement une méthode de contrôle qualité connue de l'état de la technique ; La Fig. 2 représente schématiquement un système de contrôle qualité selon un mode de réalisation de l'invention ; 5 La Fig. 3 représente schématiquement la structure de la base de données de configuration de l'aéronef, utilisée dans le système de la Fig. 2 ; La Fig. 4 représente un ordinogramme d'une méthode de contrôle qualité selon un mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 5 illustre un exemple de déclaration de défaut au moyen de la méthode de 10 la Fig. 4. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Nous considérerons dans la suite une méthode de contrôle qualité dans une chaîne de fabrication et d'assemblage d'un aéronef. La méthode de contrôle qualité 15 comprend une pluralité d'étapes comme décrit dans la partie introductive. L'idée à la base de l'invention est de simplifier et standardiser les étapes du contrôle qualité, notamment celle de déclaration de non-conformité (ou demande de dérogation selon la terminologie en vigueur), ce grâce à l'utilisation d'un système de contrôle qualité décrit ci-après. 20 La Fig. 2 représente un système de contrôle qualité selon un mode de réalisation de l'invention. Ce système, 200, comprend une interface homme-machine, 210, par exemple une tablette équipée d'une caméra. Cette interface est reliée par une liaison sans fil 25 (Wi-Fi, 3G, etc.) à un réseau auquel sont connectés un serveur, dit serveur de gestion des dérogations, 220, une base de données de configuration de l'aéronef, 230, une base de données de défauts, 240, et une base de données contenant une maquette numérique de l'aéronef, 250. Avantageusement, l'interface homme-machine pourra être 3022666 6 équipée de capteurs de position d'attitude permettant de déterminer la position et l'attitude de la tablette au sein de l'aéronef. Les agents en charge du contrôle qualité peuvent interroger le serveur 220 sous forme de requête et lui transmettre des informations via l'interface homme-machine 5 210. La base de données de configuration 230 décrit les éléments de l'aéronef selon une structure arborescente ayant pour racine l'aéronef lui-même (niveau 0 de l'arborescence). A chaque noeud de l'arborescence est associé un élément de l'aéronef ainsi qu'un identifiant de cet élément. Chaque élément d'un niveau n peut se 10 décomposer en une pluralité d'éléments de niveau n +1. On obtient ainsi une description complète de tous les éléments de l'aéronef, les feuilles de l'arbre représentant les éléments les plus simples. La Fig. 3 représente de manière schématique la structure de la base de données 15 de configuration de l'aéronef. L'élément 310 de niveau n se décompose dans l'exemple illustré en trois éléments, 321, 322, 323 de niveau n +1. A chacun de ces éléments est associé un identifiant, soit Id 1,Id 2,Id 3. Chaque identifiant identifie un élément de manière biunivoque dans l'aéronef. 20 Par exemple l'élément 321 peut correspondre à une poutrelle métallique et les éléments 322 et 323 à des équerres de fixation. Chaque élément de la base de données de configuration pointe sur une liste de types de défaut possibles dans la base de données de défauts 240. Cette liste de types de défaut peut être pré-remplie en fonction de l'expérience déjà acquise dans 25 l'utilisation de cet élément, et complétée au fur et à mesure que de nouveaux défauts sont répertoriés. A chaque élément est en outre associé un arbre de décision dont les feuilles correspondent aux types de défaut de la liste relative à cet élément. L'arbre de décision est avantageusement parcouru à l'aide d'un moteur d'inférences. D'autre part, chaque élément de la base de données de configuration peut être 30 visualisé au moyen de la maquette numérique de l'aéronef. Plus précisément cette 3022666 7 maquette numérique contient une représentation tridimensionnelle de l'aéronef avec tous ses éléments constitutifs. Un agent chargé d'un contrôle qualité peut naviguer au sein de la maquette numérique et identifier un élément quelconque de l'aéronef en pointant et cliquant sur sa représentation au sein de la maquette. Réciproquement, à 5 partir d'un identifiant d'un élément dans la base de données de configuration, l'opérateur peut être guidé au sein de la maquette numérique jusqu'à l'emplacement de cet élément. Celui-ci est identifié dans la maquette à l'aide d'une couleur particulière ou d'une surbrillance par exemple. Le serveur de gestion de dérogations, 220, permet à chaque opérateur du 10 contrôle de qualité (déclarant, concepteur, testeur) de savoir précisément où il se trouve dans la procédure et quelle action il doit effectuer. En outre, chaque opérateur est guidé par le serveur tout au long de sa tâche. Plus précisément, il peut être amené à remplir un formulaire électronique et être guidé le long d'un arbre de décision à l'aide d'un ensemble de questions/réponses. Ce n'est que lorsque l'ensemble des champs du 15 formulaire et/ou que l'arbre de décision aura été considéré comme parcouru que l'opérateur pourra passer à l'étape suivante. On minimise ainsi considérablement le risque d'erreur, d'omission ou de mauvaise interprétation des consignes. En outre, certains champs de formulaire et/ou certains noeuds de l'arbre de décision pourront être pourvus d'une aide contextuelle pour faciliter la tâche de l'agent. 20 La Fig. 4 représente un ordinogramme d'une méthode de contrôle qualité selon un mode de réalisation de l'invention. Plus précisément, cette figure illustre un exemple de déclaration de non-conformité au moyen du système de la Fig. 2. 25 A l'étape 410, l'agent détecte une non-conformité d'un élément de l'aéronef au regard des spécifications techniques de consigne. A l'étape 420, l'opérateur accède à la maquette numérique de l'aéronef via le serveur de gestion de dérogations. Pour ce faire l'opérateur fournit au serveur le type et, le cas échéant, le numéro de série de l'aéronef concerné. 3022666 8 A l'étape 430, l'opérateur saisit l'identifiant de l'élément contrôlé ou PN (Part Number). Alternativement, l'opérateur peut simplement prendre une image de l'élément contrôlé au moyen de sa tablette. A partir des informations des capteurs de position et 5 d'attitude de la tablette, l'opérateur se voit proposer un certain nombre d'éléments au sein de la maquette numérique et peut sélectionner l'élément contrôlé. Dans un exemple de réalisation particulier l'élément proposé peut être superposé à l'image réelle prise par la tablette, selon un principe de réalité augmentée. Réciproquement, si l'opérateur a directement renseigné l'identifiant de l'élément, 10 il peut être dirigé automatiquement vers la partie de la maquette numérique relative à l'environnement de ce dernier. Il lui est alors possible de confirmer le contrôle de l'élément en question en sélectionnant sa représentation dans la maquette numérique. Le serveur retrouve alors l'identifiant correspondant de l'élément à partir de la maquette numérique et de la base de données de configuration. 15 En tout état de cause, à partir de l'identifiant de l'élément à contrôler, le serveur 220 parcourt en 440 l'arbre de décision associé à cet élément dans la base de données de défauts 240. A chaque noeud de l'arbre de décision, le serveur peut transmettre des questions à l'agent. Celui-ci renseigne les champs de réponse correspondants au moyen de l'interface homme-machine 210 qui transmet la réponse au serveur. 20 Par exemple, l'agent pourra être invité à indiquer si la non-conformité concerne une partie de l'élément en question (auquel cas il peut être dirigé vers un sous-élément de niveau n +1 dans l'arborescence de configuration) ou au contraire concerne un élément plus important de niveau n-1 dans cette arborescence. La non-conformité peut encore concerner la manière dont l'élément a été monté ou assemblé. 25 Il peut ensuite être invité à préciser le type de défaut à déclarer. Par exemple, dans le cas d'un défaut à déclarer pour une pièce mécanique, le type de défaut pourra être sélectionné au sein d'un ensemble de défauts répertoriés tels que : écaillage d'un trou de la pièce, délamination d'un trou de la pièce, impact sur la pièce, délamination d'un bord de la pièce, marque d'outil sur la pièce, etc. Les défauts répertoriés dépendent 30 généralement de la structure et du matériau de la pièce mécanique en question. 3022666 9 Une fois le type de défaut renseigné, le serveur peut inviter l'agent à indiquer, en 450, au moyen de la maquette numérique, où se trouve le défaut sur l'élément non conforme. Par exemple, si l'élément présente plusieurs parties ou plusieurs faces, il pourra sélectionner sur la représentation de l'élément, la partie ou la face comportant le 5 défaut. Selon l'élément et le type de défaut, le serveur peut demander à l'agent qui lui fournisse des informations complémentaires en 460. Par exemple, s'il s'agit d'un impact sur une pièce mécanique, le serveur peut demander à ce qu'il mesure la position de l'impact, sa taille et sa profondeur. Le cas échéant, l'agent pourra également joindre une 10 photographie du défaut prise à l'aide de sa tablette. La Fig. 5 représente un exemple de déclaration de défaut d'un élément au moyen de la maquette numérique. L'élément défectueux est ici une poutrelle, 510 et le défaut un impact d'une zone de cette poutrelle. L'agent a indiqué en 520 la zone de la poutrelle 15 affectée et a renseigné les distances 531, 533 du défaut aux bords de cette zone. On comprendra que le fait pour l'agent d'être guidé par les requêtes du serveur selon un arbre de décision réduit considérablement le risque d'erreur, omission ou de mauvaise interprétation des consignes de contrôle qualité. 20 Lorsque le serveur détermine que l'arbre de décision a été entièrement parcouru et que toutes les informations requises ont été fournies, il permet à l'agent de valider sa déclaration en 470. 25 Une fois la déclaration validée par l'agent, le serveur modifie avantageusement la représentation de l'élément contrôlé dans la maquette numérique. De manière générale, l'apparence de l'élément peut être modifiée selon son statut, par exemple : élément non encore contrôlé, élément déclaré valide, élément déclaré non-conforme, élément à mettre au rebut. 30 3022666 10 Après que la déclaration de non-conformité a été validée en 470, le concepteur peut effectuer une étape d'analyse et une étape de validation comme décrit en relation avec la figure 1. Après validation par le concepteur, le serveur modifie à nouveau le statut de l'élément. Celui-ci est alors soumis à une étape d'analyse et de validation dans 5 une phase de test. Au terme de la procédure de contrôle qualité, c'est-à-dire après que les étapes de contrôle par le concepteur et le testeur ont été effectuées, l'élément est déclaré valide ou à mettre au rebut. Ainsi, il est possible de visualiser très rapidement dans une zone 10 quelconque de l'aéronef, les éléments qui restent à contrôler, ceux qui sont en phase de contrôle, ceux qui sont à mettre au rebut, etc. La mise à jour des statuts dans la maquette numérique étant toujours supervisée par le serveur, le risque d'incohérence ou d'erreur est quasi-inexistant. Enfin, le concepteur et le testeur reçoivent une déclaration de non-conformité qui 15 a été établie de manière standardisée et supervisée. Ils n'ont donc pas à vérifier la bonne exécution des consignes de déclaration. Il en résulte un contrôle qualité plus simple, plus rapide et plus efficace que celui de l'art antérieur. REVENDICATIONS1. Système de contrôle qualité de la fabrication d'un aéronef comportant une pluralité d'éléments, caractérisé en ce qu'il comprend une interface homme-machine (210) connectée à un serveur de gestion de dérogations (220), une dérogation étant demandée en cas de non-conformité d'un élément de ladite pluralité à un ensemble de spécifications techniques prédéterminées, ledit serveur étant lui-même relié à une première base de données de configuration de l'aéronef (230) décrivant lesdits éléments de l'aéronef selon une structure arborescente, une seconde base de données de défauts (240) contenant un catalogue de types de défauts pour les différents éléments de l'aéronef, et une troisième base de données contenant une maquette numérique tridimensionnelle de l'aéronef (250). 2. Système de contrôle qualité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'interface homme-machine est une tablette numérique équipée de capteurs de position et d'attitude. 3. Système de contrôle qualité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à chaque type de défaut de la seconde base de données est associé un arbre de décision prédéterminé. 4. Système de contrôle qualité selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit serveur est adapté à rechercher un arbre de décision dans la seconde base de données à partir d'un identifiant de l'élément et à parcourir, au moyen d'un moteur d'inférences, ledit arbre de décision. 5. Système de contrôle qualité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le serveur est adapté à rechercher dans la troisième base de données une représentation tridimensionnelle d'un élément de l'aéronef à partir d'un 3022666 12 identifiant de cet élément, et afficher sur l'interface homme-machine ladite représentation. 6. Système de contrôle qualité selon la revendication 5, caractérisé en ce que 5 ladite représentation tridimensionnelle est superposée à une image réelle de l'élément prise par l'interface homme-machine. 7. Méthode de contrôle qualité assistée par ordinateur, de la fabrication d'un aéronef comprenant une pluralité d'éléments, caractérisée en ce qu'elle comprend : 10 - une étape de détection (410) d'une non-conformité d'un élément de l'aéronef avec un ensemble de spécifications techniques prédéterminées ; - une étape d'identification (430) dudit élément à l'aide d'une maquette numérique tridimensionnelle de l'aéronef ; - un parcours (440) d'un arbre de décision associé à l'élément ainsi identifié. 15 8. Méthode de contrôle qualité selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'étape d'identification de l'élément de l'aéronef comprend une sélection d'une représentation de cet élément au sein de la maquette numérique. 20 9. Méthode de contrôle qualité selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que la position du défaut est renseignée (450) dans la maquette numérique en sélectionnant une partie de la représentation de l'élément de l'aéronef. 10. Méthode de contrôle qualité selon l'une des revendications 7 à 9, 25 caractérisée en ce qu'elle comprend la transmission à l'ordinateur d'une déclaration de non-conformité de l'élément de l'aéronef. 11. Méthode de contrôle qualité selon la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une étape de validation (470) de ladite déclaration de non- 3 0 conformité après que l'arbre de décision a été parcouru. 3022666 13 12. Méthode de contrôle qualité selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend une modification de l'apparence de l'élément dans la maquette numérique lorsque la déclaration de non-conformité a été validée.