La spécification géométrique des produits (GPS)

La spécification géométrique
des produits (GPS)
SEMINAIRE SNV
Tolérancement par position, par forme, par dimention et par gabarit
DATE
Mardi 7 et mercredi 8 juin 2016
de 09 h 00 à 17 h 00
LIEU
Hôtel La Prairie
Av. des Bains 9
CH-1400 Yverdon-les-Bains
DIRECTION DU SÉMINAIRE
Frédéric Charpentier
CFC-Technic, Neuilly-sur-Seine
www.snv.ch
Programme du 7 juin 2016 (matin)
08 h 45
Accueil et enregistrement des participants
09 h 00
Ouverture et introduction de la thématique
09 h 10
Introduction
• Conséquence d’un plan faux ou d’un plan dont la spécification est erronée ou en
désaccord avec les amendements des dernières normes - qui porte la responsabilité ?
• Aperçu des spécifications (tolérancement) les plus fréquentes dans les plans et leurs
conséquences
• Exemples d’introduction à la spécification
• Efficacité d’un langage robuste entre les différents acteurs autour du produit
• Besoin d’un langage univoque
• Les normes ISO – GPS ( une rupture épistémologique des normes de dessin technique)
• Présentation de la matrice GPS
Principes, termes et définitions
• Principe d’indépendance
• Principe d’invocation
• Type d’élément
• Une spécification (définition / cotation)
• Différents modèles, expression de la « géométrie réaliste »
• „Opérateur et incertitude
• Condition de conformité
Synthèse sur les éléments clés
• ISO 14638:2015, ISO 8015:2011, ISO 17450-­1, ISO 17450-­2, ISO 14660-­1:1999,
ISO 14660-­2:1999, ISO 22432:2011
10 h 30
Pause
10 h 45
Les dimensions angulaires et linéaires
• Évolution majeure des concepts de dimension (ISO 8015:1985)
• Dimensions linéaires – des évolutions majeures.
• Tailles locales, tailles globales, tailles calculées, rang associé aux tailles.
(ISO 14405-1:2010)
• Distance ou taille – quels impactes sur la conformité et l’expression fonctionnelle du
produit (ISO 14405-2:2011)
• Dimensions angulaires – des évolutions majeures et un projet de norme spécifique aux tailles angulaires (DIS ISO 14405-2:2015)
Exemples
• Erreurs typiques de l’emploi des dimensions
• Quels sont les problèmes dans l’emploi des normes ISO 2768:1989 (ISO 2768-1 et
ISO 2768-2)
12 h 00
Repas de midi
Programme du 7 juin 2016 (après-midi)
13 h 15
Fonction de mise en position – Surfaces de référence – Référence spécifiée
• Évolution majeure de la norme ISO 5459 de 1981 avec son dernier amendement de 2011
• Exemples – erreurs d’interprétation – enjeux sur les conditions fonctionnelles
• Définition des surfaces prises comme des éléments de référence
• Introduction des éléments de situation (référence spécifiée) qui permettent de contraindre
les zones de tolérance et les gabarits.
• Quelle méthodologie pour passer de l’élément de référence à la référence spécifiée ?
• Quels sont les critères utilisés : minimax, moindres carrés ?
• Comment passer d’une liaison mécanique à la classe d’invariance d’une surface en inter-
face ?
15 h 15
Pause
15 h 30
Référence simple, référence commune, système de référence
• Exemple de référence
• Référence simple : syntaxe et définition
• Référence commune – erreur dans la signification usuelle – syntaxe et définition –
simplification de cette écriture
• Système de référence – erreur dans la signification usuelle – contrainte entre les
références spécifiées : position ou orientation ?
• Application des références à tous les types de surface
Des modificateurs afin d’être au plus proche de la fonction de l’interface
• Prendre que des portions de surfaces pour répondre aux contacts des surfaces interfaces
• Modifier la nature de la surface en contact pour répondre au plus près du fonctionnel avec
le modificateur CF (contacting feature)
• Libérer des éléments de situation avec les modificateurs PT, SL et PL
• Libérer la distance fixe des références communes – le modificateur DV
• Répondre au plus proche du fonctionnel et de la fabrication avec les références projetées
– modificateur P
• Les évolutions de cette norme avec le projet (DIS) DIS/ISO 5459:2016 avec le modifica teur DF : distance fixe sur les contraintes des références secondaire et tertiaire – comment
y répondre en attendant l’amendement de cette norme ?
• Synthèse
17 h 00
Fin du 1er jour du séminaire
Programme du 8 juin 2016 (matin)
09 h 00
Un court rappel et de clarification de la 1re journée - questions ouvertes
La norme ISO 1101:2012 – application directe des spécifications sur le modèle produit
• Symboles et applications
• La flèche - un rôle majeur dans l’expression de la caractéristique – erreur à éviter –
évolution de sa définition entre les différents amendements de l’ISO 1101 de 1983 à
2012
Méthode pour lire sans interprétation une spécification par zone
• Comment décoder une spécification de façon univoque
• Efficacité d’un langage robuste entre les différents acteurs autour du produit
• Besoin d’un langage univoque
• Les normes ISO – GPS ( une rupture épistémologique des normes de dessin technique)
• Présentation de la matrice GPS
Des modificateurs – pour faire quoi ?
• Exemples d’application.
• Une évolution majeure du modificateur CZ – zone commune ISO 1101:2012 – le nom
change avec le projet de norme DIS/ISO 1101.2:2015 en zone combinée
• Zone distincte – modificateur SZ - avec le projet de norme DIS/ISO 1101.2:2015 en zone
combinée
• Le « tout autour » et le tout autour volumique »
• La zone de tolérance variable - une avancée majeure.
• Modificateur UZ – zone de tolérance asymétrique
• Modificateur OZ – zone de tolérance offset.
• Modificateur A – élément médian
• Modificateur F – état libre
• Modificateur F – zone de tolérance projetée.
• Modificateur UF – élément unifié - avec le projet de norme DIS/ISO 1101.2:2015
10 h 30
Pause
10 h 45
Application et étude des symboles
• Forme : Planéité, cylindricité, circularité, rectitude, profil d’un ligne ou d’une forme
quelconque
• Orientation : profil d’une ligne ou d’une surface quelconque, inclinaison, parallélisme,
perpendicularité
• Position : profil d’une ligne ou d’une surface quelconque, localisation, coaxialité,
concentricité, symétrie.
• Battement
• Exemple de zone de tolérance projetée
12 h 00
Repas de midi
Programme du 8 juin 2016 (après-midi)
Les gabarits : exigence du maximum de matière – exigence du minimum de matière –
exigence de réciprocité – exigence d’enveloppe
• Exigences du maximum de matière, du minimum de matière et de réciprocité ISO 2692:2014
• Exigence d’enveloppe – ISO 14405-1:2010
• Exemples
13 h 15
15 h 15
Pause
15 h 30• Diagramme de tolérance dynamique – attention aux erreurs de contrôle – diagramme retiré
dans l’amendement de la norme ISO 2692 en 2006
• Gabarit combiné, une écriture par défaut – risque d’interprétation.
Pièce non rigide – ISO 10579 : 2010
Arrête de forme non définie – ISO 13715:2000
Différence avec la norme ASME Y14.5:2009
Arrête de forme non définie – ISO 13715:2000
Discussion sur les pratiques et les problèmes spécifiques aux sociétés
Littérature pour prolonger la formation
17 h 00
Fin du séminaire
Informations générales
CONTENU
La cotation fonctionnelle des produits industriels
devient une préoccupation grandissante dans les
démarches de conception intégrée. Afin de répondre à des problématiques de prescription, de
conception et de vérification, les différents acteurs
industriels contribuant à l’élaboration des produits
doivent utiliser un système de communication rigoureux et général. La démarche normative liée à
la spécification géométrique des produits (GPS)
s’efforce de donner des outils permettant de répondre à ces problématiques. La normalisation
constitue alors un outil de communication avec les
différents acteurs (les utilisateurs, les concepteurs
produits, les concepteurs méthodes, les fabricants, les pouvoirs publics et tous les autres partenaires). Elle s’inscrit dans les concepts développés dans « l’industrie 4.0 » avec le suivi des
caractéristiques géométriques du produit, de la
conception, à la fabrication et au contrôle. Les différentes normes sont élaborées, par consensus,
par l’ensemble des acteurs du marché, au travers
de groupes de travail dans les bureaux de la normalisation.
Il est important de rappeler que les normes ne
sont pas des textes législatifs ou règlementaires,
mais bien des textes de références officiels auxquels chacun peut se référer de façon volontaire.
Cette adhésion volontaire explique que certaines
entreprises n’y adhèrent pas de façon systématique. Mais « la normalisation est une activité essentiellement technique à vocation économique »
Une étude effectuée dans les années 1990 dans le
secteur de l’automobile révélait que 80 % des difficultés rencontrées lors des mesures dimensionnelles sont dues principalement à une méconnaissance des normes de la part des concepteurs
produits ou méthodes ou des métrologues. Les 20
% restants sont dus aux lacunes des normes ou à
leurs divergences de l’une à l’autre.
En 1996, un comité technique est créé, le TC 213
(TC: comité technique); il est chargé des «spécifications dimensionnelle et géométrique des produits». Ce comité travaille à partir d’un outil de programmation et d’analyse mis au point sous forme
de matrice : la matrice GPS. Celle-ci a pour but de
visualiser les normes existantes, pour chaque caractéristique dimensionnelle, macrogéométrique
ou microgéométrique, allant du langage graphique
à l’exigence de l’appareillage de mesure, en passant par des définitions univoques et des procédures de mesure.
Depuis plus 25 années les normes de spécification
géométrique des produits (normes de cotation
ISO encore ainsi nommée dans le secteur industriel) sont robustes et permettent de répondre précisément aux besoins fonctionnels exprimés par
les constructeurs (concepteurs produits).
La spécification géométrique (tolérance) actuelle sur laquelle s’appuie la majorité des plans
de conception produit (construction) ne peut
empêcher la fabrication de produits défectueux, car l’absence de spécification (tolérance) de
forme et de position (ou spécification géométrique) rend impossible tout descriptif précis et
complet des produits.
Les exigences de qualité de plus en plus strictes
et la division croissante du travail, ainsi que la diminution des coûts des produits, requièrent une
spécification fonctionnelle robuste. En pratique
cependant, on constate que bien plus de la moitié de tous les plans de construction (conception produit) et de fabrication (conception méthode) sont incomplets, imprécis, voire erronés,
ne serait-ce qu’en termes de spécification (tolérance) de forme et de position, et donc que les
principes de tolérance selon les normes en vigueur
actuellement presque partout dans le monde ne
sont pas appliqués ou le sont erronément.
Une spécification (tolérance) erronée entraîne
dans la plupart des cas un contrôle difficile et
onéreux, ainsi qu’un besoin de clarification inutilement élevé entre les secteurs de la construction, de la fabrication et de l’assurance qualité,
sans pour autant améliorer la qualité du produit.
Le fait que les plans de construction représentent
un contrat juridiquement opposable, même en
cas de fabrication externe, est toutefois largement
méconnu. Des indications incomplètes ou imprécises, telles qu’une «tolérance + des écarts linéaires, d’entre-axes par exemple (Spécification dimensionnelle)» ou l’ignorance des «règles
par défaut» pertinentes (c’est-à-dire des accords
à caractère obligatoires du fait de la simple utilisation de la symbolique normalisée ou de la mention
des normes correspondantes), relèvent généralement de la responsabilité du donneur d’ordre,
et donc du dessinateur ou du concepteur produit,
Informations générales
et entraînent ainsi avec elles un risque élevé
quant à la responsabilité concernant les produits.
Le secteur de la spécification de forme et de position est extrêmement complexe et comprend à
l’heure actuelle une multitude de normes individuelles qui tendent à se regrouper en une norme plus
unifiée. Par ailleurs, nombre d’entreprises n’ont
pas encore introduit les spécifications de forme et
de position de manière suffisamment minutieuse
alors que les concepts existent depuis le début
des années 80. Ainsi, la fabrication d’après des
plans de construction sans spécification (tolérance) univoque est difficile, voire impossible,
dans le contexte international tant les interprétations sont multiples, voire divergentes.
De nombreuses entreprises ne se rendent souvent
pas compte de la piètre tolérance des plans de
construction que lorsque des fournisseurs externes sont impliqués, généralement dans le contexte international, et fabriquent des produits défectueux selon divers plans par la méconnaissance
des normes ou leurs interprétations, ou seulement
lorsque des clarifications intensives et coûteuses
s’avèrent nécessaires pour rendre explicite les
spécifications fonctionnelles. Les constructeurs et
les collaborateurs des services de fabrication et
d’assurance qualité sont donc souvent dépassés
en termes d’application et d’interprétation des outils normatifs disponibles, de manière conforme à
la fonction et à la fabrication, et de manière adaptée au contrôle et respectueuse du budget. Par
ailleurs, les importantes modifications apportées ces dernières années au domaine de la
tolérance de forme et de position entre autres
(par exemple SN EN ISO 8015:2011, SN EN ISO
1101:2006, SN EN ISO 5459:2011), ainsi que
l’introduction nouvelle de normes, de réglementations et de principes fondamentaux (tels
que SN EN ISO 8015:2011, SN EN ISO 144051:2011), sont encore largement méconnues.
Si ces normes internationales ne sont pas mises
en œuvre de manière cohérente par les secteurs
de la construction, du développement, de la fabrication et de l’assurance qualité, ce manquement
peut entraîner un préjudice significatif à la compétitivité de l’entreprise. Les normes actuelles
sont suffisamment robustes pour éviter toutes
interprétations. Leur signification est univoque.
Si l’on tient en outre compte du fait que les
secteurs de la construction et du développement
génèrent à eux seuls près de 70 % des coûts d’un
produit technique, il apparaît clairement qu’une
application cohérente et fonctionnelle des nombreux outils normatifs peut entraîner non seulement une importante amélioration de la qualité
des produits, mais également une réduction
sensible des coûts de fabrication et de contrôle (les tolérances sont des facteurs de coûts souvent méconnus). En effet, une spécification conforme aux dernières normes permet d’augmenter
la tolérance pour une même exigence fonctionnelle simplement par l’exactitude de l’expression de
la condition sur la caractéristique spécifiée. Par
ailleurs, une spécification conforme à la norme
permet d’améliorer nettement la communication
entre le bureau d’études (la construction et le développement), la fabrication, l’assurance qualité,
le service achats, le service commercial, la soustraitance et le client, et ce à l’échelle internationale.
OBJECTIFS
Le séminaire vous fournit les principaux outils disponibles actuellement quant à l’élaboration de
plans de construction conformes aux normes, et
notamment en termes de spécification géométrique fonctionnelle, adaptée à la fabrication et au
contrôle selon les normes internationales actuelles. Il abordera par ailleurs des solutions pratiques
de définition constructive de problèmes.
L’intervenant vous guidera pas à pas dans le domaine complexe de la spécification de forme et de
position. Une importance particulière sera accordée à une présentation claire des contenus du
séminaire. Des exercices adaptés à la pratique
permettront la mise en œuvre constructive et
l’approfondissement des contenus du séminaire.
Les participants se familiariseront avec les derniers progrès en termes de normalisation exclusivement internationale et recevront des suggestions
pour mettre en pratique les enseignements du séminaire dans le travail quotidien de la conception
produit (construction). Nous invitons les participants à apporter leurs propres plans de construction.
Informations générales
OBJECTIFS (SUITE)
Enseignements du séminaire:
• les principes essentiels de la spécification (tolérance) et leur mise en œuvre pratique, ainsi que
les contenus des nouvelles normes fondamentales SN EN ISO 8015:2011;
• les répercussions d’une spécification (tolérance)
non conforme aux normes et imprécise sur les
coûts de fabrication et de contrôle, ainsi que la
fonctionnalité et la responsabilité concernant les
produits;
• la différence significative entre les spécifications
(tolérance) dimensionnelles, ainsi que les spécifications (tolérances) de forme et de position (ou
spécification géométrique);
• l’application correcte des outils de spécification
(tolérance) de forme et de position. Vous serez
ainsi capable de sélectionner une stratégie de tolérance optimale en termes de fonctionnalité, de
coûts de fabrication et de contrôle, et de
l’appliquer dans le respect des normes en ce qui
concerne la documentation technique de produits
(plans de construction par exemple);
• l’identification et l’élimination certaine des inscriptions erronées, imprécises et ambiguës en
termes de spécification (tolérance) dimensionnelle, de forme et de position dans les documentations techniques existantes de produits (plans de
construction par exemple). Il en résultera non seulement une réduction des coûts de fabrication et
de contrôle, mais également une amélioration de
la fonctionnalité, et donc du rapport qualité-prix
des produits. Étant donné que le plan de construction représente par ailleurs un contrat juridiquement opposable, le séminaire contribue
considérablement à la prévention de litiges possibles avec vos clients ou avec vos sous-traitants.
Les principaux outils de diminution des coûts, permettant une expression au plus près de la fonctionnalité du produit notamment l’exigence maximale de matière ou de sa réciprocité. Vous serez
ainsi capable d’identifier un potentiel d’économie
sur les plans de construction ou les modèles produits existants, tout en maintenant le rapport qualité-prix du produit, et de l’appliquer de manière
adéquate;
• les changements importants dus à la migration
observée ces dernières années et maintenant
quasi achevée vers les normes internationales
dans le domaine de la spécification (tolérance) de
forme et de position, et l’ampleur de ses conséquences sur une tolérance fonctionnelle, adaptée
à la fabrication, au contrôle, et respectueuse du
budget;
• la définition de références et de systèmes de référence fonctionnels, adaptés à la fabrication et au
contrôle, afin de rendre possibles toute production
économique et tout contrôle précis du produit;
• les possibilités d’extension de tolérances existantes, sans perte de fonctionnalité. Celles-ci peuvent en effet entraîner une diminution significative
des coûts de production et de contrôle;
• les règles à suivre en matière de procédure pour
la définition numérique de produits et pour
l’intégration de modèles 3D;
• les principales «règles par défaut» (règles et principes ne requérant pas d’accord particulier) comme le « principe d’invocation » (ISO 8015 :2011);
• de nombreux exemples de mise en œuvre pratique de tous les aspects de la tolérance de forme
et de position.
PUBLIC CIBLE
Chefs de projet; ingénieurs et techniciens des domaines de la construction et du développement,
de la normalisation, de assurance qualité ainsi que
ceux chargés de la préparation du travail; dessinateurs techniques; collaborateurs du service achats
techniques et du service de formation en entreprise; experts spécialisés des services fabrication et
production; toute autre personne intéressée.
Direction du séminaire / informations clés
DIRECTEUR DU SÉMINAIRE
Dr. Frédéric Charpentier
CFC-Technic, Neuilly-sur-Seine
Docteur en Mécanique, agrégé Hors Classe
de génie Mécanique, expert AFNOR CEN ISO,
consultant en Ingénierie produit, professeur à
l’ESPE (écoles supérieures du professorat et de
l‘éducation)
DATE
Mardi 7 et mercredi 8 juin 2016
de 09 h 00 à 17 h 00
LIEU
Hôtel La Prairie
Av. des Bains 9
CH-1400 Yverdon-les-Bains
DROITS D’INSCRIPTION
Tarif réduit pour les membres: CHF 1’180.–
Tarif non-membres: CHF 1’440.–
(TVA 8% non comprise)
Les droits d’inscription comprennent la documentation et les collations. Pour les participants d’une
même entreprise, une remise de 15% sera accordée sur les droits d’inscription à partir de la
deuxième inscription simultanée.
DÉLAI D’INSCRIPTION
27 mai 2016. Des inscriptions après cette date seront acceptées sur demande.
ANNULATION DE L’INSCRIPTION
Jusqu’au 6 mai 2016, aucun frais ne seront facturés, jusqu’à dix jours ouvrés avant le début du séminaire, une indemnisation de CHF 300.– sera retenue pour frais administratifs. Au-delà de ce délai
ou en l’absence d’avis d’annulation, la totalité des
frais d’inscription sera facturée. Les participants
inscrits peuvent toutefois se faire remplacer.
envoyez le formulaire
Inscription
Inscription au séminaire «La spécification géométrique des produits (GPS)» du mardi 7 et mercredi
8 juin 2016 à Yverdon-les-Bains.
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 Monsieur
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Nom
Société
Fonction
Service
Rue / N°
Case postale
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Téléphone
E-mail
Date
Signature
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DE SERVICE
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