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MODSIM

Exploitez des processus de simulation d’un bout à l’autre de la chaîne de création de produits afin d’optimiser la manière dont votre entreprise génère de la valeur.

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La durabilité est le mot d’ordre de notre époque. À l’image de l’industrialisation intelligente, elle exige de repenser la gestion du cycle de vie des produits et fait du MODSIM — le processus unifiant la modélisation et la simulation — une compétence clé. L’utilisation de la simulation à toutes les étapes de création de produits ouvre la voie à de nouvelles approches de la validation virtuelle et permet de s’appuyer sur les connaissances acquises pour optimiser la création de valeur.

MODSIM, un véritable potentiel pour votre entreprise

Ensemble, la modélisation et la simulation permettent de créer le jumeau numérique d’un produit ou d’un système, multipliant ainsi les possibilités pour votre entreprise d’atteindre ses objectifs de gestion du cycle de vie des produits (PLM). 

Ce processus fournit un laboratoire d’essai virtuel au sein duquel les entreprises peuvent accroître leur efficacité, leur durabilité et leur capacité d’innovation, tout en réduisant leurs dépenses et les délais de mise sur le marché de leurs produits. À ce titre, la simulation s’impose comme un élément fondamental de toute décision stratégique visant à numériser la création de produits. 

Dans de nombreux secteurs, il est d’ores et déjà évident que le développement de nouveaux produits n’est plus financièrement viable sans simulation. C’est notamment le cas du secteur automobile où la simulation contribue à raccourcir la durée de développement de systèmes complexes de plusieurs mois à tout juste quelques semaines — jusqu’à 90 % selon Dassault Systèmes.

Solution multifonctions pour la création de produits durables, le MODSIM permet de réduire la quantité de matériaux utilisée, d’économiser les ressources en production, d’augmenter la qualité et la longévité des produits, et bien plus encore. 
 

Intégrer la modélisation et la simulation à toutes les étapes de création produit

Indépendamment du contexte qui entoure la création d’un produit, la simulation fournit aux experts des informations précieuses qui les aident à optimiser l’ensemble du processus. Mais pour ce faire, le MODSIM doit être largement accessible et ne plus être considéré comme une discipline isolée réservée aux seuls spécialistes. 

Le recours le plus en amont possible à la simulation — c’est-à-dire dès la phase de conception — permet de renforcer considérablement le potentiel de création des produits. Une conception basée sur la simulation (simulation-driven design) offre aux concepteurs un moyen d’appréhender les questions par le biais de la simulation numérique. En d’autres termes, le processus itératif de tests, d’optimisation et de validation qualitative des propriétés et des fonctions commence dès la phase de conceptualisation. 

Le périmètre des informations disponibles en amont s’étend également à la simulation fonctionnelle au niveau système. Ici, l’objectif est de tester et d’affiner les spécifications initiales du produit. Cette approche ne s’appuie pas sur la géométrie CAO. A contrario, le système est représenté physiquement par une « simulation 1D », un instrument de plus en plus utilisé, notamment dans le secteur de l’automobile. 
 

En tant que processus itératifs, la modélisation et la simulation :
  • aident à résoudre les problèmes transversaux et des sous-systèmes ;
  • fournissent une base solide pour la prise de décisions liées à la gestion et aux technologies.
     

Par ailleurs, étant désormais partiellement liées, les phases de conception et de spécification se déroulent plus efficacement. Cette synergie est d’autant plus importante que la variété et la complexité des exigences augmentent, tout comme les besoins d’essais. 

Côté innovation, les avantages d’une conception basée sur la simulation sont également nombreux. Parce qu’elle permet de tester systématiquement de nouvelles idées sur des modèles virtuels, l’ingénierie basée sur la connaissance peut donner lieu à des propositions novatrices en matière de conception. 

Cette démarche favorise la collaboration entre les concepteurs et les experts en simulation, ce qui influence positivement le taux de réussite « du premier coup » et favorise une baisse des coûts compte tenu du nombre réduit de tests devant être effectués sur des prototypes physiques. Sans oublier que l’utilisation transversale de la modélisation et de la simulation contribue à résoudre de nombreux problèmes en amont. 

Pendant la phase de conception, le processus de modélisation et de simulation est également bénéfique en termes de frontloading (concentration des ressources en phase initiale). En effet, grâce aux connaissances acquises au travers du MODSIM, les concepteurs peuvent identifier les possibles points faibles d’un produit et résoudre à un stade précoce les problèmes correspondants, ce qui est beaucoup plus rentable que de prendre des mesures correctives en aval. 
 

De l’importance du processus MODSIM pour votre entreprise

Garantir la qualité

La simulation permet de tester et d’améliorer systématiquement les propriétés et les fonctions d’un produit pour en renforcer la durabilité et la valeur.
 

Atteindre les objectifs de l’entreprise

Vous développez de meilleurs produits à moindre coût et pouvez les déployer plus rapidement au profit de vos clients et de votre entreprise.
 

Promouvoir le développement durable

La forme suit la fonction, et permet d’économiser des ressources. De plus, l’utilisation de matériaux et de processus de production optimisés réduit au maximum la consommation des ressources.
 

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Modélisation et simulation, deux leviers de valeur

Les processus MODSIM aident les équipes de direction et les unités techniques à prendre des décisions en matière de conception et de déploiement des systèmes. Diverses méthodes peuvent être utilisées pour fixer le cap à chaque étape de création d’un produit. 
À titre d’exemple, les entreprises industrielles utilisent la simulation pour :

  • valider des exigences (ingénieurs en simulation) ;
  • obtenir des informations qualitatives sur des composants (concepteurs) ;
  • développer de nouveaux concepts (ingénieurs système) ;
  • optimiser les paramètres de production (ingénieurs de production) ;
  • optimiser un large éventail d’exigences relatives aux produits.

Confrontées à un marché dynamique et à des exigences de produits complexes, les entreprises industrielles doivent être en mesure d’accéder à un maximum d’informations aussi rapidement que possible. La simulation bénéficie aujourd’hui de logiciels très sophistiqués et d’une puissance de calcul croissante, notamment grâce aux ressources déployées dans le cloud. Pour gagner en efficacité et en rapidité, il est donc primordial d’intégrer la simulation aux données et aux processus de gestion du cycle de vie des produits.
 

Avantages de la simulation
  • Des approches multiples pour des phénomènes multiphysiques
  • Des résultats rapides pour des produits déclinés en plusieurs variantes
  • Des jumeaux numériques au service d’une amélioration continue
     

Étapes du processus

Pour trouver les bonnes réponses, il faut avant tout poser les bonnes questions. Quelle est la problématique ? Comment la modélisation et la simulation contribuent-elles à la résoudre ? Vous pouvez, par exemple, examiner les fonctionnalités, les performances et la fiabilité d’un produit dans diverses conditions opérationnelles et sous l’effet d’influences extérieures. Vous pouvez également répondre à des questions liées à la production, en testant par exemple la viabilité de procédures moins coûteuses.

La modélisation génère un modèle mathématique qui reproduit l’ensemble des dimensions concernées. Les conditions limites du système sont, quant à elles, dérivées de la définition de la problématique. Et c’est à ce moment que la simulation proprement dite entre en scène : le problème est résolu sur le modèle et les critères de validation peuvent être visualisés en 3D ou sous forme graphique. 

Évaluation, optimisation et évolution du jumeau numérique

L’évaluation fournit des informations qui servent à apporter des modifications au niveau de la conception, des propriétés techniques et des matériaux, et/ou d’autres exigences. Grâce aux nouveaux logiciels, le modèle peut être transformé en un jumeau numérique — par exemple, à des fins d’amélioration continue en fonction de valeurs cibles en constante évolution.
 

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Vers une transformation efficace de votre processus de simulation

À l’avenir, la simulation occupera une place centrale dans la création de produits. Mais pour ce faire, il est essentiel d’harmoniser les interfaces de vos processus et de votre infrastructure IT. La transformation doit être guidée par le principe de bout en bout. Par exemple, dans l’optique d’une collaboration et au niveau des données, vous devez vous assurer que vos simulations utilisent les informations les plus récentes, car au-delà de son effet négatif sur la productivité, toute forme de redondance est inacceptable dans un contexte marqué par la pénurie de main-d’œuvre qualifiée. 
Sachant que vos besoins de simulation vont continuer à croître, la transformation vers un système de création de produits reposant sur un processus MODSIM intégré de façon cohérente doit être votre priorité. Or, dans de nombreuses entreprises, les experts en la matière ont déjà atteint la limite de leurs capacités. Par conséquent, l’élaboration d’une stratégie de simulation peut aider votre entreprise à gagner en efficacité. 
Compte tenu de ses nombreux avantages sur le plan de la productivité, le principe de conception basée sur la simulation doit s’inscrire dans cette stratégie. 
Principaux points forts de cette approche : 

  • Moins de boucles entre la conception et la simulation
  • Chemin plus court jusqu’à la validation du produit (réussite « du premier coup »)
  • Réduction du nombre de questions standard traitées par l’unité de calcul
  • Plus grande capacité à développer des méthodologies et des modèles complexes

Les outils de simulation simplifiés utilisés dans le cadre d’une conception basée sur la simulation sont intégrés aux logiciels de CAO, de sorte que les concepteurs ne sont pas obligés de se familiariser avec les outils très complexes qu’utilisent vos experts en calcul. 
Néanmoins, ces changements, ainsi que d’autres modifications liées à l’élargissement du rôle de la simulation, nécessitent que vous accordiez une plus grande attention au développement organisationnel. Les services impliqués dans la création de produits doivent être conscients des opportunités que leur apporte cette transition et comprendre votre vision du jumeau numérique. Pour être d’emblée sur la même longueur d’onde, vos équipes doivent disposer des compétences nécessaires, ainsi que d’un accès partagé aux nouvelles méthodes et aux technologies de pointe. 
 

Comment optimiser vos processus MODSIM ?
  • En intégrant des flux de données et de processus de bout en bout
  • En introduisant progressivement le principe de conception basée sur la simulation
  • En résolvant les problèmes relatifs aux propriétés des matériaux et aux tolérances
     

Place de l’IT et des applications

Des modèles de données cohérents et des processus numériques de bout en bout représentent la condition préalable à un MODSIM efficace et à des évaluations fiables ; cette condition peut être respectée à l’aide des plateformes de développement de produits proposées par les éditeurs de logiciels présents sur le marché. Ces modèles et processus contribuent également à faire du jumeau numérique la pierre angulaire du développement en collaboration.

Pour que la simulation joue pleinement son nouveau rôle dans le processus de création de produits, vos collaborateurs doivent être en mesure d’utiliser les applications correspondantes, même sans compétences informatiques particulières – chose que les outils actuels rendent tout à fait possible. En outre, du fait qu’ils permettent de comparer les données, les modèles de simulation et les flux de travail guidés, ainsi que les standards de modélisation, apportent une sécurité supplémentaire et constituent à ce titre un autre moyen d’augmenter l’efficacité du processus MODSIM. 

Cette transformation de l’informatique améliore également la gestion des données de simulation. La cohérence des processus et des données facilite la documentation de chaque étape, avec à la clé une gestion complète du cycle de vie des données de simulation et une traçabilité totale. 
Concernant l’IT, la généralisation des outils de simulation dans la création de produits peut vous inciter à utiliser des modèles SaaS (logiciels en tant que service) afin de gérer les fluctuations de la demande avec davantage de souplesse. 

L’utilisation du cloud constitue également un élément décisif pour réagir avec flexibilité aux besoins informatiques. Le cloud peut remplacer des grappes d’ordinateurs (clusters) dont la maintenance est particulièrement onéreuse, tandis que les processeurs graphiques peuvent accélérer les calculs. Bref, votre entreprise bénéficie d’une meilleure capacité de traitement et d’une parallélisation efficace qui réduisent considérablement les temps de calcul.

Un raccourci vers des produits innovants

Remplacer les méthodes empiriques par le « first time right » (juste du premier coup), c’est en résumé ce qu’apporte l’adoption du MODSIM. Dès le départ, ce processus permet d’optimiser la façon dont vous développez vos produits, tant en termes de conception que de propriétés des matériaux, de fonctions et de procédures de fabrication, pour pouvoir les adapter en permanence à l’évolution des exigences et des règlementations. Mais ce niveau de simulation exige que vous disposiez de processus numériques de bout en bout grâce auxquels vous aurez à tout moment la certitude d’utiliser les données les plus récentes afin d’obtenir des résultats complets et exacts.
En outre, ces résultats ne se limitent pas à des économies de ressources : ils permettent également de concevoir des produits innovants. En résumé, la modélisation et la simulation peuvent transformer votre pôle Développement de A à Z et offrir à votre entreprise les moyens de créer de meilleurs produits en gardant un temps d’avance sur ses concurrents. 
 

Créer des produits à l’épreuve du temps

Raccourcir les durées de développement et les délais de mise sur le marché : c’est possible en intégrant la modélisation et la simulation à toutes les phases de développement.
 

Exploiter le jumeau numérique pour redéfinir la valeur ajoutée

La simulation donne vie aux idées et aux modèles de CAO abstraits, et à terme, ouvre la voie à l’expérience du jumeau virtuel.
 

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