Concevoir et valider grâce aux jumeaux numériques

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Logiciels Par  Patrick CAZIER Publié le  26/06/2020
Concevoir et valider grâce aux jumeaux numériques

Simcenter est une gamme complète de logiciels de simulation et de solutions de test. Elle permet de créer des jumeaux numériques pour favoriser l’innovation à tous les stades du cycle de développement des produits.

Aujourd’hui, les départements d’ingénierie doivent développer des produits intelligents qui offrent des fonctions mécaniques avec de l’électronique et des commandes. Ceux-ci doivent utiliser de nouvelles méthodes de fabrication et de nouveaux matériaux, mais aussi proposer des conceptions innovantes, et tout cela dans des délais toujours plus courts. C’est pourquoi leurs pratiques de vérification des performances des produits doivent évoluer vers une approche de jumeau numérique permettant de suivre un processus plus prédictif pour le développement de produits orienté systèmes. L’entreprise Pilatus a choisi d’utiliser les solutions Simcenter, afin d’optimiser la conception de son avion, le PC-24.

Simulation et test

Simcenter, de Siemens, combine la simulation de systèmes, l’IAO 3D (ingénierie assistée par ordinateur) et les tests pour aider à anticiper les performances pour tous les attributs essentiels, et ce, pendant tout le cycle de vie des produits. En combinant les simulations physiques et les informations issues de l’analyse des données, ce produit est prévu pour optimiser les conceptions et créer des produits innovants plus rapidement. Les solutions de simulation permettent d’évaluer et d’équilibrer les attributs de performance potentiellement contradictoires (tels que la gestion thermique, l’opérabilité, la facilité de conduite ou l’efficacité énergétique), depuis les premiers stades du développement jusqu’à la validation finale des performances et au calibrage des commandes. Pour gérer un nombre croissant d’exigences, de scénarios d’utilisation et de variantes architecturales, il permet de créer rapidement des architectures de simulation de systèmes hétérogènes et de partager des modèles avec une équipe d’ingénierie internationale. De plus, pour aider à mettre rapidement sur le marché des produits plus attrayants, le concept de jumeau numérique a été étendu à l’ingénierie des logiciels embarqués. Simcenter permet de prédire les performances des conceptions basées sur la géométrie 3D. Il est possible d’importer des géométries issues de n’importe quelle source CAO et de préparer des modèles d’analyse dans un environnement unifié pour une large gamme de méthodes d’IAO : éléments finis, éléments limites, mécanique des fluides numérique et dynamique multicorps. À l’ère du numérique, il demeure déterminant de tester, valider et optimiser les conceptions réelles dans des délais très courts, malgré toujours plus d’exigences de performance, de complexité croissante et des contraintes liés à la réduction des coûts. Les solutions de test Simcenter sont prévues pour améliorer les processus de test et doper la productivité et l’innovation produits.

Respect des délais chez Pilatus

Comme tout projet, l’avion Pilatus PC-24 est parti d’une feuille blanche. À peine 8 ans plus tard, le premier PC-24 était certifié par l’agence européenne de la sécurité aérienne (EASA) et la FAA (Federal Aviation Administration) et livré dans les délais à son premier utilisateur. Le bimoteur PC-24, comme tous les Pilatus, permet d’atterrir quasiment n’importe où et sur des pistes courtes, une caractéristique qui fait partie de l’ADN des appareils de la marque. C’est à une équipe de plus de 300 techniciens hautement qualifiés qu’a été confiée la mission de cet appareil de Pilatus. Contrairement à d’autres entreprises du secteur de l’aéronautique, Pilatus est une société privée qui ne bénéficie pas de fonds publics. C’est pourquoi Nicola Buonomo, ingénieur en chef, Alessandro Scotti, spécialiste des charges et des oscillations, et leur équipe recherchent en permanence le meilleur chemin pour atteindre le résultat souhaité. L’équipe a commencé par la phase de définition conceptuelle, puis est passée à la conception préliminaire, et enfin à la conception affinée. Au début, elle n’a utilisé que ses outils existants pour esquisser une base de départ approximative pour les données de calcul. « Plus nous avancions dans la phase conceptuelle, plus nous comprenions les limites », commente Alessandro Scotti. « Puis, nous avons commencé à étudier d’autres outils. Nicola et moi, nous venons d’horizons différents. Il s’intéressait déjà à la gamme Simcenter, et j’avais acquis une certaine expérience avec des outils de test LMS similaires dans mon entreprise précédente. Nous allions indiscutablement dans la même direction. »
Le projet PC-24 partant de zéro, l’équipe savait qu’elle devait tirer de nombreuses leçons du premier test de vibration au sol (GVT) et de ses résultats. Ils ont commencé à réfléchir à la manière d’intégrer très tôt dans le processus des outils, tels que les logiciels Simcenter 3D (anciennement LMS Virtual.Lab) et LMS Test.Lab. Les outils Simcenter ont été un moyen d’accélérer le processus et d’améliorer les connaissances structurales, les modèles et le prototype. Comme lors de la plupart des campagnes de tests GVT, l’équipe a passé deux semaines à tester l’appareil 24 h/24 et 7 j/7, avec l’aide des experts GVT de Simcenter Engineering. Grâce au système matériel LMS Scadas à 256 canaux de Simcenter Engineering, complété seulement d’un ou deux accéléromètres, l’équipe a pu obtenir les données dont elle avait besoin.

Concevoir et valider grâce aux jumeaux numériques
Patrick CAZIER Technicien dans l’âme avec pour objectif de trouver et partager l’information utile

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