Comment la simulation et la virtualisation vont devenir les clés de l’usine numérique

L’usine numérique est un outil, généralement un logiciel de simulation en relation avec une chaîne de production robotisée, rendant possible la planification du processus de fabrication d’un produit simultanément à sa conception. Le virtuel et le réel sont ainsi étroitement liés. Le process défini en amont est validé, ou corrigé, étape par étape. Les prototypes sont numériques, ce qui restreint l’usage de matières premières. Il n’est plus nécessaire de réaliser de nombreuses maquettes comme c’était le cas avant puis de corriger éventuellement le tir. Le produit fini est normalement apte à remplir la fonction pour laquelle il a été créé. 

L’exemple de Dassault Aviation montre les bienfaits de l’usine numérique

La simulation numérique a du bon lorsque l’intégration est réussie. Prenons l’exemple de la conception du Falcon 7X, un avion d’affaires signé Dassault Aviation. Lors de sa création, qui a nécessité de nouvelles méthodes d’assemblage, le montage a duré deux fois moins de temps que les estimations habituelles si les procédés de fabrication traditionnelle avaient été employés. Il a fallu seulement sept mois au lieu de quinze. La surface pour construire l’appareil a elle aussi subi quelques changements et a drastiquement diminué, passant de 650 à 250 mètres carrés. 

Présentement, Dassault Aviation vient de démarrer l’assemblage du premier exemplaire du Falcon 5X dans une usine de Biarritz.

L’usine numérique conçue par Siemens

Ce que l’on appelle « Usine numérique » ici, n’est autre que le produit de la fusion du logiciel d’automatisation TIA Portal avec le logiciel CAP Macatronics concept designer conçus respectivement par Siemens Industry et Siemens PLM Software. Il est employé pour optimiser la fabrication de produit. Ainsi, sur une même plate-forme, la conception, le debug et les tests ont lieu en même temps; ceci dans une logique de simultanéité entre la conception virtuelle et l’automatisation du processus de fabrication. 

Les problèmes pouvant se poser au fur et à mesure de la conception sont rapidement perçus et une solution proposée. En fait, la validation du process se fait dès la conception grâce à la connexion entre la partie virtuelle et celle qui est réelle. Il y a un véritable échange entre les deux logiciels et les répercussions sont automatiques en cas de modification dans l’une des parties.

Son utilisation est également pédagogique puisqu’une classe du lycée Vieljeux situé à La Rochelle teste l’outil numérique. Les élèves qui se préparent à un BTS Conception et réalisation de systèmes automatiques bénéficient en effet de la plate-forme d’automatisation et des outils MCD (Mecatronics Concept Designer). Ils travaillent sur une machine de nettoyage automatique de bacs à poisson et sa traçabilité. L’étude porte sur l’ergonomie des postes de déchargement des bacs, la vérification des données (types de poisson, date de pêche…) et la coordination des éléments.

Le virtuel pour appréhender le réel

Le Centre de recherche allemand sur l’intelligence artificielle (DFK) a développé un jeu vidéo baptisé Vistra (Virtual Simulation and Training of Assembly and Services Processes in digital Factories) destiné à la formation. Mis au point par des chercheurs en réalité augmentée, ce logiciel de simulation 3D permet aux employés de s’entraîner virtuellement, et donc sans risques, aux tâches de leur futur poste. Avantage non négligeable, le temps d’apprentissage en serait raccourci.

Par Sébastien Tribot