Logiciel d’Ingénierie Assistée par Ordinateur
Simcenter pour l'IAO
Qu’est-ce que la simulation ?
La modélisation virtuelle, occupe aujourd'hui une place centrale dans le développement de produits. Elle permet aux ingénieurs et aux manageurs de tester virtuellement des designs avant même la fabrication d'un prototype physique. En reproduisant numériquement les comportements d'un produit (mécanique, thermique, fluidique, dynamique, etc.), la simulation offre une validation en amont qui réduit les risques et optimise la modélisation. Grâce à des logiciels de simulation industrielle performants notamment la suite Simcenter de Siemens les entreprises peuvent identifier et corriger d'éventuels anomalies dès les premières étapes du projet, entraînant une réduction des erreurs de fabrication et une amélioration de la qualité finale. Le recours aux outils d'IAO s'inscrit ainsi comme un levier essentiel permettant de créer mieux, plus vite et à moindre coût.
Les avantages d’un logiciel IAO pour la simulation
Dans un contexte industriel de plus en plus concurrentiel et complexe, adopter des méthodes innovantes dès les premières phases du projet est devenu essentiel pour rester compétitif. Les applications industrielles contemporaines intègrent des technologies avancées et doivent répondre à des exigences strictes en termes de performance, de fiabilité et de sécurité. Les outils d’analyse avancée permettent d’accompagner ces objectifs en offrant la capacité de :
- Valider les concepts dès la conception : en simulant le comportement d'un produit sous diverses contraintes (charge, température, écoulement d'air, etc.), on peut décider en toute confiance de la poursuite d'une idée ou de la nécessité de modifications. Cette validation précoce permet d’éviter de découvrir des problèmes trop tard dans le cycle de réalisation.
- Anticiper les défaillances : la simulation offre l'opportunité d'explorer de multiples scénarios d'utilisation extrêmes ou inhabituels. Les défauts potentiels sont repérés et résolus en amont de la fabrication, ce qui se traduit par moins de retouches en atelier et moins de prototypes ratés.
- Réduire les coûts et les délais : en s'appuyant sur un prototype numérique plutôt que sur des itérations de prototypes physiques coûteux et longs à produire, les entreprises accélèrent le processus de conception. Moins de prototypes réels signifie également une optimisation des investissements projet, et une mise sur le marché accélérée.
- Favoriser la collaboration : un référentiel simulé offre un repère commun aux différentes équipes (bureau d’études, calcul, production, etc.). Cette plateforme partagée améliore la communication entre services, aligne la compréhension de tous sur l’objet développé et fluidifie la prise de décision technique.
En somme, la simulation numérique sécurise les innovations les plus audacieuses en offrant une meilleure maîtrise du risque technique. Elle procure aux responsables industriels une visibilité accrue sur les performances futures du produit, bien avant la mise en production.
Simcenter pour L'IAO
Simcenter est une suite logicielle dédiée à la simulation prédictive et aux tests (industriels). Elle offre aux industriels des outils avancés pour modéliser, analyser et optimiser les performances d’assemblages techniques avancés, couvrant de nombreux domaines tels que la mécanique des fluides, l'électromagnétisme, la mécanique structurelle et la dynamique appliquée.
- Intégration multidisciplinaire
- Précision prédictive
- Gain de temps et d'efficacité
- Réduction des coûts et des risques
Les principaux types de simulations numériques
Vous aide à modéliser et à évaluer les performances de Assemblages complexes grâce à des améliorations révolutionnaires de l’efficacité de la simulation. En intégrant plusieurs domaines physiques à partir d’un espace de modélisation de simulation unique, vous obtenez plus rapidement une meilleure compréhension des performances de vos Solutions techniques.
Simulation mécanique (structurelle)
Simulation mécanique (structurelle) : permet d’analyser le comportement des structures sous contrainte (résistance des matériaux, déformations, vibrations). Par exemple, on vérifiera qu’un châssis supporte les charges sans se déformer excessivement ni rompre.
Simulation thermique
Évalue la distribution des températures et les transferts de chaleur. Indispensable pour vérifier le refroidissement d’un composant électronique ou la tenue d’une pièce soumise à de fortes températures, afin d’éviter les surchauffes ou les déformations thermiques.
Simulation fluidique (CFD)
S'intéresse aux écoulements de fluides (air, eau, huile...) autour ou à l’intérieur d’un produit. Ce type de simulation est crucial pour l'aérodynamisme d'un véhicule, l'optimisation d'une pompe ou la ventilation d’un équipement, en prédisant les débits, pressions et forces fluides en jeu.
Simulation multiphysique
Combine plusieurs phénomènes à la fois (par ex. mécanique et thermique, fluide et structurel, etc.) pour une analyse plus globale. De nombreux problèmes industriels impliquent des interactions complexes (par exemple l'échauffement d'un moteur impactant sa structure) que la simulation multiphysique permet d’appréhender dans leur ensemble.
Simulation avancée et contrôle
Au-delà des pièces individuelles, il est possible de simuler le comportement d’un système complet (mécatronique, hydraulique, électronique embarquée...). Ces Procédures de vérification permettent de valider la performance d’un ensemble de composants interconnectés, comme une machine industrielle ou un véhicule entier, avant même les premiers assemblages physiques.
Intégration CAO et simulation
Pour tirer le meilleur parti de la simulation, il est primordial qu'elle soit étroitement intégrée au processus de CAO (conception assistée par ordinateur). L'intégration CAO et IAO garantit une continuité numérique sans rupture entre le modèle 3D conçu et les analyses réalisées. Concrètement, cela signifie que les Maquettes numériques créés par les concepteurs peuvent être directement utilisés par les ingénieurs calcul sans conversion laborieuse ni ressaisie de données.
Une telle intégration présente de nombreux avantages :
- Gain de temps et fiabilité : toute modification du projet est instantanément prise en compte pour une nouvelle évaluation virtuelle. On évite les erreurs de transfert de données et on réduit le délai entre les ajustements et la validation.
- Collaboration fluide : concepteurs et simulateurs travaillent sur une base commune. Les allers-retours entre design et d’exploration technique sont simplifiés, ce qui encourage les itérations rapides pour converger vers une solution optimale.
- Capitalisation des données : les résultats de simulation peuvent être rattachés au modèle CAO et partagés à travers un PLM (gestion du cycle de vie produit). Cette traçabilité complète (du concept initial aux tests virtuels) s'inscrit dans la démarche de jumeau numérique, où chaque produit physique a son alter ego virtuel constamment mis à jour.
- Intégration des procédés industriels : la structure unifié permet d’étendre la simulation au-delà de la conception, par exemple en reproduisant les étapes de production elles-mêmes (usinage CNC, assemblage, impression 3D…). Ainsi, du design à la mise en production, toutes les phases peuvent être virtuellement validées dans un même écosystème.
Siemens NX est un exemple de plateforme où CAO et IAO cohabitent nativement. Avec NX et les solutions Simcenter associées, les entreprises disposent d'une chaîne numérique complète : CAO, IAO et FAO intégrées. Janus Engineering, en tant que partenaire expert des solutions Siemens, aide les industriels à mettre en place cette continuité numérique afin de relever le défi de l'innovation sans rupture entre les étapes.
Les avantages stratégiques de la simulation
Au-delà des bénéfices techniques immédiats, la simulation apporte des avantages stratégiques majeurs pour l'entreprise industrielle :
- Innovation accélérée et créativité : en permettant d'explorer rapidement de nombreuses idées sans coûts excessifs, la simulation encourage l'innovation. Les équipes peuvent tester des concepts novateurs, matériaux alternatifs ou designs audacieux sans crainte puisqu'elles disposent d'un retour d'information instantané sur la viabilité de ces options. Cela favorise une culture de l'expérimentation et confère une longueur d'avance face à la concurrence.
- Diminution des coûts et ROI amélioré : bien utilisée, les outils de IAO entraîne d'importantes économies. Moins de prototypes et moins d'erreurs, c'est une baisse des dépenses directes. De plus, en optimisant le produit (poids réduit, matériaux mieux employés, performances ajustées au plus juste), on peut aussi diminuer les coûts de production ou d'exploitation du produit. Sur le long terme, investir dans un logiciel de simulation industrielle montre un retour sur investissement élevé via les économies et gains qu'il génère.
- Diminution des coûts et ROI amélioré : bien utilisée, les outils de IAO entraîne d'importantes économies. Moins de prototypes et moins d'erreurs, c'est une baisse des dépenses directes. De plus, en optimisant le produit (poids réduit, matériaux mieux employés, performances ajustées au plus juste), on peut aussi diminuer les coûts de production ou d'exploitation du produit. Sur le long terme, investir dans un logiciel de simulation industrielle montre un retour sur investissement élevé via les économies et gains qu'il génère.
- Qualité et fiabilité supérieures : un produit conçu avec l'appui massif de simulations a été éprouvé virtuellement dans de nombreuses situations. Il en résulte des pièces techniques plus fiables, qui satisfont aux normes de qualité dès leur lancement. Ceci renforce la réputation de l'entreprise et réduit les coûts liés aux non-conformités ou aux garanties après-vente.
- Simulation prédictive et jumeau numérique : la simulation ouvre la voie au concept de jumeau numérique, une réplique virtuelle en temps réel d’un objet technique ou d’une opération. En exploitant les données du terrain (via capteurs IoT par exemple) couplées au modèle simulé, on obtient une simulation prédictive capable d'anticiper le comportement du produit tout au long de son cycle de vie. Stratégiquement, cela signifie être en mesure de prévoir les besoins de maintenance, d'optimiser l'utilisation d'un équipement chez le client et d'améliorer en continu les prochaines générations de pièces techniques grâce aux retours virtuels. Les entreprises qui maîtrisent le jumeau numérique disposent d’un avantage décisif en termes de maintenance prédictive, de satisfaction client et d'amélioration continue.
En capitalisant sur ces avantages, la simulation n'est pas juste un Approche d'ingénieur : c'est un pilier de la stratégie industrielle moderne. Elle aligne les objectifs techniques et business, en rendant possible une innovation plus agile, plus sûre et plus rentable.
Choisir les bons outils IAO pour vos besoins
Si l’intérêt d’intégrer des solutions de modélisation ne fait plus débat, encore faut-il disposer des bons outils pour la pratiquer efficacement. Siemens, avec la gamme Simcenter, propose un portefeuille complet de logiciels de simulation couvrant tous les domaines évoqués (structure, fluides, etc.), depuis l'échelle de la pièce jusqu'au système entier. Face à cette richesse, comment choisir la solution Simcenter la plus adaptée à votre Société ? Voici quelques éléments à considérer :
1. Définir vos besoins :
Identifiez les types de physiques et d’études techniques dont vous avez le plus besoin. S'agit-il principalement de simulations mécaniques sur des pièces mécaniques ? De CFD pour l'aérodynamique ou la thermique ? D’une modélisation de systèmes complexes ? Par exemple, Simcenter 3D couvre une large palette de d’analyse 3D intégrées à la CAO NX, tandis que d'autres solutions Simcenter se spécialisent dans des domaines pointus (comme Simcenter STAR-CCM+ pour la mécanique des fluides ou Simcenter Amesim pour la simulation de systèmes multi-domaines). Faire le point sur vos cas d'utilisation prioritaires orientera le choix vers la solution approprié de la suite Simcenter.
2. Intégration dans votre process :
Pensez à l’interopérabilité : identifiez avec quels outils de création ou de gestion de données vos solutions d’exploration technique devront s’intégrer. Si vous utilisez déjà NX (Siemens) pour la phase de création, l'adoption de Simcenter 3D assurera une continuité parfaite entre CAO et IAO. Si votre bureau d'études utilise un autre logiciel de CAO, il faudra s'assurer de la compatibilité ou du besoin d'une solution plus autonome. L'intégration CAO-IAO et l'ouverture du logiciel (import/export de Maquettes numériques) sont des critères clés pour une implantation réussie.
3. Évolutivité et étendue des fonctionnalités :
Pensez à long terme. Le logiciel de simulation choisi doit pouvoir répondre à vos besoins actuels et futurs. La suite Simcenter est modulaire et évolutive : vous pouvez débuter avec un périmètre restreint et étendre les fonctionnalités au fur et à mesure que vos projets grandissent en complexité. Vérifiez que l'outil peut prendre en charge des simulations plus avancées (par exemple, passer de linéaire à non-linéaire, ajouter des couplages multi-physiques, augmenter la taille des modèles, etc.) sans nécessiter de changer de plateforme.
4. Facilité d'utilisation et accompagnement :
Pour des décideurs techniques, il est important que l'outil soit adopté efficacement par les équipes. Examinez l'ergonomie, la disponibilité de formations, de support technique et l'expérience de partenaires pouvant vous accompagner. Un logiciel de simulation industrielle donnera le meilleur de lui-même si les ingénieurs sont formés à bien l'utiliser et si vous pouvez bénéficier de l'expertise d'un intégrateur comme Janus Engineering. Le transfert de compétences et l'accompagnement au démarrage sont des points à ne pas négliger dans le choix.
En résumé, choisir le bon outil Simcenter revient à trouver l'équilibre entre vos besoins métier, l'intégration technique dans votre environnement et la vision long-terme de votre Société. En tant que partenaire certifié Siemens, JANUS Engineering peut vous guider dans cette démarche de sélection et mettre en place la solution Simcenter qui maximisera vos bénéfices. N'hésitez pas à faire appel à nos experts pour évaluer vos objectifs et construire avec vous une solution d'IAO sur mesure, véritable catalyseur de votre innovation.
Questions fréquentes
Qu'est-ce que la simulation d'un produit ?
La simulation industrielle désigne l’utilisation de modèles numériques pour reproduire le comportement d’ensembles techniques ou d’opérations dans un environnement virtuel. Concrètement, il s’agit de créer une copie virtuelle d’un objet (une pièce mécanique, un assemblage, une machine…) et de lui appliquer des conditions (forces, températures, flux, mouvements, etc.) afin d’observer ses réactions. L’objectif est de prédire comment le produit réel se comportera, sans avoir à réaliser immédiatement de prototype physique. On parle d'optimisation numérique car tout se passe dans l’ordinateur, via des logiciels spécialisés. Cette approche est largement utilisée en ingénierie pour tester, optimiser et valider les conceptions avant la fabrication réelle, réduisant ainsi les risques et les coûts associés aux essais physiques.
Quels sont les avantages de la simulation pour le développement de produits ?
La modélisation virtuelle apporte de nombreux bénéfices tout au long du cycle de vie d’un projet industriel. D’abord, elle réduit le nombre de prototypes physiques nécessaires : en identifiant tôt les défauts techniques, on évite de fabriquer et d’ajuster plusieurs versions successives d’un projet en cours. Elle contribue également à accélérer les différentes étapes, en raccourcissant les phases d’essais, en raccourcissant les phases d’essais les tests virtuels sont plus rapides à exécuter que ceux réalisés en laboratoire ou sur le terrain. Par ailleurs, ces solutions renforcent la qualité finale des réalisations : une conception affinée virtuellement sera plus robuste et optimisée lors de sa fabrication. En explorant de multiples scénarios et configurations, les ingénieurs peuvent identifier une solution idéale (poids réduit, performance améliorée, coûts maîtrisés, etc.), avant même la première pièce usinée. Enfin, ces pratiques représentent un avantage économique notable, en évitant les ajustements coûteux et en limitant les risques d’erreurs découvertes tardivement. En résumé, l’approche virtuelle permet de concevoir mieux, plus vite et à moindre coût.
Qu'est-ce qu'un jumeau numérique produit et quel lien avec la simulation ?
Un jumeau numérique est la réplique virtuelle d’un produit, d’une séquence d’étapes ou d’un système sur l’ensemble de son cycle de vie. Il ne s’agit pas simplement d’un Prototype virtuel 3D statique, mais d’une représentation virtuelle qui est synchronisée avec la réalité et tous les flux d'information essentiels : la conception (CAO), la simulation virtuelle, mais aussi les données de production et même les informations d'utilisation en temps réel (capteurs, IoT). Cette réplique virtuelle peut être soumise à toutes sortes de tests pour prévoir le comportement du jumeau physique correspondant. Le lien entre simulation et jumeau numérique est donc très étroit : donnant vie à cette copie virtuelle, elle permet d’anticiper et de reproduire fidèlement la réalité.
Que signifie le terme "simulation prédictive" ?
La simulation prédictive fait référence à l’utilisation de la model virtuel pour prédire des comportements futurs avec un haut degré de confiance. Il ne s’agit pas seulement de tester une condition fixe, mais d’anticiper l’évolution d’un produit ou d’un système dans diverses circonstances au cours du temps. Par exemple, au lieu de simplement simuler la résistance d’une pièce à un instant donné, on pourra simuler son comportement sur le long terme (fatigue, usure) ou dans des scénarios d’usage variés. La simulation prédictive est souvent associée aux données réelles : en intégrant dans les modèles des informations issues du terrain (conditions d’utilisation, historique de charges, etc.), on obtient des prédictions très fines sur la durée de vie d’un produit, les risques de pannes, les performances à attendre en conditions extrêmes, etc.
En quoi consistent les outils Simcenter de Siemens pour la simulation industrielle ?
Simcenter est la gamme de logiciels de simulation industrielle développée par Siemens intégré dans son portefeuille Siemens Xcelerator. Il s’agit d’un ensemble cohérent de solutions couvrant une multitude de besoins en matière d’études techniques et de validation technique. Par exemple, Simcenter inclut des solutions d'analyse 3D des structures et des fluides (intégrées à la plateforme NX ou disponibles dans des applications spécialisées), pour la simulation 1D/systèmes (représentation de systèmes complets multi-physiques), pour l’évaluation acoustique et vibratoire, ainsi que des solutions de tests physiques. L’idée directrice de Simcenter est d’offrir un portefeuille flexible et évolutif.
Avec l’expertise d’un partenaire comme Janus Engineering, ces solutions peuvent être déployés de manière optimale afin de révéler tout le potentiel de la simulation au sein de votre entreprise.