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La semaine de Jean-François Prevéraud

Capitaliser les savoir-faire en simulation numérique

Industrie et  Technologies
A l'instigation de Micado, trois industriels nous expliquent leur approche du problème et les résultats auxquels ils sont arrivés.


La commission Simulation Numérique de Micado a organisé voici quelques jours dans les locaux parisiens de l'ENSAM une rencontre sur le thème de la capitalisation du savoir-faire en simulation numérique. Celle-ci a été l'occasion de partager l'expérience de plusieurs industriels : le constructeur de poids lourds Volvo/Renault Trucks ; le leader de l'équipement électrique Schneider Electric et le spécialiste de l'électronique Thales. Cela a aussi été l'occasion d'échanges intéressants avec la quarantaine d'industriels présents.

La simulation numérique chez Volvo/Renault Trucks à Lyon couvre pratiquement tous les constituants d'un poids lourd, depuis les calculs de structures du châssis ou de la cabine jusqu'à l'aérodynamique et au comportement routier du véhicule complet, en passant par la détermination des performances ou la validation des systèmes électroniques embarqués, sans oublier certaines application dans le domaine de la fabrication telle la simulation d'emboutissage. De même tous les aspects du moteur sont aussi traités : combustion ; injection ; échappement ; pollution ; acoustique ; vibration ; thermique ; électronique embarquée...

Simulation poids lourd chez Volvo/Renault Trucks

« Environ 200 personnes sont mobilisées pour traiter tous ces sujets. 80 % d'entre-elles sont des ingénieurs et 30 % sont des prestataires extérieurs. Côté logiciel, nous utilisons une soixantaine de logiciels du commerce et une centaine de logiciels que nous avons développés pour répondre à nos besoins spécifiques », explique Fabrice Le Méec, responsable du calcul de Volvo/Renault Trucks à Lyon. Le parc informatique utilisé est tout aussi impressionnant : 6 simulateurs temps réel ; un cluster Aix 32 processeurs avec 128 Go de Ram ; un cluster Linux 96 processeurs avec 192 Go de Ram ; le tout permettant de traiter 4 To de données sur 130 stations de travail.

Mais Fabrice Le Méec a surtout insisté sur les aspects humains liés à la démarche calcul. Tout d'abord où trouver les cerveaux ? Force est de constater que le recrutement de jeunes sortant juste d'écoles d'ingénieurs ou d'université n'est peut-être pas la meilleure solution. S'ils apportent du sang neuf et une vision renouvelée à l'équipe, ils manquent cruellement d'expérience et leur formation aux besoins ainsi qu'aux techniques de l'entreprise est longue et difficile. C'est d'ailleurs ce qui explique le débauchage souvent pratiqué auprès des prestataires extérieurs où l'on trouve des jeunes déjà bien avertis des métiers du calcul.



L'organisation même de l'entreprise a aussi une influence forte sur les métiers du calcul. Faut-il un bureau de calcul centralisé traitant tous les problèmes de l'entreprise ou des entités décentralisées proches des différents bureaux d'études, avec une équipe transverse d'assistance ? Quelle est la bonne taille de l'équipe calcul ? Quel doit être le ratio entre équipe interne et prestataires de services ? Autant de questions auxquelles il est difficile de donner des réponses, car elles sont très dépendantes de l'entreprise et de sa politique de ressources humaines.

Mais une fois ces cerveaux trouvés, encore faut-il les garder !. Une fois encore, les modestes rémunérations proposées, ainsi que le peu de perspectives d'évolution de carrière sont bien souvent à l'origine d'un fort turn-over. Une sensibilisation du management des entreprises au calcul est donc indispensable afin de pérenniser la filière calcul. Cela permettrait de trouver les bonnes adéquations entre les tâches à exécuter et les compétences à mettre en place pour y parvenir. Le simple calculateur à besoin de faibles compétences, par contre l'analyste doit déjà bien connaître le métier. La modélisation des problèmes est quant à elle une affaire de spécialistes, alors que le support et l'assistance seront dévolues à des experts.

« Attention toutefois à ne pas tirer des conclusions hâtives », prévient Fabrice Le Méec. « Comme beaucoup d'autres industriels, nous avons ouvert une antenne dans un pays à bas coût de main d'œuvre, l'Inde dans notre cas avec un bureau de calcul à Bangalore. Et nous avons été très déçus. Outre les délais dus aux allers-retours, nous avons été confrontés à de réels problèmes de qualité des travaux confiés. Cela nous a amené à revoir notre copie en réduisant le volume de travail délocalisé et surtout en ne confiant que les tâches les plus ingrates, tel le maillage, et les plus facilement standardisables afin de disposer de véritables outils de mesure de la qualité fournie ».

Cette relation d'expérience de délocalisation a fait réagir la salle. « Ces problèmes d'ajustage entre nos services de calcul occidentaux et les prestataires délocalisés mettent en évidence deux choses », estime Emmanuel Chamouton de PSA. « Tout d'abord, il faut que nous soyons de plus en plus précis dans la description des taches à réaliser et des méthodologies à employer, pour être sûr de la qualité des résultats fournis. Il ne faut pas oublier que la relation entre concepteur et calculateur est une longue histoire qui a mis du temps pour converger. Et qu'elle fonctionne maintenant avec beaucoup de non dits. L'introduction de nouveaux acteurs n'ayant pas cet historique ne fait que le mettre en évidence. D'autre part, il est certain que les problèmes de culture et de langue entre des intervenants aussi différents ne sont pas étrangers aux déboires rencontrés ».

Les problèmes de délocalisation ont mis aussi en évidence un certain nombre de craintes de la part de l'auditoire. Ainsi pour Marie-Hélène Coquery, responsable calcul de Renault IDVU - branche utilitaires légers du groupe Renault - : « Certes cette démarche va nous obliger à décrire et à documenter nos savoir-faire, ce qui nous permettra de mieux les transmettre et les diffuser en interne, mais jusqu'au faut-il aller vis-à-vis des prestataires extérieurs ? ». Une interrogation largement partagée par de nombreux auditeurs dans la salle tel Fabien Lorioux d'Astrium Space Transportation : « nos savoir-faire dans le domaine du calcul expliquent en partie les succès commerciaux de nos entreprises. Comment donc en protéger la confidentialité vis-à-vis de nos prestataires. A force de patience, nous avons su le faire avec nos prestataires occidentaux, mais quid des nouvelles relations que nous sommes contraints de mettre en place rapidement outre-mer sous la pression de la réduction des coûts ? »

La mondialisation de la simulation pour Schneider Electric

La deuxième présentation a été faite par Jean Wild, responsable Calcul & Simulation du groupe Schneider Electric. Là aussi la gamme des besoins dans le domaine du calcul et de la simulation est vaste. Elle porte aussi bien sur des problèmes électromagnétisme, de mécanique des structures, de dynamique rapide, que d'effet thermique ou de rhéologie pour la fabrication des pièces en matières plastiques. Sans oublier les problèmes spécifiques à l'entreprise tel la coupure de l'arc électrique.

Pour faire face à cette diversité, Schneider Electric a mis en place un "Global Analytic Network" (GAN), dont l'équipe Calcul & Simulation à la charge de la stratégie globale de compétence calcul et l'animation. Le GAN, qui regroupe une centaine de spécialistes du calcul, travaille avec de multiples structures du groupe. Tout d'abord, dans les équipes de recherche de la Direction Scientifique & Technique avec qui il coordonne le développement de nouveaux outils spécifiques. Dans le noyau Calcul & Simulation de la Direction Scientifique & Technique, il choisit les standards et défini des méthodologies de calcul. Il assure leur déploiement auprès des différents métiers (formations, coaching, stages) et mesure les performances obtenues. Enfin, il y assure une expertise globale pour la simulation électromécanique.

« Je tiens à signaler la mise en place de stages Marco-Polo qui permettent à nos spécialistes de circuler entre nos différentes entités à travers le monde. C'est une réponse aux problèmes de différence de langue et de culture évoqués par les autres intervenants. De plus, nous nous sommes aperçu que les ingénieurs collaborent plus facilement avec des collègues qu'ils connaissent ».



Le GAN fournit aussi des experts locaux aux différentes "Business Units" et directions opérationnelles. Partenaires pour toutes les actions globales, ils identifient les besoins des projets en simulation, aident les chef de projet à construire leur plan de vérification fonctionnel, effectuent ou font exécuter les simulations par les services centraux pour les simulations complexes et/ou longues, ou bien par les concepteurs de l'équipe projet. Enfin, ils s'engagent sur les résultats et leur exploitation dans le projet.

Le GAN travaille aussi avec les "Global Technology Centers" situés à Monterrey (Californie), Bangalore (Inde) et Shanghai (Chine), qui sont en charge de la réalisation des simulations confiées par les experts locaux pour les projets internationaux et sont en supports pour les besoins des projets locaux.

En plus du GAN, le groupe Schneider Electric met actuellement en place sur des projets majeurs des plans de simulation qui visent à répondre aux questions : quoi ; quand ; qui ; quels outils ; quels besoins en formation. Le responsable du plan de simulation vient épauler le responsable technique du projet, afin de lui donner les moyens d'assurer la validation fonctionnelle de son futur produit. Pour cela il peut faire appel aussi bien aux spécialistes et experts locaux qu'aux experts des GTC. « Les premiers résultats de ce déploiement en cours sur 5 projets majeurs sont pour le moment mitigés. Nous notons notamment que les experts ont du mal à formuler dans une description standard leurs processus et qu'il reste difficile de piloter des équipes réparties dans de multiples entités géographiquement dispersées. Par contre, cette démarche nous permet de garder une forte tracabilité des choix de conception et permettra à terme une approche proactive et anticipative, qui participera à "l'employabilité" des spécialistes du calcul ».

« La mise en place d'une organisation calcul décentralisée permet une montée en compétence et en expérience des centres de calcul pour un support local et mondial de qualité. Par contre, il reste difficile de faire aller tout le monde dans le même sens. C'est pourquoi il faut impérativement distinguer les compétences "déployables" et les autres ».

Dernier point, le groupe Schneider Electric à fait le choix d'outils "corporate", c'est à dire qu'à une problématique est associé un outil et un seul pour l'ensemble des entités du groupe. Cela permet un échange plus facile entre experts et une gestion des licences plus aisée. Par contre, il faut convaincre leurs éditeurs de faire évoluer leurs codes aussi vite que nécessaire pour les besoins du groupe. Reste que les investissements faits autour d'un code sont amortis en 3 à 4 ans, rien n'empêche alors le groupe de revoir son choix s'il n'est pas satisfait des résultats.

Une position de force due à la taille du groupe Schneider Electric qui a fait réagir les PME présentes. Ainsi Edouard Bonnefous, responsable calcul de ECE Zodiac : « On peut avoir l'écoute des éditeurs quand on représente un marché de plusieurs centaines d'utilisateurs, mais pensez-vous que notre équipe de quatre spécialistes calcul puisse avoir une influence sur le planning de développement d'un éditeur ? ».

Quelles données capitaliser pour Thales ?

Dernière présentation, celle de Bernard Blancheteau de Thales, qui a surtout mis l'accent sur la gestion des informations et données de simulation dans le groupe en prenant l'exemple l'analyse thermique. Les équipements électroniques du groupe sont conçus à l'aide de Pro/Engineer de PTC pour la partie mécanique et des outils de Cadence Design Systems pour la partie électronique. « Afin de faciliter et de sécuriser la tâche de nos concepteurs, nous avons créé un environnement intégré pour l'analyse thermique, ATDM, qui est un véritable tableau de bord permettant de récupérer les bonnes données, de lancer les simulations et de récupérer les résultats », explique Bernard Blancheteau. « Ce tableau de bord est la représentation d'une méthodologie complète de suivi de la conception qui nous permet d'identifier très tôt dans le processus de développement les composants et les cartes qui seront critiques dans le produit vis-à-vis de leur rayonnement thermique ».



Reste que la problématique de la validité des données reste entière. Ainsi en entrée comment et dans quel format récupérer les éléments géométriques créés dans la CAO ? Via un format standard, mais lequel ? A partir de l'outil de GDT ou de la CAO ? La donnée doit-elle être poussée par le bureau d'études ou extraite par le service calcul ? Comment et où gérer la simplification de la géométrie, des hypothèses et des données associées ? Comment garantir l'adéquation du calcul avec la "dernière" version de la conception ? Enfin, qui doit assurer la gestion de la base de données matériaux de l'entreprise ?

De même, en sortie de calcul, quelles données faut-il conserver : les résultats, les données d'entrées natives, les données d'entrées simplifiées ? Comment et où conserver ces données ? Comment en assurer la capitalisation et le retour d'expérience ? Comment assurer la comparaison des simulations avec les résultats d'essais physiques ?

« Nous avons chez Thales déjà fait un certain nombre de choix, tel IDF pour les données électroniques ou XML pour les données mécaniques, mais la réponse à l'ensemble de ces questions dépend de chaque entreprise et de ses habitudes de travail. Notons aussi que les outils de GDT actuellement disponibles ne sont pas les plus adaptés pour gérer ces types de données et que beaucoup de choses restent à faire dans ce domaine », conclu Bernard Blancheteau.

Bref, une matinée riche en échanges d'expériences dans des domaines très variés.

A la semaine prochaine.

Pour en savoir plus  http://www.afmicado.com

Jean-François Prevéraud, journaliste à Industrie & Technologies et l'Usine Nouvelle, suit depuis plus de 25 ans l'informatique industrielle et plus particulièrement les applications destinées au monde de la conception (CFAO, GDT, Calcul/Simulation, PLM...). Il a été à l'origine de la lettre bimensuelle Systèmes d'Informations Technologiques, qui a été intégrée à cette lettre Web hebdomadaire, dont il est maintenant le rédacteur en chef.

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