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Réduire les délais

Jean-François Prevéraud

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Réduire les délais

L'utilisation d'une CAO 3D couplée à la GDT facilite la détection des interférences et la standardisation des produits. L'un des premiers matériels à en bénéficier chez Dairon a été ce défeutreur à gazon ED 130.

© D.R.

La pression pour raccourcir les cycles de développement est énorme. Pour y parvenir, il est indispensable de combiner un certain nombre d'actions.

L'innovation, ainsi que la réduction des délais et des coûts de développement, sont pour beaucoup d'industriels des leviers pour développer ou, tout au moins, maintenir leur compétitivité, face à une concurrence devenue planétaire et toujours plus active.

Seulement, il n'existe pas de recette miracle. Chaque entreprise est un cas particulier. De plus, généralement, il ne suffit pas d'agir sur un seul point. Pour arriver à un résultat significatif, il est indispensable de combiner un certain nombre d'actions.

Valider le concept 3D et sa faisabilité technique

On peut toutefois évoquer les grandes pistes : le passage du 2D au 3D pour valider le plus tôt possible les erreurs de conception qui coûtent très cher à corriger lorsque le produit est prêt à être fabriqué ; le couplage de la CAO (conception assistée par ordinateur) et de la GDT (gestion des données techniques) dans le cadre d'une démarche de standardisation des produits et de leurs sous-ensembles ; l'intégration du calcul et de la simulation numérique pour prédimensionner au mieux, puis valider des prototypes virtuels et ainsi réduire le nombre de prototypes physiques ; l'utilisation du prototypage rapide pour valider de nouveaux concepts et en évaluer la faisabilité technique ; l'orientation vers une démarche PLM (Product Lifecycle Management ou gestion du cycle de vie produit) en intégrant CAO, GDT et travail collaboratif, afin de diffuser le plus tôt et le plus largement possible l'information 3D auprès de l'ensemble des intervenants d'un projet ; enfin, une meilleure liaison vers les outils de production, qu'il s'agisse d'une simple FAO (fabrication assistée par ordinateur) ou d'une ouverture vers l'usine numérique.

Dairon, société sarthoise spécialisée dans le matériel agricole, forestier et de chantier, témoigne de l'apport du 3D. « La mise en place d'outils de conception 3D - Inventor d'Autodesk dans notre cas - couplée à l'outil de gestion de données techniques Vault, nous permet de vérifier très vite la validité d'un concept et l'absence d'interférences mécaniques dans son fonctionnement, tout en standardisant au maximum nos productions », explique José Loyer, responsable du bureau d'études de la PMI. Autre outil mis en place chez Dairon, le prototypage rapide. « Il nous permet d'obtenir, en moins de deux semaines, des maquettes 3D que nous utilisons à des fins de validation de la faisabilité. C'est à la fois bien plus rapide et bien moins cher que d'usiner des pièces prototypes dans la masse », note José Loyer.

Diminuer les risques d'erreurs de production

Globalement, la mise en place de ces outils a permis de réduire à dix mois la phase de conception des engins chez Dairon, soit un gain de l'ordre de 30 %. L'entreprise compte maintenant sur l'intégration d'outils de simulation numérique pour réduire aussi la phase de mise au point, qui demande de trois à cinq mois suivant les engins.

PSP Industries est présent dans deux domaines d'activité sous la marque Peugeot : les arts de la table et l'outillage à main. Il a opté en 2004 pour le logiciel SolidWorks accompagné de six licences de gestion documentaire PDMWorks. « Cet outil de conception nous fait gagner un temps précieux en nous permettant de passer directement de l'esquisse des formes de nos moulins à poivre au produit complet avec, en prime, une diminution des risques d'erreurs de production. D'où un gain notable sur les coûts de développement », explique Jean-Paul Loué, responsable BE développement produits.

En outre, le couplage avec PDMWorks permet à un grand nombre de personnes de consulter les plans et de s'en servir pour le contrôle des pièces en réception ou au cours de la fabrication. Enfin, les discussions avec le service marketing sont aussi facilitées par les présentations "photoréalistes" qui sont de plus en plus proches de la réalité.

Le prototypage rapide est aussi un moyen efficace de réduire les délais de développement. Encore faut-il choisir la bonne technologie. Ainsi le prestataire de services italien Provel, a-t-il préféré la stéréolithographie en utilisant une résine composite fortement chargée en céramique, plutôt que le frittage de poudre, pour réaliser des modèles à échelle réduite destinés à des essais aérodynamiques de l'avion d'entraînement militaire M-346 d'Alenia Aermacchi. « Le projet complet a ainsi pu être terminé en un peu plus de deux semaines : une pour la production des modèles et une autre pour la finition, l'assemblage et la vérification. Utiliser une technologie conventionnelle de fabrication aurait pris plusieurs mois pour la conception et le développement et aurait coûté plusieurs centaines de milliers d'euros de plus », affirme Francesco Giorgio Buson, directeur de Provel.

Usifroid, spécialiste des équipements de lyophilisation pour l'industrie pharmaceutique, mise, quant à lui, sur la standardisation de ses produits. Il doit faire face à une concurrence accrue et à une évolution rapide des innovations du secteur. Les challenges à relever sont donc : l'augmentation des volumes, la diminution des prix, l'amélioration des produits et la réduction des délais. « Pour cela, nous avons non seulement décidé de développer une nouvelle gamme de machines, mais nous avons aussi entrepris un gros effort de standardisation de leurs composants », explique Pascal Lepine, responsable du bureau d'études.

Cela est passé par la mise en place, début 2006, de six licences SolidWorks Office Professionnal, pour ne plus concevoir qu'en 3D et créer une bibliothèque de pièces standards grâce à SolidWorks Toolbox. Les concepteurs ont ainsi accès instantanément à une encyclopédie complète de pièces standards facilement manipulables. « Grâce à la redéfinition et à la standardisation de nos machines, nous avons réussi notre pari : avant, quatorze semaines étaient nécessaires pour fabriquer une cuve, aujourd'hui huit suffisent ! » résume le PDG, Benoît d'Armancourt.

Les grands groupes ne sont pas en reste dans la réduction des cycles de développement. Ainsi Schneider Electric, qui dispose d'un environnement d'ingénierie distribué, a lancé une initiative à l'échelle mondiale afin de réduire les délais de mise sur le marché de ses nouveaux produits, tout en réduisant leurs coûts de développement.

Partager un référentiel commun

Pour cela, il a mis en place, sur la base de l'outil de GDT Windchill de PTC, une plate-forme unifiée de gestion du cycle de vie de ses produits. Elle est accompagnée également de processus visant à accompagner les stratégies clés de développement de produits telles qu'une politique de modularisation des produits. Elle utilise une architecture informatique basée sur le Web, afin d'être déployée plus facilement au sein d'un environnement d'ingénierie distribué.

« Ce nouveau centre nerveux du PLM permettra aux équipes mondiales de développement de produits d'employer des méthodes et des processus communs. Il permettra également de partager et réutiliser plus efficacement les informations mécaniques, électriques et logicielles, libérant ainsi davantage de capacités pour le développement de produits », explique Michel Catry, EIS Manager chez Schneider Electric.

Il remplace les systèmes existants de différents services et permet à Schneider Electric de rassembler toutes les informations importantes au sein d'une source unique. Ce référentiel commun peut être partagé à l'échelle de l'entreprise étendue, qui comprend les fournisseurs, les partenaires et les centres techniques distribués en France, Chine, Inde et Mexique.

L'utilisation de la simulation est un autre moyen de réduire de manière significative le recours aux prototypes physiques. Ainsi, l'unité technique des systèmes d'affichage CDS (Control & Display Systems) de Thales utilise la simulation électromagnétique pour réduire le coût de ses tests sur chaque nouvel équipement du cockpit. La compatibilité électromagnétique (CEM) est l'enjeu majeur de la conception des équipements du cockpit en raison de leur face d'affichage transparente qui les rend difficiles à protéger.

Intégrer un logiciel de calcul

« Nous utilisons FLO/EMC/ MicroStripes, la solution de simulation 3D électromagnétique de Flomerics, pour identifier et corriger des problèmes CEM avant la réalisation d'un prototype, c'est-à-dire évaluer les radiations émises et la sensibilité de nos produits dès les premières étapes de la conception, afin d'en améliorer la protection », explique Julien Blanc, spécialiste CEM chez Thales CDS. « Cela nous permet d'éviter les modifications tardives de conception et de prototypes, ainsi que des tests supplémentaires et, de ce fait, de réaliser des économies. »

L'intégration entre les outils de conception et de prédimensionnement peut aussi être une voie à la réduction des délais de développement. Pacson est une société écossaise qui conçoit et fabrique des équipements de réglage de pression sous-marins et de surface pour les besoins des industries du pétrole, du gaz, de la pétrochimie et de la production par processus. Elle a profité de son passage à la 3D, en évoluant d'AutoCAD et Mechanical Desktop vers Inventor Series, pour y intégrer le logiciel de calcul MathCad de PTC. Il suffit maintenant à l'équipe de concepteurs de définir les variables de chaque produit et de les modifier pour produire rapidement des projets préliminaires.

Résultat, Pacson produit désormais trois ou quatre concepts différents en quelques heures, alors qu'il lui aurait fallu des mois auparavant. « Lorsque vous apportez une modification aux variables, Inventor ajuste tous les éléments appropriés et le produit se redéfinit exactement comme vous le souhaitez », explique Richard Best, responsable de l'ingénierie.

S'il est un domaine où la vitesse est reine, c'est bien la Formule 1. Si les concepteurs des bureaux d'études y manipulent couramment des objets en 3D, ce n'est pas le cas de l'ensemble des acteurs d'une écurie. Pourtant, ils sont nombreux à avoir besoin d'une telle représentation. En effet, si le plan reste la référence générale, le 3D est un support très efficace qui véhicule un grand nombre d'informations produits issues des phases de conception et de leurs évolutions.

Concevoir l'outillage autour de la pièce

C'est pourquoi l'équipe développement moteur de l'écurie ING Renault F1 Team, située à Viry-Châtillon (Essonne), cherchait une solution qui permette de diffuser plus largement des modèles de pièces créées à l'aide de Catia V4 ou V5 et jusque-là uniquement accessibles aux concepteurs disposant de ces logiciels. Pour cela, elle a intégré l'outil de visualisation de Seemage dans sa solution de gestion de données techniques, Enovia VPM. « La population qui utilise Seemage ne possède pas les réflexes des utilisateurs de la CAO. C'est pourquoi l'ergonomie de la solution ainsi que ses performances graphiques et ses rendus, vraiment très satisfaisants même lorsque nous manipulons de grosses pièces ou de gros assemblages, ont été primordiaux dans notre choix », explique Jean-François Plusquellec, Project Manager IS/IT Team de Renault F1.

À l'extrémité de la chaîne de développement, une meilleure intégration avec les outils de production est, elle aussi, une source importante de réduction des délais de développement. « Le fait de pouvoir réutiliser directement dans TopSolid de Missler Software le modèle de la pièce à fabriquer, afin de concevoir l'outillage autour, nous a fait gagner de l'ordre de deux semaines sur une étude qui auparavant demandait de cinq à sept semaines », explique Gérald Adrien, responsable proto outillage de Démarais Composants, entité outillage et tôlerie du groupe Démarais, spécialiste des cabines pour engins agricoles, de manutention ou de BTP. « Et la liaison directe avec les outils de FAO ne fait que renforcer la rentabilité d'un tel investissement. Nous devons gagner en moyenne 25 % aux méthodes et beaucoup plus dans certains cas. Ainsi, le dépliage et la préparation d'une pièce complexe de tôlerie pouvaient demander jusqu'à une semaine de travail. Cela se fait maintenant dans la demi-journée. »

On le voit, les solutions varient suivant les entreprises mais elles existent. À vous de définir celle qui sera la mieux adaptée à votre cas particulier.

LES MULTIPLES OUTILS NUMÉRIQUES APPORTENT UNE AIDE PRÉCIEUSE, MAIS IL N'EXISTE PAS DE RECETTE MIRACLE. CHAQUE ENTREPRISE EST UN CAS PARTICULIER.

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