À la découverte de l’ingénierie orientée modèle

Le processus de développement de produits a radicalement changé depuis l’avènement des logiciels de CAO 3D paramétrique orientés fonction. Véritable merveille d’informatique et d’intelligence, le modèle 3D, tel qu’on le connaît aujourd’hui, est exploité par quasiment toutes les parties intervenant dans la création, la fabrication et le support des produits actuels. On le sollicite également en permanence tout au long du développement et du cycle de vie du produit, depuis la conception à la fabrication, la documentation, la vente, le marketing, l’après-vente et le support. Mais une approche inédite du développement de produits pousse ce concept encore plus loin. L’ingénierie orientée modèle (ou MBE, de l’anglais « model-based engineering ») repose sur un « modèle maître » numérique (pas nécessairement de type CAO), duquel découlent toutes les activités en aval nécessaires à la création du produit final. Dans ce contexte, le terme « conception » désigne simplement le processus de création de la géométrie, l’« ingénierie » consistant à appliquer des règles physiques pour développer de nouveaux produits.

Le principe

Quel est le principe et en quoi se distingue-t-il des approches classiques de développement de produits ? Le champ d’application et la configuration du modèle maître dépendent de la nature du problème posé. Mis à part la géométrie, ou les données CAO, le modèle de produit MBE inclut diverses informations complémentaires précieuses pour les équipes de production et de support : cotations et tolérances géométriques (GD&T), spécifications relatives aux matières et aux processus, nomenclatures, données d’inspection, etc. L’approche MBE implique de modéliser et simuler un système complet, qu’il s’agisse d’une machine ou d’un mécanisme, pour cerner précisément son comportement. Avantage : l’intégration de modèles techniques au sein d’un environnement MBE permet d’identifier les problèmes de performances de la conception à mesure qu’ils surgissent. Les partisans de cette approche avancent divers arguments : l’ingénierie orientée modèle évite de recourir à des prototypes physiques (un goulet d’étranglement coûteux et chronophage typique du processus classique de développement de produits) et permet aux ingénieurs de simuler et d’itérer autant de propositions que nécessaire avant de mettre le doigt sur le concept idéal. Le principe consiste à intégrer des modèles de conception aux niveaux d’intégrité appropriés auprès des différentes disciplines techniques (CAO mécanique, structures, performances, coût, fiabilité, thermique, etc.). D’ailleurs, les bénéfices de la mise en œuvre de l’approche MBE pour développer des produits commencent déjà à se faire sentir en termes de productivité. Une enquête réalisée par Aberdeen Group a révélé que les techniques orientées modèle assuraient des gains de temps et d’argent considérables par rapport aux pratiques conventionnelles. Ces gains étaient d’ailleurs multipliés par cinq lors du processus de gestion des modifications techniques.

Avec son projet MBE, les autorités espèrent soutenir les efforts des fabricants américains

Le laboratoire d’ingénierie du National Institute of Standards and Technology (NIST) dirige actuellement un projet visant à inciter les fabricants américains à adopter l’approche MBE pour le développement de leurs produits. L’objectif du projet d’ingénierie orientée modèle : lever les obstacles techniques empêchant l’intégration de plusieurs applications utilisées pour la conception, la production et l’inspection des produits tout au long de la chaîne de production. L’approche MBE repose sur un principe fondamental selon lequel les données sont créées une seule fois et directement réutilisées par l’ensemble des parties intervenant dans le processus de développement de produits. Des techniques de modélisation formelles permettront de palier les insuffisances des normes existantes pour permettre la représentation et l’échange de ces modèles. De nouvelles méthodes de test seront développées pour garantir l’intégrité des informations extraites du modèle par rapport à la source d’origine et satisfaire aux exigences de chaque processus en aval. En outre, une attention toute particulière sera portée aux nouvelles matières (composites) ainsi qu’aux nouveaux processus de fabrication (fabrication additionnelle) et d’inspection (balayage optique), autant d’avancées nécessitant le développement de normes et de systèmes de mesure inédits. Pour le moment, l’approche MBE dépasse les besoins de nombre de fabricants. Pourtant, elle offre un aperçu des nouvelles fonctionnalités (peut-être déjà en cours de développement) qui faciliteront grandement l’intégration des diverses disciplines impliquées dans la création, le développement et la production de produits toujours plus complexes.

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