Interview Joel Grognuz et Roberto Rossetti de CADFEM La simulation « à la limite du techniquement possible »

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Joel Grognuz Head of Engineering, et Roberto Rossetti Co-CEO de Cadfem (Suisse) AG, nous éclairent sur les potentiels de la simulation numérique. Grâce à elle, l'ingénierie numérique n'a théoriquement pas de limites.

Quels sont actuellement les principaux défis des entreprises dans le domaine de la simulation numérique ?

R. Rossetti : Avec la numérisation croissante, il est indispensable de savoir comment votre entreprise intègre ou intègrera de nouvelles technologies passionnantes telles que les Digital Threads, les jumeaux numériques, les plates-formes PLM, la simulation et la fabrication intelligente. Les entreprises qui souhaitent garder une longueur d'avance sur leurs concurrents, innover et transformer leur secteur ont besoin d'outils avancés pour réussir.

J. Grognuz : La transformation digitale est un important sujet pour beaucoup de nos clients. Il s'agit de la manière dont nous traitons et échangeons les informations et amenons ainsi une valeur ajoutée. Cela concerne tous les acteurs, des architectes de systèmes aux ingénieurs de simulation en passant par les concepteurs. Chaque groupe est hautement spécialisé et utilise des méthodes et des outils différents. Actuellement, l'échange se fait principalement sur la base de documents, ce qui entraîne une charge de travail manuel importante. Un changement dans l'un des maillons entraîne une nouvelle cascade d’échange de documents et donc du travail pour tous les groupes suivants. Cela rend le processus de développement très lourd et sujet aux erreurs.

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Quels sont les services proposés par Cadfem pour répondre à ces défis ?

J. Grognuz : Chez Cadfem, nous pensons qu'une communication efficace est la clé du développement de meilleurs produits. Afin de garantir une communication fluide entre tous les acteurs du développement, nous proposons une série de services, notamment des conseils sur le choix des technologies appropriées et le transfert de savoir-faire. L'intégration d'outils tels qu'Ansys Connect [Minerva, optiS Lang, ModelCenter et Granta] assure un flux de données continu et cohérent entre les systèmes, les outils et les départements. Cela contribue à accélérer le processus de développement et à réduire le nombre d'erreurs.

R. Rossetti : Cadfem offre ces outils et permet à chacun d'accéder à des méthodes d'acquisition et de gestion des connaissances avec des données de simulation compréhensibles ce qui améliore votre prise de décision. La recherche et la visualisation faciles des données, la modélisation basée sur l’intelligence artificielle et bien plus encore permettent d'accélérer le passage à la digitalisation.

Comment ces méthodes permettent-elles aux clients d'optimiser leur chaîne de valeur et de réduire les risques ?

J. Grognuz : Comme Roberto vient de le dire, l'une de nos approches consiste à offrir une meilleure base de décision grâce aux technologies de simulation. Nous travaillons avec des structures de données judicieusement élaborées, par exemple pour les données matériaux, dont l'accès peut être réglé en fonction des tâches et des personnes afin de garantir la sécurité des données. Ainsi, l'utilisation de simulations aide nos clients à évaluer l'impact probable de l'augmentation du prix des matières premières et des difficultés d'approvisionnement sur la production et la chaîne de valeur. Grâce à la traçabilité et à la cohérence des résultats de simulation, les décisions peuvent être prises sur une base solide et les risques réduits. Ces synergies permettent de concevoir des processus plus efficaces, par exemple pour optimiser la consommation d'énergie, réduire l'empreinte écologique ou le gaspillage de matériaux.

La vérification des résultats de simulation par des prototypes est-elle encore nécessaire ?

J. Grognuz : Les prototypes jouent toujours un rôle important dans la validation, car le système « outil + utilisateur » reste sujet aux erreurs. La collaboration étroite entre les concepteurs et les experts en simulation permet toutefois de réduire considérablement le nombre de prototypes nécessaires, car les résultats de simulation sont disponibles à un stade plus précoce du développement, ce qui permet d'identifier plus rapidement les problèmes potentiels et de prendre des mesures efficaces.

La conception et le développement virtuel fusionnent donc !

J. Grognuz : La numérisation et les outils d'ingénierie numérique contribuent de plus en plus à la complémentarité des différentes disciplines, car ils renforcent la collaboration entre les concepteurs et les ingénieurs de simulation. Même sans formation approfondie en modélisation numérique, un environnement collaboratif est créé, dans lequel les connaissances spécifiques de chaque discipline sont intégrées et utilisées de manière efficace.

La démocratisation des connaissances en ingénierie constitue donc un grand avantage. Les outils de simulation modernes évoluent constamment afin de permettre un accès adapté à tous, de la simulation basée sur le GPU en quelques secondes à l'environnement de développement pour les experts ou aux solutions sur mesure donnant un résultat en quelques clics. Cadfem se positionne ici comme un « coach » de la numérisation, de sorte que chacun - indépendamment de la base technique ou du département - trouve le bon outil.

R. Rossetti : Chez Cadfem, nous croyons au potentiel de la numérisation dans chaque entreprise et pour chaque ingénieur. Pour intégrer la simulation dans les processus de développement, nous concevons des workflows appropriés pour chaque client. Pour ce faire, nous nous appuyons sur notre expérience, acquise au cours de nombreux projets d'introduction et d'extension de l’outil de simulation, à des échelles variées et pour des profils d’utilisateurs et des cahiers des charges les plus divers. Notre partenariat étroit avec Ansys, qui dure depuis 40 ans, nous confère en outre une connaissance approfondie des domaines de l'automatisation et de l'intégration des processus.

Pouvez-vous illustrer cela par un cas d'application concret ?

J. Grognuz : L'entreprise Bewind optimise ses pales de rotor pour répondre à des exigences toujours plus élevées : plus grandes, plus silencieuses et moins chères. La prévention, les charges cycliques et l'évaluation des dommages des matériaux composites jouent ici un rôle important. Un tel flux de travail n'existe pas « out-of the-box » et est également coûteux en termes de calcul. Avec l'aide de PyAnsys, un workflow rapide et parallélisé a été créé pour le calcul des dommages et un post-traitement étendu, afin d'évaluer la durée de vie de la structure composite. Grâce à une application autonome, l'intégration dans l'écosystème du client a été très simple et cela a permis de gagner beaucoup de temps.

Comment évaluez-vous le potentiel d'innovation de la simulation numérique ?

R. Rossetti : L'innovation de produits basée sur la simulation offre des possibilités infinies. Nous pouvons changer le monde grâce au pouvoir de la simulation et nous l'avons déjà fait dans de nombreux domaines. La simulation participe à l’innovation de produits dans presque tous les secteurs. Depuis les premières phases de conception et d'analyse jusqu'à l'ensemble du cycle de vie du produit, la simulation améliore les workflows, la qualité et la précision tout en réduisant les risques et les coûts. C'est une situation gagnant-gagnant.

J. Grognuz : La simulation numérique est au cœur de l'ingénierie numérique. Elle stimule l'innovation dans de nombreux secteurs, car elle offre la possibilité de concrétiser des idées et des concepts à travers les prototypes virtuels de produits et de systèmes, de manière concrète, compréhensible et surtout sans risque. Les problèmes potentiels et leur impact sur les applications réelles peuvent être identifiés rapidement et la sécurité ainsi obtenue favorise la créativité.

Quelles sont les tendances actuelles dans le domaine de l'ingénierie numérique ?

J. Grognuz : L'une des principales tendances est l'utilisation croissante de l'intelligence artificielle [AI] et du Machine Learning dans le développement et l'optimisation des produits et des processus. Les divers outils de simulation offrent une source de vérité complémentaire garantissant une plus grande sécurité et sont intégrés de différentes manières : par la réduction de l'ordre du modèle (MOR), des routines Python (PyAnsys) et l’automatisation générale du flux de travail. L'intégration de jumeaux numériques dans la production et l'exploitation devient également de plus en plus importante. En créant des jumeaux numériques de machines, d'installations ou de processus et en utilisant les données en temps réel, les entreprises peuvent améliorer leur efficacité et leur qualité. Elles peuvent même développer de nouveaux modèles d'entreprise et ouvrir de nouveaux marchés, tels que le « Product-as-a-Service », la maintenance prédictive, l'analyse « pré-critique » pour les produits intelligents, la régulation basée sur des modèles physiques et les capteurs virtuels. De plus, l'automatisation des tâches de simulation accélère le processus de développement et augmente la productivité.

R. Rossetti : En regardant vers l'avenir, je cite volontiers le professeur Sandro Wartzack de l'université d'Erlangen-Nürnberg, avec lequel je suis d'accord à 100 % : « Si un processus de développement de produit doit être plus rapide, moins coûteux et plus innovant, la simulation est la méthode de choix. Si l'on veut aller à la limite de ce qui est techniquement possible, la simulation est indispensable ».

MSM

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