Les technologies clés

Technologies organisationnelles et d'accompagnement

Ingénierie simultanée

Fiche Technologie-clé n : 117

VERSION 3

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• Présentation de la technologie
• Objectifs de la technologie
• Environnement technologique

Présentation de la technologie

Définition

L'ingénierie simultanée (ou concourante) est une approche systématique pour concevoir un produit prenant en considération tous les éléments de son cycle de vie, depuis la conception jusqu'à la mise à disposition du produit et par conséquent intégrant la définition du produit, les processus de fabrication, et tous les autres processus requis dans le cycle de vie tels que, notamment, le fonctionnement (dans des environnements mécaniques, thermiques, acoustiques, électromagnétiques,...) ou la maintenance. Cette approche doit permettre aux équipes multidisciplinaires (calcul, fabrication,...) et/ou multimétiers (structures, thermique, électromagnétisme, acoustique,...) de travailler en parallèle, le plus tôt possible, vers un même but.

Techniques mises en oeuvre

L'ingénierie simultanée s'appuie sur un certain nombre de technologies, dont, notamment, des technologies de l'information et de la communication. Ces technologies associées parfois à des normes relèvent des quatre domaines suivants :

• infrastructures de communication (réseaux étendus, réseaux locaux, réseaux locaux industriels, réseaux haut débit (ATM,...),...)
• architectures logicielle et matérielle (technologies orientées objets (CORBA, OLE,...), ordinateurs à architecture parallèle,...)
• systèmes d'information (outils d'échanges de données, outils de gestion de configuration, bases de données techniques ou de gestion, outils de gestion de données techniques). La norme STEP de modélisation de données de produits constitue, notamment, l'une des clés de l'ingénierie simultanée. D'autres normes d'échange telles que SGML pour les documents, CGM et CCITT4 pour les graphiques ou l'affichage "raster", les normes issues d'Internet (HTML, VRML,...) contribuent également à faciliter le travail coopératif. On peut rajouter à cette liste d'autres normes telles que EDIFACT pour l'EDI, MPEG (compression d'images animées), JPEG (compression images fixes), format TIFF (sauvegarde des images)
• logiciels applicatifs (outils de simulation, codes de calcul éléments finis/ différences finies, outils de XAO (CAO/CFAO, de gestion de production...), outils de simulation et de gestion des process ("Workflow"), réalité virtuelle, modeleurs d'assemblage,..)..

Un projet d'ingénierie simultanée nécessite la mise en cohérence de l'ensemble de ces technologies.

Objectifs de la technologie

Contexte concurrentiel et économique

Confrontées quotidiennement à une conjoncture internationale de plus en plus difficile, à l'émergence de nouveaux marchés et à la pression croissante de la compétition, les entreprises soucieuses d'accroître leur productivité et leur compétitivité peuvent de plus en plus difficilement concevoir la totalité d'un produit, le développer, le produire dans son intégralité et le commercialiser seules. Devant la pression de la concurrence internationale, le tissu industriel doit se restructurer en se regroupant autour de communautés d'intérêt et nous assistons de plus en plus à la mise en place du concept d'entreprise étendue, c'est à dire de chaînes ou de réseaux industriels étendus reliant le fournisseur de matière première au consommateur final et dont l'un des principes nécessaires d'organisation est l'intérêt mutuel.

La conception, le développement, la fabrication, la commercialisation, la maintenance et le retrait du cycle de vie d'un produit apparaissent donc comme un "projet" coopératif dont l'objectif est avant tout de déclencher une synergie entre partenaires afin d'accroître leur part de marché en réduisant les temps de mise sur le marché des nouveaux produits, en maîtrisant la qualité des produits réalisés ainsi que leurs prix de revient, en intégrant mieux les désirs du client ou de l'utilisateur final, en réagissant aux fluctuations du marché,...

Fonctions remplies :

• Permettre de prendre en compte, dès la conception d'un produit, l'ensemble des phases de son cycle de vie.
• Permettre à toute discipline/tout métier d'intervenir et de contribuer à l'élaboration d'un produit ou d'un procédé en même temps que d'autres disciplines/métiers.
• Faire travailler des équipes en parallèle sur des représentations différentes d'un même produit ou procédé, en garantissant la cohérence des informations et la coordination des modifications faites indépendamment par chaque équipe, tout au long du cycle de vie d'un produit.

Concrètement, les fonctions remplies par l'ingénierie simultanée sont notamment :

• des fonctions de modélisation :
  • représentation du produit et de son environnement au cours du cycle de vie
  • organisation et présentation des informations associées à ce cycle de vie
  • organisation, modélisation et gestion des processus mis en oeuvre

• des fonctions de distribution de l'activité d'ingénierie :
  • distribution de l'information sur différents moyens
  • aptitude aux échanges hétérogènes

• la faculté de rendre plus facile le "dialogue" de l'homme avec d'autres hommes, avec des "modèles numériques" ou avec des objets physiques au travers de moyens en réseaux :
  • l'ergonomie de ce qui est "vu", "touché", "entendu" par synthèse (réalité virtuelle) ou par restitution (réalité virtuelle augmentée),
  • l'ergonomie de ce qui permet de travailler avec un "univers virtuel" ou à distance,
  • l'organisation de l'accès (identification, privilèges, rôles) aux informations contenues en machine ou des échanges directs entre hommes,
  • la mise à disposition d'informations à jour et fiables.

Buts recherchés :

• Réduire le temps de mise sur le marché de nouveaux produits (dont délais d'étude, de fabrication).
• Augmenter la qualité.
• Diminuer le prix de revient.
• Mieux intégrer les désirs du client et de l'utilisateur final,
• Améliorer la flexibilité.

Environnement technologique

Evolutions technologiques :

Infrastructures de communication : les techniques avancées de l'ingénierie simultanée qui nécessitent la mise en oeuvre de transmissions d'images animées ou de documents techniques volumineux (dessins, rapports) devront attendre que soient réalisés des progrès dans la vitesse de traitement des ordinateurs et dans le débit des réseaux. Par ailleurs, des efforts restent à faire en terme d'interopérabilité : des pans entiers de techniques ne sont pas encore normalisés dans le domaine des réseaux locaux et des réseaux à grande distance.

Architectures logicielle et matérielle : la programmation orientée objet est une évolution radicale de l'écriture des logiciels. Elle améliore la productivité des équipes de développement et facilite la maintenance et l'évolution des applications. La généralisation de ces méthodes et des langages objets devrait permettre une réutilisation plus systématique d'une partie des logiciels. Les architectures massivement parallèles offriront une puissance de traitement et de calcul importante, permettant de mettre en oeuvre avec plus de facilités certains logiciels applicatifs constituant la base de l'ingénierie simultanée (outils de simulation, codes de calculs, réalité virtuelle, outils CAO/CFAO,...).

Systèmes d'information : des avancées importantes sont attendues dans le domaine des bases de données afin d'optimiser les accès simultanés, la sécurité, le contrôle d'intervention des utilisateurs en temps réel sur les données, en écriture surtout. En ce qui concerne les outils d'échanges et de modélisation des données de produit, la technologie STEP (Standard for the Exchange of Product Data) qui a pour but de définir une structure de données de produit normalisée, est en cours d'élaboration : elle garantira l'interopérabilité et l'intégration des métiers et disciplines dans le cadre de l'entreprise étendue.

Logiciels applicatifs : on peut attendre des progrès majeurs non seulement dans les outils de simulation, CAO/CFAO..., (utilisation du parallélisme, utilisation des technos orientées objet...) mais aussi dans le couplage et l'intégration de ces outils (boucles d'optimisation,...).