Comprendre le fil numérique

Siemens PLM a une stratégie pour réinventer la fabrication en reliant les informations numériques du concept à la surveillance des performances sur le terrain en passant par la conception. Il est facile d'être confus quant à ce que tout cela signifie, mais quelques exemples concrets et définitions aident à tout expliquer.

INDIANAPOLIS — On parle beaucoup de la numérisation dans le secteur manufacturier. Siemens PLM n'est pas le seul à parler de jumeaux et threads numériques, de cloud computing, de big data, d'Internet industriel des objets et de fabrication agile.

On pourrait être pardonné si cela semble un peu nébuleux - la portée même de la tâche signifie qu'il est difficile de la maîtriser.

Chaque entreprise propose sa propre vision. Les frontières se déplacent en amont et en aval à mesure que les entreprises PLM achètent ou développent de nouvelles capacités. L'objectif semble être d'offrir, autant que possible, un guichet unique à tout client potentiel. Siemens PLM adopte certainement cette approche, à grande et à petite échelle. Les deux étaient exposés lors de la conférence Siemens PLM Connections 2017, qui s'est tenue à Indianapolis en mai 2017.

En particulier, une discussion et une démonstration ont fait paraître tout le buzz, eh bien, moins buzz et plus réel.

Vue d'ensemble, fils numériques et jumeaux

"Il existe un certain nombre de technologies habilitantes qui changent votre façon de penser au jumeau numérique", a déclaré Tony Hemmelgarn, PDG de Siemens PLM, lors d'un discours liminaire lors de la conférence. Le concept de jumeau numérique est une représentation informatique de tout actif physique qui est constamment mise à jour avec des données provenant de diverses sources. Son but est destiné à la maintenance, aux réparations, aux mises à jour et aux conceptions futures.

Alors que le concept a peut-être commencé avec un produit (un moteur d'avion en fait), Hemmelgarn a souligné que les jumeaux numériques pourraient également refléter à la fois les processus de production et les modèles de performance - de presque tout.

Il a classé les technologies habilitantes clés en trois catégories, ce qui m'a beaucoup plu et m'a aidé à comprendre comment tout cela pouvait fonctionner. L'essence de son message était simple, des outils pour l'idéation, la réalisation et l'utilisation.

Idéation . Ce sont des outils existants et émergents pour donner vie aux produits, selon les mots de Hemmelgarn, tout au long de la phase de R&D et de conception. Celles-ci incluent la technologie de conception générative, une expression à la mode qui comprend à la fois des techniques de simulation et d'optimisation CAE qui permettent aux ordinateurs d'effectuer une partie du travail de conception. L'optimisation comprend l'optimisation de la topologie et de la forme ainsi que l'optimisation multidomaine, ou MDO. MDO sera essentiel dans la mesure où tout produit d'aujourd'hui et de demain est à la fois intelligent, c'est-à-dire doté de nombreux logiciels, et composé de systèmes mécaniques, électriques et mécatroniques. L'achat récent de Mentor Graphics, la société de conception électrique, montre que Siemens pense à cette convergence de disciplines disparates.

Réalisation . Il s'agit de l'ensemble d'outils utilisés pour fabriquer le produit. Un outil passionnant et émergent est la fabrication additive, mais il se passe aussi beaucoup de choses dans la robotique avancée et même dans l'apprentissage automatique. Selon l'entreprise, les techniques d'apprentissage automatique pourraient aider les fabricants à optimiser la planification et la prise de décision, telles que la gestion de la chaîne d'approvisionnement et même la consommation d'électricité. Combiner la fabrication additive avec la robotique est la clé des pièces plus grandes, et les bonnes idées ne manquent pas non plus dans ce domaine.

Utilisation . C'est là que convergent la véritable valeur de l'analyse du Big Data, de la technologie cloud et de l'automatisation des connaissances. La collecte de données via le cloud, puis l'automatisation de la manière dont les connaissances sont extraites du bruit en appliquant les techniques émergentes du Big Data étaient un autre de ses thèmes.

Ce qui pourrait rendre Siemens PLM unique, c'est que sa société mère, Siemens AG, est l'un des plus grands conglomérats industriels au monde. Elle fournit des moteurs à turbine à gaz, des équipements de fabrication et d'automatisation, ainsi que des logiciels de gestion des opérations de fabrication. Selon lui, il peut tester des techniques pratiques dans des situations exigeantes, offrant à la fois un laboratoire et une crédibilité.

Cela semble également leur permettre de penser véritablement de bout en bout. Tout en reconnaissant qu'il existe un certain nombre de fournisseurs pour l'idéation et l'utilisation, "beaucoup manquent la partie médiane", a déclaré Hemmelgarn. "Quelqu'un doit le faire et le construire. Nous créons des choses et utilisons notre propre logiciel pour le faire et nous apprenons beaucoup en le faisant. La Siemens Digital Enterprise Suite en est le résultat. Il couvre neuf segments différents de ce que, selon lui, une entité manufacturière doit employer.

Orientations futures de MFG

L'une des principales idées que le PDG Hemmelgarn a soulignées était que les jumeaux numériques se présentent sous trois formes, correspondant à certains égards aux trois mots clés qu'il a utilisés pour organiser son discours. L'un est le jumeau du produit numérique, correspondant aux outils d'idéation. Un autre est le jumeau de production numérique, le processus de production utilisé pour fabriquer le produit et correspond à la réalisation. Le troisième est le jumeau de performance numérique, correspondant à l'ensemble de données volumineuses et d'analyses utilisées.

L'équipe de Siemens a également fourni un exemple concret de ces outils utilisés pour aider One Aviation, un constructeur de petits avions d'aviation générale, dont un bimoteur à réaction très léger, ou VLJ, appelé l'Eclipse EA500 et des variantes. Le PDG et fondateur de One Aviation, Alan Klapmeir, a rejoint Jim Rusk, directeur de la technologie et vice-président senior de Siemens PLM. Klapmeir a souligné l'importance des trois jumeaux numériques au sein de la compagnie aéronautique et comment le maintien des jumeaux numériques leur a permis de mieux planifier les futures mises à niveau.

La paire a ensuite suivi toutes les étapes nécessaires pour changer la conception de l'Eclipse de base en une version plus grande appelée Eclipse Canada. Un point clé de la plupart des véhicules de transport, voitures ou avions, est à quel point ils doivent être intelligents et combien d'électronique et de câblage doivent être inclus. En fait, Hemmelgarn a échappé au fait que leur achat de Mentor Graphics a été stimulé par des clients exigeant que les produits Mentor Graphics, en particulier la conception de faisceaux de câbles, soient compatibles à la fois avec Teamcenter et leur package CAD NX.

Un certain nombre d'outils logiciels ont été utilisés pour créer et maintenir des jumeaux numériques pour les produits, les processus et les performances. La démonstration comprenait la simulation du flux d'air autour des trains d'atterrissage pour programmer un robot qui construirait l'avion, avec d'autres robots qui inspecteraient par sons les panneaux en fibre de carbone. Il y a même eu une démonstration d'un dispositif de fabrication additive Stratasys attaché à un robot qui a construit un prototype de cône de nez pour évaluation sur l'Eclipse Canada.

Non pas que quiconque soit contraint d'utiliser uniquement les outils Siemens . Hemmelgarn a souligné qu'un seul produit Siemens peut ne pas être la solution préférée, et parfois ne l'est pas. L'idée clé à retenir est qu'il existe au moins une version de la façon de donner un sens à ce paradigme émergent pour la fabrication.