Gérer la complexité et la variété en ingénierie automobile : tirer parti de l'ingénierie de lignes de produits et des jumeaux numériques

L'ingénierie automobile n'a jamais eu à gérer autant de complexité. Produire des millions de véhicules par an est un défi colossal. Cette complexité croît exponentiellement avec l'introduction de fonctionnalités intelligentes de nouvelle génération pour la conduite autonome. Les fabricants font face à une myriade de défis pour maîtriser cette complexité, gérer la variété et apporter ces innovations sur le marché rapidement et efficacement, tout en garantissant les plus hauts niveaux de sécurité et de fiabilité.

De la conduite autonome et des systèmes de sécurité avancés, au régulateur de vitesse adaptatif et à l'assistance au maintien de voie, l'innovation est en surrégime. Les véhicules autonomes nécessitent un réseau complexe de logiciels interactifs, de pièces électriques et mécaniques pour permettre les capteurs radar, la cartographie 3D, la reconnaissance d'images, les communications véhicule-à-véhicule, l'intelligence artificielle et plus encore. Les constructeurs et équipementiers sont poussés aux limites de leurs capacités. Les équipes d'ingénierie sont de plus en plus absorbées par les tâches fastidieuses de gestion de cette complexité croissante.

L'ingénierie de lignes de produits (PLE) basée sur les caractéristiques

Il existe un besoin et une opportunité extraordinaires d'améliorations radicales dans la façon dont les lignes de produits automobiles sont conçues, livrées et faites évoluer. Les approches traditionnelles « centrées produit » — où chaque produit d'une ligne est conçu, produit et maintenu séparément — ne sont tout simplement plus viables.

Certains fabricants passent maintenant à l'ingénierie de lignes de produits (PLE) basée sur les caractéristiques, une discipline émergente qui fournit une approche unifiée de gestion des variantes et de la complexité sur l'ensemble d'une ligne de produits, et sur l'ensemble du cycle de vie de l'ingénierie et des opérations.

Cette approche est dite « basée sur les caractéristiques » car elle permet aux ingénieurs véhicules de démarrer le processus d'exigences et de conception en considérant d'abord les caractéristiques. Avec la PLE basée sur les caractéristiques, ce sont les caractéristiques qui déterminent les pièces, et non l'inverse. Cela donne à tous dans l'entreprise un langage commun.

Bien que l'approche ait été adoptée dans divers secteurs industriels, les déploiements PLE les plus avant-gardistes se font dans l'automobile. Les fabricants qui adoptent la PLE rapportent des améliorations d'un ordre de grandeur en efficacité, délai de mise sur le marché, évolutivité de la ligne de produits et qualité produit.

La technologie des jumeaux numériques

Avec l'augmentation dramatique de la complexité de l'ingénierie et de la fabrication, les constructeurs sont désormais confrontés à la complexité ajoutée de la maintenance et de l'évolution des véhicules une fois sortis d'usine. La technologie des jumeaux numériques est un autre domaine d'innovation, en plus de la PLE, pour répondre à ce problème. Gartner a identifié les jumeaux numériques comme l'une de ses 10 tendances technologiques stratégiques pour 2018, et un article de Forbes mentionnait que « toutes les indications suggèrent que nous sommes à l'aube d'une explosion de la technologie des jumeaux numériques ».

Dans l'automobile, un jumeau numérique — l'image numérique ou représentation virtuelle d'un produit physique — est utilisé pour maintenir une connexion avec chaque véhicule une fois qu'il quitte l'usine.

Les jumeaux numériques sont des sous-produits du processus PLE basé sur les caractéristiques, qui génère automatiquement une représentation numérique basée sur les caractéristiques contenues dans un véhicule spécifique. Une fois le véhicule fabriqué et prêt à quitter l'usine, le jumeau numérique est également complet. Les fabricants peuvent surveiller, maintenir et faire évoluer le véhicule sur le terrain en fonction des caractéristiques spécifiques contenues dans ce véhicule. Par exemple, lors de l'entretien ou du remplacement de certaines pièces, cette information est incorporée dans son jumeau numérique pour garantir que l'image miroir est maintenue.

Avec les jumeaux numériques, les problèmes de qualité sont beaucoup plus faciles à gérer proactivement, car les entreprises peuvent identifier rapidement quels produits ont une caractéristique particulière contenant un défaut et le corriger sur tous les produits contenant cette caractéristique.