Transformer la fabrication avec les outils PLM

Avec le logiciel de gestion du cycle de vie des produits (PLM), les fabricants disposent d'outils puissants pour gérer les transformations massives qui secouent leurs industries. Le logiciel PLM comprend tous les derniers outils de gestion des données produit (PDM) et de CAO/FAO/CAE dont les professionnels de la fabrication ont besoin pour faire face à des effectifs et des actifs largement dispersés dans le monde.

Tirer parti du jumeau numérique du PLM dans la fabrication, avec des actifs plus souvent stockés dans le cloud, peut améliorer la capacité des travailleurs à domicile à gérer la gestion quotidienne de la fabrication. Depuis le début de la pandémie de COVID-19, les opérations de fabrication ont dû faire preuve de plus de créativité dans la gestion des opérations des usines virtuelles. De nombreux professionnels du PLM disent que cette tendance est là pour rester.

De nombreux facteurs déterminent les exigences des clients PLM, a noté Keri Bender, responsable senior de la stratégie commerciale PLM chez Autodesk Inc., le développeur basé à San Rafael, en Californie, du logiciel Autodesk Fusion Lifecycle PLM. "Les produits deviennent de plus en plus intelligents, le PLM doit donc être capable de traiter les données de conception mécaniques, électroniques et de service", a-t-elle ajouté. "Les processus se numérisent, et de plus en plus cette numérisation traverse les frontières entre les départements et s'étend aux réseaux de partenaires et aux chaînes d'approvisionnement. L'automatisation prend le contrôle des usines et les fabricants repensent leurs chaînes d'approvisionnement."

Bender a déclaré que les développeurs PLM voient les défis principalement à deux niveaux. Le PLM de nouvelle génération, ou « PLM 4.0 », comme elle le dit, doit être plus agile que le PLM hérité et s'adapter à l'évolution des processus, des sources de données et des disciplines. « Autodesk Fusion Lifecycle est conçu pour remédier à cette situation », a déclaré Bender. "Le PLM 4.0 doit permettre une collaboration transparente entre les départements et, plus important encore, entre les écosystèmes de divers partenaires, tout en protégeant l'intégrité des données et la propriété intellectuelle. Étant basé sur le cloud, Fusion Lifecycle est conçu pour les déploiements entre les divisions et les chaînes d'approvisionnement."

La modernisation et la transformation numérique sont impératives, a noté Marc Taber, vice-président du marketing chez PTC, basé à Boston, développeur du logiciel Windchill PLM. "Cela a entraîné un changement dans la nature du PLM, qui est passé d'un outil d'ingénierie pour la sauvegarde et la gestion des versions des données CAO à une véritable gestion collaborative du cycle de vie des produits d'entreprise/multi-entreprises", a déclaré Taber. "Le PLM est devenu le fondement de ces initiatives de transformation numérique ou de thread numérique. L'infrastructure d'application existante composée d'une intégration via Microsoft Office et/ou d'applications développées en interne ne fonctionne plus avec les nouveaux niveaux de complexité."

Taber a mis en évidence trois facteurs clés pré-COVID-19 - les clients, les chaînes de valeur et les produits - qui ont tous changé. "Les gouvernements et les clients ont placé des exigences opérationnelles élevées sur la façon dont les entreprises gèrent les données", a-t-il déclaré. "Les clients exigent également des solutions plus personnalisées tout en augmentant le nombre de variantes."

Les entreprises cherchent à externaliser une grande partie de leur production et/ou à former des coentreprises, ce qui augmente les possibilités de nouer des partenariats avec des fournisseurs, a-t-il ajouté. Le risque de perturbation de la chaîne d'approvisionnement entraîne le besoin de composants plus standardisés pour permettre l'efficacité et l'échelle, a noté Taber, et les produits ont également changé. "Les produits sont passés de simples machines électriques/mécaniques à des appareils connectés pilotés par logiciel", a-t-il déclaré. "Avec les perturbations causées par le COVID-19, la collaboration basée sur le PLM SaaS est considérée comme essentielle pour un travail à distance mondial sécurisé 24h/24 et 7j/7."

L'évolution des exigences commerciales et du marché pousse les fabricants à adopter de nouvelles pratiques pour transformer numériquement leur façon de travailler, a déclaré Bill Lewis, directeur du marketing, logiciel de collaboration du cycle de vie, chez Siemens Digital Industries Software, Plano, Texas. "Les clients recherchent des solutions pour les aider à atteindre leurs objectifs de transformation numérique, et le PLM est un catalyseur clé. Aujourd'hui, le logiciel PLM doit prendre en charge un jumeau numérique complet qui prend en charge tous les aspects des produits, y compris les composants mécaniques, électriques et logiciels. Il doit permettre pour que la personnalisation réponde aux besoins de tous les types d'utilisateurs, et elle doit être ouverte et flexible."

La réalité pour de nombreux fabricants aujourd'hui est qu'ils continuent de travailler en silos avec peu de véritable collaboration, a noté Lewis. "Cela peut créer des transferts manuels séquentiels et des redondances de données importantes ainsi que des incohérences. Cela crée un potentiel de mauvaise communication, d'échappements de qualité et de problèmes de fabrication découverts trop tard. Ces problèmes peuvent augmenter le temps de conception, les efforts et les coûts de retravail ."

Les logiciels PLM pour la fabrication peuvent jouer un rôle clé, a-t-il ajouté. "Les entreprises peuvent déplacer leurs activités de planification de la fabrication plus tôt dans le cycle de vie du produit", a déclaré Lewis. "Une collaboration précoce offre une visibilité pour résoudre les problèmes et optimiser les plans de processus alors que le coût du changement reste raisonnable."

Avec les solutions PLM, les utilisateurs créent une nomenclature de fabrication (mBOM) pour une vue spécifique et une extension de la nomenclature d'ingénierie (eBOM) qui est entièrement liée aux exigences de conception, a déclaré Lewis. Il permet aux utilisateurs de :

« L'industrie continue de se transformer et la demande s'accélère pour commercialiser plus rapidement des produits complexes », a noté Garth Coleman, vice-président, marketing Enovia chez Dassault Systèmes, basé à Vélizy-Villacoublay, France, et Waltham, Mass. La société a développé le PLM 3DExperience plateforme. "La fabrication s'est étendue au-delà des quatre murs d'une entreprise pour devenir un réseau mondial", a ajouté Coleman. « La numérisation et l'automatisation permettent aux entreprises de reproduire virtuellement leur fabrication, d'expérimenter et de créer rapidement de nouveaux concepts. Mais les nouvelles solutions vont au-delà de la numérisation pour fournir à la fois un système d'exploitation, pour gérer une entreprise, et un modèle commercial, pour transformer une entreprise.

Le monde virtuel est essentiel pour fournir des produits de plus en plus innovants, a ajouté Coleman. "Lorsque nous examinons les tendances du PLM, il est facile de voir à quel point la construction de l'avenir dépend de plusieurs facteurs clés." Ceux-ci inclus:

Certains des plus grands obstacles au déploiement du PLM aujourd'hui restent les outils cloisonnés. Ces silos empêchent les équipes d'unifier efficacement les informations d'ingénierie en une seule source de vérité, a déclaré Coleman. D'autres obstacles comprennent des sources de données disparates qui bloquent l'établissement d'un fil numérique, la gestion du changement organisationnel, l'installation/la mise à niveau de la technologie, la migration des données et la migration des outils. Un autre obstacle majeur est d'essayer d'innover dans toutes les disciplines, en utilisant différents systèmes de conception.

Taber de PTC a déclaré que les fabricants ont réalisé que la transformation numérique est nécessaire pour augmenter la vitesse et l'agilité du développement, améliorer la qualité et réduire les coûts de plusieurs millions de dollars. "Cependant, un changement de cette ampleur n'est pas facile en temps normal et ce ne sont pas des temps normaux", a déclaré Taber. "Les fabricants se demandent comment rassembler leurs organisations lorsque leurs systèmes ne se parlent pas. Ils vivent dans un paradigme papier où les clés de leur organisation sont verrouillées dans des PDF. Comment maintenez-vous le contrôle de la configuration sur des millions de modifications ? des objets qui ont chacun des relations avec des documents et des modèles ? Comment gérez-vous toutes ces différentes parties à travers des centaines de programmes et des milliers de personnes ? Combien de processus de publication doivent-ils rencontrer ? À cette complexité s'ajoute une myriade de défis liés au COVID-19 et Des systèmes informatiques qui ne sont pas configurés ou conçus pour les télétravailleurs. La transformation numérique peut sembler accablante."

Siemens a annoncé Teamcenter X, sa première incursion sur le marché du SaaS PLM, en juin dernier lors de sa réunion virtuelle d'analystes. La société offre aux clients potentiels un essai gratuit de 30 jours du logiciel sur son site Web. "Siemens fait tout le travail pour gérer les déploiements de Teamcenter X sur le cloud avec la livraison SaaS. Les clients peuvent payer au fur et à mesure et se concentrer sur l'innovation de leur produit", selon Lewis de Siemens. "Teamcenter X est Teamcenter", ce qui signifie que les clients SaaS Teamcenter X bénéficient de tous les avantages du Teamcenter largement utilisé.

Dassault Systèmes a largement élargi ses offres PLM, Enovia ajoutant à elle seule plus de 100 nouvelles fonctionnalités et améliorations dans la version récemment annoncée de la plateforme R2021x 3DExperience, a noté Coleman de Dassault. « Le nouveau rôle Collaborative Designer for Solid Edge étend la puissance de la plate-forme 3DExperience à un plus grand nombre d'utilisateurs de CAO mécanique traditionnelle basée sur des fichiers », a déclaré Coleman. "En outre, de nombreuses améliorations sont disponibles dans les rôles Collaborative Designer pour CATIA V5, Solidworks, AutoCAD et Altium Designer dans R2021x. Ces améliorations permettent aux concepteurs multi-CAO de faire progresser la collaboration et la gestion des données grâce à l'accès aux fonctionnalités de la plate-forme depuis leur conception existante. environnements."

Enovia R2021x inclut également des améliorations qui font progresser un jumeau 3DExperience holistique d'un produit en améliorant la façon dont les utilisateurs gèrent les définitions de produits complexes, a ajouté Coleman. "Par exemple, le rôle d'ingénieur de version de produit prend en charge des éléments alternatifs pour simplifier la fourniture d'options pour les éléments d'ingénierie principaux", a-t-il déclaré. "Travailler sur les applications 3DExperience est également plus efficace dans R2021x. Une nouvelle commande "Ouvrir avec" permet aux utilisateurs d'ouvrir une définition de produit dans les applications prises en charge directement à partir de la vue du tableau Product Release Engineer. De plus, le contenu 3D et les informations de support se chargent automatiquement lors du passage de Publiez 3D Review sur les applications 3D Markup, 3D Compose, 3D Annotation Insight et Interference Check."

Pendant la crise actuelle du COVID-19, l'accent a été renouvelé sur la mobilité et la résilience de la main-d'œuvre, a noté Taber de PTC. Les développements de PTC PLM incluent "la livraison plus rapide de produits innovants grâce aux offres SaaS, où les clients ne sont pas limités par l'informatique (innovation intemporelle)", a déclaré Taber. D'autres livrables comprenaient "des nomenclatures de fabrication spécifiques à l'usine, des plans de processus, des instructions de travail, une nomenclature unique/différentes vues, et la création d'un contenu associatif (non copié), traçable, visuel (y compris GD&T) et la compréhension des configurations ; l'application de l'IA à chaque processus, fournissant plus de conseils ; la conception axée sur la simulation ; et la fourniture de la bonne technologie numérique pour la génération numérique native, avec la réalité augmentée."

Tous les principaux développeurs de logiciels PLM proposent de nouvelles simulations qui aident à améliorer les mondes virtuels des clients, mieux correspondre à ce qui est rencontré dans l'usine ou dans la visualisation des développements de produits. "La simulation est plus efficace que jamais pour comptabiliser la fabrication, qu'il s'agisse de prédire la fabricabilité, de générer des conceptions manufacturables ou d'évaluer les performances des produits tels que fabriqués", a déclaré Bender d'Autodesk. "La liste des processus dont la fabricabilité peut être évaluée continue de s'allonger, du moulage par injection avec Moldflow à l'additif métallique avec Netfabb en passant par les composites avec TruComposite. Et nous ajoutons la simulation de machine-outil à Fusion 360."

La conception générative s'est initialement concentrée sur la création de conceptions pour l'additif, a noté Bender. "De nouvelles contraintes au sein de la technologie permettent désormais de générer des conceptions optimisées pour l'usinage à 2,5, trois et cinq axes, la coupe à deux axes et le moulage sous pression, et d'autres sont à venir", a-t-elle déclaré. "L'effet de la fabrication sur les performances, en particulier les composites, doit être pris en compte. La combinaison de technologies telles que Moldflow, Helius PFA et Autodesk Nastran signifie que l'analyse des performances des produits tels que fabriqués peut être effectuée."

À mesure que les produits deviennent plus complexes, la simulation est au cœur de leur gestion, a noté Lewis de Siemens. "Une approche holistique de la simulation fournit de meilleures informations car ces données ne sont pas isolées. Elles sont liées au jumeau numérique et chaque élément d'information a des dépendances. Toutes les données doivent être récupérables et le contexte compris", a déclaré Lewis. "Lorsqu'elle n'est pas gérée, cette quantité massive de données de simulation est difficile à rechercher. La traçabilité du travail et la gestion du changement sont à la fois essentielles et difficiles. Dans la plupart des entreprises, le temps est perdu à rechercher des données ou à travailler sur une version obsolète d'une conception."

Il fait valoir que Teamcenter Simulation aide à accélérer le développement de produits. "Les inefficacités sont réduites en automatisant et en réutilisant les tâches de simulation en masse et en organisant les données pertinentes avec traçabilité. Cela facilite et accélère la recherche. Les processus CAE qui enchaînent plusieurs applications logicielles peuvent être orchestrés pour s'exécuter automatiquement pendant que les données sont capturées dans le système PLM. La visualisation des résultats aide les non-experts à comprendre la simulation, élargissant ainsi son utilisation à un public plus large."

Le logiciel de simulation Simulia de Dassault fournit des rôles aux utilisateurs par application industrielle. Les concepteurs et les ingénieurs peuvent utiliser la simulation tout au long de leurs activités quotidiennes de conception de produits, a noté Coleman. "La technologie de simulation couvre les structures, les fluides, le moulage par injection de plastique, l'acoustique, l'électromagnétisme et les applications structurelles", a-t-il déclaré. "La bonne capacité est fournie dans un contexte d'application. Il existe également un accès guidé pour les utilisateurs occasionnels."

Les utilisateurs peuvent simuler l'utilisation de la géométrie de conception dans un environnement de conception entièrement intégré au PLM et à la CAO. Comme les tâches et les attributs de simulation sont liés à la conception, la simulation est facile à exécuter lorsque la conception sous-jacente change, selon Coleman.

"Simulia simule également des assemblages complexes directement liés aux données produit", a-t-il déclaré. "La technologie de modélisation, de simulation et de visualisation est entièrement intégrée sur la plate-forme 3DExperience, y compris la capture, la publication et la réutilisation des processus. La valeur de l'investissement existant d'un client dans la simulation est maximisée en permettant aux données de simulation, aux résultats et à la propriété intellectuelle de se connecter à la plate-forme ."

Il pense que les logiciels de conception assistée par ordinateur et la technologie de simulation multi-physique réaliste accélèrent la conception d'un produit durable, en validant ses performances et en aidant à le produire. "Avec autant de variables contribuant à la composition finale d'un produit, la capacité à tirer parti d'une simulation multi-physique robuste permet aux organisations d'effectuer des optimisations en temps opportun tout en gardant une ligne de vue claire sur les aspects critiques du produit, y compris la sécurité, le poids, la résistance, vibration ou même la fidélité du signal électronique."

Coleman a ajouté qu'avec Simulia, Dassault disposait depuis un certain temps d'une approche unifiée et basée sur des modèles pour la gestion du cycle de vie de la simulation. Il est désormais disponible sur le cloud public. "La version R2021x de 3DExperience a des applications organisées dans des rôles spécifiques à l'industrie et au flux de travail qui offrent de nouvelles fonctionnalités non disponibles dans les versions précédentes.

« En plus de la simulation des processus de fabrication, la simulation joue également un rôle essentiel dans notre retour au travail et à l'école dans le cadre de notre « nouvelle normalité » provoquée par la pandémie de COVID », a poursuivi Coleman. « Par exemple, pour aider à contribuer au retour en toute sécurité des étudiants et du personnel, Dassault Systèmes a démontré comment la simulation, utilisée depuis longtemps pour optimiser la conception industrielle, peut créer des salles de classe plus sûres et plus saines.

Alors que le coronavirus se propage dans l'air, comprendre la physique du flux d'air et où les gouttelettes en suspension dans l'air potentiellement contaminées se déplaceront aide à réduire leur impact, a déclaré Coleman. "Pour cela, Dassault Systèmes a utilisé les applications Simulia optimisées par la plate-forme 3DExperience pour démontrer le placement efficace d'un ventilateur dans une salle de classe et des sièges de classe optimaux qui minimisent l'exposition."

En plus de rendre les salles de classe plus sûres, Coleman a déclaré que les applications et services Simulia sont également utilisés pour aider les ingénieurs du bâtiment et les gestionnaires d'installations à réévaluer les espaces dans les hôpitaux, les aéroports, les usines, les bureaux et les espaces de vie pendant la pandémie.

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