Modélisation directe : quand votre processus de CAO 3D

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Modélisation directe : quand votre processus de CAO 3D
n’atteint pas la productivité attendue
Auparavant appelé CoCreate
®
Introduction
Lorsque vous vous êtes mis à la recherche d’un système de CAO 3D (conception
assistée par ordinateur), vous avez fait tout ce qu’il fallait : vous avez lu les revues
des analystes, vous avez épluché les études de référence et vous avez testé
quelques versions d’essai ; tout cela avant de finalement investir dans un bon
système de CAO 3D. Pour autant, la productivité de votre système de CAO 3D ne
vous donne pas entière satisfaction.
Vous avez peut-être remarqué que vos ingénieurs peinent à assimiler le nouveau
système CAO, passent trop de temps à recréer des conceptions ou ne réagissent
pas assez rapidement aux modifications imprévues, ou encore que le cycle de
conception s’allonge anormalement en raison de problèmes de performances
logicielles.
La bonne nouvelle, c’est que cette situation n’a rien d’exceptionnel et que votre
système de modélisation 3D n’est pas en cause. La mauvaise nouvelle ? Votre
problème est sans doute plus fondamental : votre système de modélisation 3D
utilise peut-être une mauvaise approche de la conception 3D.
Ce n’est pas une raison pour désespérer. Si vous connaissez ce genre de problème,
il est toujours temps d’envisager une approche de « modélisation directe » de la
conception 3D. Pour les entreprises qui conçoivent couramment des produits
uniques ou hautement personnalisés, la modélisation directe offre au processus
de conception un niveau de souplesse optimal et constitue un investissement
durable et rentable. Il existe différentes approches de la conception 3D.
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En général, les fournisseurs de logiciels de CAO poussent
les clients à choisir des systèmes hautes performances pour
répondre à leurs besoins en conception. Bien que le choix
de la solution CAO soit crucial, les leaders du marché des
logiciels de CAO concèdent que les entreprises doivent
d’abord se poser la question fondamentale : quelle est
l’approche de conception 3D la mieux adaptée à mon
processus de conception ?
Dans le secteur de la fabrication, la conception 3D propose
deux approches principales : l’approche paramétrique et
l’approche directe. Chacune est différente et offre ses propres
avantages et applications. Il suffit de déterminer l’approche la
plus appropriée à votre entreprise.
Approche paramétrique
Avec l’approche paramétrique, les concepteurs utilisent
les paramètres, les cotes, les fonctions et les relations pour
capturer le comportement de produit voulu. Ils créent un
ensemble intégré de contraintes techniques et de relations
qui automatise et optimise les processus de conception et
de développement de produits. Grâce à cette méthode,
l’approche paramétrique est puissante et complète mais
requiert des compétences particulières pour intégrer au mieux
les contraintes techniques et les relations dans un modèle.
Approche directe
Avec l’approche directe, les concepteurs peuvent créer des
conceptions 3D rapidement et facilement, qu’ils modifient
ensuite par le biais d’interactions directes et immédiates avec
la géométrie du modèle. Souple et facile, l’approche directe
convient particulièrement bien aux entreprises concevant des
produits uniques ou hautement personnalisés, pour lesquels
il n’est pas nécessaire d’effectuer une planification initiale et
d’intégrer les informations dans les modèles.
Avec l’approche directe de la
conception 3D, vous pouvez
modifier les modèles 3D en
interagissant directement avec
la géométrie.
Autres approches
Le secteur de la fabrication connaît d’autres approches, moins
usitées, de la conception 3D. Ainsi, certains fournisseurs
de solutions CAO proposent des systèmes 3D hybrides
combinant deux approches ou plus (paramétrique, directe
ou autre approche telle que la modélisation spécialisée).
Avec l’approche de modélisation spécialisée, les concepteurs
utilisent la modélisation basée sur les règles, des entrées
basées sur des standards ou d’autres bases de données
déterminant les paramètres des modèles.
À première vue, les systèmes hybrides semblent associer le
meilleur de chaque approche, mais ce n’est pas si simple.
Avec ces systèmes, les concepteurs perdent en souplesse et
ne parviennent pas à tirer le meilleur parti de chacune de ces
méthodes. En effet, les stratégies de conception s’appuient
généralement sur une approche plutôt que sur une autre.
De plus, les systèmes de CAO 3D hybrides sont souvent
complexes et difficiles à apprendre car les concepteurs doivent
maîtriser les différents volets de l’application.
Choisir la bonne approche de conception : une étape
essentielle
Une approche appropriée de la conception 3D doit vous
permettre de faire beaucoup plus de choses que la simple
conception de modèles 3D. Globalement, elle doit améliorer
l’efficacité, la rentabilité et la capacité d’innovation de votre
entreprise en l’aidant à réagir aux pressions du marché. Une
étude réalisée par Aberdeen Group en 2006 cite les cinq
contraintes principales des fabricants :
• Réduction du délai de mise sur le marché (65 %)
• Demande du client pour de nouveaux produits (47 %)
• Complexité croissante des spécifications du client (43 %)
• Accélération de la banalisation des produits (29 %)
• Menace des produits concurrents (27 %)
La liste des pressions est déjà suffisamment longue pour
lui en ajouter une autre : un système CAO inapproprié.
Or, c’est précisément ce que font les entreprises en choisissant
la mauvaise approche de la conception 3D : compliquer
davantage le développement de produits.
« Le travail du concepteur est de concevoir et
les outils 3D sont ses instruments. Les outils qui
entravent le travail sont indésirables. »
– Yoji Sasai, directeur général, IJP Design Department,
Seiko Epson Corporation
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Lorsque des entreprises choisissent un système de CAO
paramétrique alors que l’approche directe leur conviendrait
mieux, elles risquent de générer des coûts supplémentaires
inutiles dans leur processus de conception. Elles devront
par exemple recréer manuellement des variations de
conception qui auraient pu être automatisées ou remodéliser
manuellement des pièces existantes qui auraient pu être
adaptées.
« Je remodélisais trop souvent des pièces
plutôt que de passer du temps à réorganiser
l’arborescence des fonctions pour apporter
les modifications. Ainsi, je perdais du temps et
gaspillais l’argent de mon client. »
Ces entreprises connaissent par conséquent un déploiement
plus lent dans les équipes de développement de produits et
des cycles de conception plus longs. Pourquoi ? Parce que
leurs concepteurs 1) ne peuvent pas apprendre à utiliser
le logiciel, 2) ne peuvent pas adapter ou réutiliser les
conceptions, 3) ne peuvent pas travailler efficacement vu la
faiblesse des performances, 4) ne peuvent pas répondre aux
modifications imprévues. En voici les raisons :
Avec les systèmes de CAO classiques, les concepteurs
réalisent les conceptions en créant un ensemble de fonctions
géométriques. Cet ensemble complexe dépend de l’ordre
dans lequel le concepteur a ajouté chaque fonction à la
structure. Cette approche est particulièrement efficace
lorsque les concepteurs veulent apporter des modifications
importantes, mais elle est très limitée. La moindre
modification à apporter à une seule fonction peut invalider
la géométrie et causer l’échec d’un modèle. Cela revient
à tirer sur un fil qui pend sur un pull et à regarder le vêtement
se défaire.
Apprentissage difficile du logiciel
Pourquoi les concepteurs ne peuvent-ils pas apprendre
à utiliser le logiciel ? Tout d’abord, les fabricants hésitent
à soustraire les concepteurs de projets cruciaux et à
compromettre les délais pour les former sur un nouveau
logiciel ; qui plus est, le calendrier de développement de
produits laisse peu de place au recyclage. Enfin, les systèmes
de CAO 3D classiques nécessitent souvent des connaissances
particulières qui ne s’acquièrent pas facilement.
Ces deux situations ont pour conséquence de retarder
le déploiement dans les équipes de développement de
produits. Les nouveaux utilisateurs s’efforcent d’apprendre
rapidement les logiciels de CAO 3D classiques et d’acquérir
ainsi les connaissances nécessaires pour intégrer au mieux
les contraintes techniques et les relations dans un modèle.
Une fois le modèle créé, les autres concepteurs ne peuvent
pas modifier facilement la conception car ils ne savent pas
comment cette conception a été créée et ne connaissent pas
l’intention de conception d’origine.
Impossibilité de recréer les conceptions
Pour rentabiliser au mieux leurs précieuses ressources,
les entreprises doivent absolument pouvoir réutiliser ou
adapter les conceptions existantes. Les concepteurs ne
devraient pas être obligés de recommencer une conception
à partir de zéro alors qu’ils pourraient gagner du temps
et réaliser des économies en réutilisant ou en adaptant des
conceptions finies et éprouvées. Or, selon un rapport réalisé
en 2007 par Aberdeen Group, de nombreuses entreprises
n’atteignent pas leurs objectifs de réutilisation principalement
pour quatre raisons :
• La modification du modèle requiert une connaissance
spécialisée de la CAO (57 %).
• Les modèles manquent de souplesse et ne supportent
pas les modifications (48 %).
• Les utilisateurs ne retrouvent pas les modèles
à réutiliser (46 %).
• Seul le concepteur d’origine peut modifier correctement
le modèle (40 %).
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– Larry Potts, président, Two Rivers Studio
Problèmes de performances
Lorsque la réussite d’une entreprise dépend des délais
de mise sur le marché, les problèmes de performances
matérielles et logicielles peuvent avoir des conséquences
inacceptables et dommageables sur la durée du cycle
de conception. D’après une étude réalisée en 2006
par Aberdeen Group, les entreprises qui développent
généralement de grandes conceptions complexes citent la
faiblesse des performances (31 %) et la gestion des relations
CAO complexes associées à leurs grands assemblages (39 %)
parmi les problèmes principaux causés par leur technologie
CAO actuelle.
Modifications imprévues
Les entreprises qui sont souvent confrontées à la modification
des spécifications produit ou client tout au long du cycle
de développement ont besoin d’une approche de la
conception 3D tolérante aux modifications. Malheureusement,
de nombreux systèmes de CAO classiques limitent la capacité
de réponse aux modifications imprévues et empêchent les
concepteurs d’adapter les conceptions. En effet, ces systèmes
classiques de CAO paramétrique exigent de connaître
l’intention de conception du modèle et, en particulier,
la manière dont celui-ci a été créé.
« Nous avons constaté que [les systèmes
de CAO classiques] étaient incompatibles
avec notre environnement de conception.
La modification des conceptions est trop difficile,
particulièrement dans un environnement de
travail en équipes où nos concepteurs travaillent
sur les modèles de chacun d’entre eux. Avec
les retards qui en résultent, nous risquons de
dépasser les délais de développement. »
– Hideki Obuchi, chef d’équipe Olympus
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Modélisation directe
Par son approche unique, la modélisation directe peut
vous aider à résoudre ces problèmes et à augmenter votre
productivité CAO.
Facilité d’apprentissage
Avec l’approche directe de la conception 3D, il vous suffit
d’interagir avec la seule géométrie du modèle, et non
avec une séquence compliquée de fonctions géométriques.
La formation initiale n’en est que plus facile. En outre,
les concepteurs qui utilisent un système de CAO 3D directe
peuvent facilement reprendre une conception dans l’état où
un autre concepteur l’a laissée ; tout comme quiconque peut
ouvrir un document Microsoft Word et continuer à y travailler.
La modélisation directe convient donc à différents types
d’utilisateur : des entreprises avec un personnel flexible, des
utilisateurs occasionnels de la CAO 3D, ou encore n’importe
quel utilisateur collaborant simultanément à plusieurs projets
de conception.
« J’ai téléchargé Creo Elements/Direct Modeling
Personal Edition et, 45 minutes plus tard, j’ai pu
créer une pièce moulée en 3D. Ce logiciel est
très intuitif. J’ai pu l’utiliser rien qu’en suivant
les invites à l’écran sans même appeler le
menu Aide. Depuis, je ne peux plus m’en passer.
En quatre heures, je créais des pièces réelles
pour mon travail. »
« Dans notre système de verrière, nous
avons à la fois des extrusions curvilinéaires
et rectilinéaires. Il nous a fallu presque
quatre mois pour développer toute la famille
curvilinéaire. La version rectilinéaire a pris
2,5 heures. Nous avons adapté les modèles
existants et nous en avons simplement modifié
la forme. »
– G eoff Gosling, directeur de la conception,
DIRTT Environmental Solutions
Bien que certains systèmes de CAO paramétrique offrent la
modélisation directe ou l’édition directe, vous ne pouvez pas
comparer ce type de fonctionnalité avec l’approche directe.
La modélisation directe n’est disponible que dans le cadre
du système de CAO 3D paramétrique ; dans ce cas, les
concepteurs peuvent apporter quelques petites modifications
à une conception par interaction directe avec le modèle, sans
passer par les menus ou les boîtes de dialogue. Le système
de CAO paramétrique insère ou ajoute automatiquement ces
modifications mineures dans l’arborescence des fonctions afin
de préserver les avantages du modèle paramétrique.
Lorsqu’ils adaptent un modèle,
les concepteurs prennent une
conception 3D existante et la
transforment radicalement pour
en faire un nouveau modèle
sans relation avec le modèle
d’origine.
– Dan Corbosiero, directeur de l’ingénierie, DynoTune
Conceptions faciles à adapter
Lorsqu’ils adaptent un modèle, les concepteurs prennent
une conception 3D existante et la transforment radicalement
en coupant/copiant/collant la géométrie pour construire
un nouveau modèle sans relation avec le modèle d’origine.
Avec une approche directe, les entreprises accélèrent leur
développement de produits en adaptant des conceptions
existantes pour en faire des produits nouveaux et entièrement
différents. Les utilisateurs de Creo Elements/Direct Modeling,
le produit leader du marché en matière de modélisation
directe, citent des exemples où 50 % des pièces d’un nouveau
projet de développement de produits sont refaçonnées à partir
de pièces de conceptions antérieures. Cette caractéristique
unique de l’approche directe peut vous faire gagner des
semaines, voire des mois, sur le calendrier d’un projet.
TM
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Même avec les fonctionnalités de modélisation directe,
l’approche paramétrique est toujours conçue pour réutiliser
les informations produit incorporées. L’approche directe, en
revanche, limite intentionnellement la quantité d’informations
capturées dans la définition du modèle de façon à rendre le
processus de conception souple et léger.
Poids léger
Avec l’approche paramétrique, les fichiers de données
incluent les paramètres, les cotes, les fonctions et les relations
qui capturent le comportement voulu. De son côté, l’approche
directe réduit les fichiers de données à la seule géométrie 3D
et diminue ainsi considérablement les données de conception
de chaque pièce, de sorte que les grandes conceptions
complexes ne pèsent ni sur le matériel ni sur le logiciel.
Les utilisateurs de Creo Elements/Direct Modeling indiquent
que la taille des fichiers peut descendre à 33 % de la taille
d’un fichier de conception similaire dans un système de
CAO paramétrique. Pour les concepteurs, une taille de
fichier réduite permet de charger et stocker des fichiers
de données plus rapidement, de recharger les nouvelles
versions et mettre à jour les pièces instantanément,
et enfin de mieux utiliser la mémoire des ordinateurs.
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Combiné à un système de gestion des données, un système
de CAO 3D directe aide à gérer les relations complexes
associées aux gros assemblages. Par exemple, un système
intégré de gestion des données automatise la gestion des
révisions et favorise une véritable conception simultanée car
tous les concepteurs ont accès à des données de conception
parfaitement à jour. La centralisation de toutes les données
de conception dans une base de données commune garantit
qu’aucun utilisateur ne va travailler avec la mauvaise version
d’un composant ou modifier un composant réservé par un
autre utilisateur.
Souplesse
Les entreprises qui développent des produits nouveaux et
uniques sont souvent confrontées à la modification des
spécifications produit ou client tout au long du cycle de
développement. L’approche directe accepte toujours les
modifications et les entreprises ont donc plus de temps
pour intégrer de nouvelles informations produit et des
modifications majeures. Contrairement à d’autres approches
de la conception 3D (approches hybrides y compris),
la modélisation directe autorise une véritable souplesse car
elle ne requiert pas de planification initiale ni l’incorporation
des informations de conception dans les modèles.
Une approche directe accepte
toujours les changements de
sorte que quelques étapes
suffisent pour modifier
rapidement une géométrie,
ou même la transformer
radicalement, pendant le
cycle de développement.
Avantages supplémentaires de la modélisation directe
Une approche directe de la conception 3D procure des
avantages durables aux entreprises qui conçoivent des
produits uniques ou très personnalisés et qui requièrent
un processus de conception d’une grande souplesse pour
répondre à des modifications imprévues.
Évolution et exploration rapides des conceptions
La conception de produits innovants implique l’exploration
et la découverte. Avec une approche directe, les concepteurs
sont libres de faire évoluer rapidement une conception dans
des directions nouvelles et imprévisibles qui ne permettent pas
d’anticiper les modifications.
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Itération rapide des conceptions
Une approche directe permet de tester rapidement des idées,
d’évaluer une grande variété d’options et de constamment
adapter et perfectionner un produit au fur et à mesure
de sa progression dans le processus de développement.
Vous pouvez donc tester des modifications à un moment
où elles n’entraînent pas de coûts et où les conceptions de
produit ne sont pas encore engagées dans une direction de
développement déterminée.
Une approche directe de la
conception 3D permet de tester
rapidement des idées, d’évaluer
une grande variété d’options
et de constamment adapter
et perfectionner un produit
au fur et à mesure de sa
progression dans le processus
de développement.
« L’approche de modélisation directe s’est
révélée beaucoup plus rapide pour nous. Même
après plusieurs itérations de modification de la
conception, les modèles pouvaient être traités
par n’importe quel membre de l’équipe. Toutes
les modifications imprévues ont été incorporées
facilement aux modèles. »
– Marten Verhoeven, responsable ICT, Van Beek BV
Flexibilité des équipes de conception
Avec un système de CAO 3D directe, chaque membre de
l’équipe peut, en fonction de ses disponibilités, contribuer
à une conception ; il est par ailleurs possible de faire circuler
les conceptions entre les ingénieurs de manière à améliorer
la productivité et à éliminer les problèmes de ressources ou
les retards de projet. En faisant circuler les conceptions parmi
les ingénieurs, vous augmentez les chances d’améliorer
la qualité et d’obtenir des conceptions plus innovantes car
chaque ingénieur peut passer en revue le travail accompli et
y ajouter son point de vue.
La responsabilité de la conception peut être facilement
réaffectée lorsque différents ingénieurs ou équipes techniques
ne sont plus disponibles en cours de projet. Pour les
entreprises internationales, le développement de produits peut
se déplacer dans différentes régions du monde, en fonction
des besoins, chaque collaborateur pouvant participer à la
conception et modifier celle-ci.
Plusieurs sources de données CAO
Les systèmes de CAO 3D directe permettent l’importation
et la modification des données CAO multisources, ce qui
intéresse particulièrement les entreprises qui travaillent
avec une chaîne logistique étendue pour les composants ou
conceptions sous-traitées.
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Les formats STEP et IGES sont principalement des formats
de données natifs de la conception 3D car les systèmes
de CAO 3D directe interagissent intelligemment et
instantanément avec la géométrie, qui est le seul élément
commun à tous les systèmes CAO.
« Nous utilisons la modélisation directe pour
rationaliser notre collaboration avec les parte­
naires de développement. Par exemple, notre
équipe importe les modèles CAO de moteur
diesel du partenaire directement dans Creo
Elements/Direct Modeling où nous pouvons
ensuite facilement adapter la géométrie de la
bride en fonction des spécifications à appliquer. »
– Christian Herrmann, directeur informatique, MANITOU
La bonne approche
Lorsqu’elles choisissent la bonne approche de conception,
les entreprises gagnent du temps grâce au processus de
conception 3D qui influe directement sur la durée du cycle de
conception, la productivité et le délai de mise sur le marché.
Cette décision étant cruciale, comment faites-vous pour savoir
si l’approche directe de la conception 3D convient à votre
entreprise ?
Tenez compte de la stratégie de votre entreprise en matière
de produits et de conception, et de la durée moyenne du cycle
de développement pour les nouvelles conceptions. Cochez
ensuite les affirmations suivantes qui correspondent à votre
entreprise. Plus vous êtes d’accord avec ces affirmations, plus
la modélisation directe constitue la bonne approche pour
votre entreprise.
Stratégie produit
• Nous développons des produits uniques et novateurs.
• Nous développons des produits personnalisés, conçus
à la demande.
Stratégie de conception
• La possibilité d’adapter des conceptions existantes
pour obtenir rapidement des produits nouveaux et
uniques profiterait grandement à notre entreprise.
• Nos conceptions de produit dépendent de notre
capacité à nous adapter à des spécifications de
conception modifiées ou nouvelles.
• Notre entreprise tirerait avantage d’une interaction
rapide avec les modèles 3D.
Durée du cycle de conception
• Nos cycles de conception de produits se comptent en
semaines et en mois.
• Notre entreprise doit trouver rapidement une solution
de conception efficace.
• Notre entreprise est soumise à une rude concurrence
et à de fortes pressions au niveau des délais de
commercialisation et du marketing.
Conclusion
La situation est simple : aujourd’hui, les entreprises doivent
être les plus rentables, les plus efficaces et les plus innovantes.
Elles ne doivent pas être handicapées par un manque de
productivité dû à un système de CAO inapproprié.
Souple et peu onéreuse, l’approche directe de la
conception 3D représente une solution plus intéressante pour
les entreprises qui doivent adapter des conceptions ou leur
appliquer des modifications radicales de manière à respecter
les nouvelles spécifications.
Dès que vous savez que l’approche directe convient aux
besoins uniques de votre entreprise, vous pouvez choisir
un système de CAO 3D qui vous apportera d’immenses
avantages et vous assurera une réussite à long terme.
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