Essais & Simulations 147

ESSAIS ET MODÉLISATION
© Daimler, Diota, ESI Group, VW
Image 5 - En complétant
les prototypes virtuels
par la réalité virtuelle,
les ingénieurs évaluent
les interactions hommeproduit
proposées pour
des processus tels
que l’installation ou le
retrait de composants,
l’assemblage de
fabrication, le
remplacement
pour l’entretien, le
fonctionnement et
l’utilisation du produit.
Pour quantifier cela, nous continuons à construire le modèle
de système en ajoutant des sous-modèles pour les différents
types de systèmes hydrauliques que nous voulons considérer.
Les modèles hydrauliques (cf. image 4) nous indiquent le type
de pressions et de températures que nous avons dans chaque
partie du système pendant le cycle en Y, ainsi que les pertes
qui se produisent dans les composants en raison de la friction
ou des fuites. Ainsi, nous savons à un stade précoce quelle
quantité d’énergie sera nécessaire pour actionner les systèmes
en utilisant les différentes méthodes.
Jusqu’à présent, nous avons abordé en détail la conception pour
le « fonctionnement » ou la conception pour la « réalité ». Nous
avons expliqué un prototype virtuel de chargeuse sur pneus testé
sur un « Virtual Proving Ground » pour montrer comment le
frontloading - qui consiste à tester les performances globales de
la machine, virtuellement, comme sur une piste d’essai physique
- permet d’éviter la construction, les tests et la re-conception
coûteux de prototypes réels. C’est ainsi que les prototypes virtuels
deviennent l’épine dorsale de la durabilité de toute mission zéro.
Le potentiel de l’approche de la piste d’essai virtuel pourrait même
être exploité pour réaliser les ambitions de la modélisation du
diagnostic/pronostic pour aider à la maintenance des machines
lourdes et des produits d’équipement avec les clients.
ÉCONOMISER LES PROTOTYPES PHYSIQUES
INUTILES EST LA CLÉ D’UN OBJECTIF « ZÉRO
ÉMISSION » CRÉDIBLE
En ce qui concerne la maintenance, le choix de systèmes
d’entraînement hydrauliques séparés implique des composants
supplémentaires, ce qui accroît encore la complexité de
l’assemblage et de la maintenance du système. Les ingénieurs
doivent comprendre très tôt si et où ces nouveaux composants
s’intègrent le mieux et comment le personnel peut y accéder
pendant le cycle de vie de l’équipement.
• Les variantes électriques seront assemblées différemment
puisque les composants qui sont la pierre angulaire des produits
établis sont remplacés par leurs équivalents ou substituts
électriques (ou si de nouveaux composants sont ajoutés, comme
cela a été décrit dans le cas des entraînements hydrauliques
individuels).
• Les procédures d’entretien devront être revues, car les dix
principaux éléments d’entretien d’une machine à combustion
ne peuvent être les mêmes lorsque les moteurs sont remplacés
par des entraînements électriques et des batteries.
Parmi les défis ci-dessus, la reconnaissance de l’impact de
l’électrification sur les opérateurs humains lors de l’assemblage
ou de l’entretien est un domaine dans lequel la pratique
conventionnelle consistait à suivre l’ergonomie et les facteurs
humains lors de la phase pilote d’assemblage et lors de l’entretien
des premiers produits sur le terrain – trop tard pour faire la
différence. C’est là que les technologies avancées de réalité
virtuelle entrent en jeu en permettant aux ingénieurs de faire
l’expérience, en immersion totale, des processus de fabrication,
d’assemblage et de maintenance avant la production de toute pièce
physique (image 5). L’évaluation de la faisabilité de la fabrication
de nouveaux composants à partir de nouveaux matériaux et
de nouvelles méthodes constitue un autre domaine complet
de l’ingénierie numérique et virtuelle, qu’il est impossible de
faire entrer dans un seul article.
Cependant, utilisées ensemble, ces approches d’ingénierie
virtuelle permettent non seulement d’économiser des déchets
et des rebuts inutiles et de faciliter le développement d’usines
plus sûres, plus propres et plus efficaces, avec des émissions
d’installations réduites (2), mais elles permettent également
d’unifier virtuellement toutes les parties prenantes lors du
développement de produits plus propres et à plus faibles
émissions, ce qui permet en fin de compte d’économiser des
émissions et du carburant pour les clients et la planète (2).
Ce sont ces résultats concrets qui apportent la crédibilité et la
rapidité dont les équipementiers ont tant besoin pour mener
à bien leur mission zéro émissions. La voie à suivre consiste à
mettre en place des pratiques durables, de manière virtuelle ●
Alex Magdanz et Arnold Holler (ESI Group)
12 I ESSAIS & SIMULATIONS • N°147 • Décembre 2021- Janvier 2022