Conception assistée par ordinateur/Introduction et but

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Séquence 6 : La conception assistée par ordinateur

Pour qui ? Pour quoi faire ? Où ?

Introduction et but

Les outils d’aide à la conception permettent de mener à bien la conception d’un produit et de le représenter visuellement avec tous ses composants afin de le fabriquer, de le montrer sous ses meilleurs aspects, de le vendre.

Ils reposent sur :

• La base de données classée, indexée des solutions antérieures et de leurs implications en termes de coûts et délais, des produits standards ou récurrents, les ‘best practices’, les versions de la diversité commerciale (largeur, profondeur de gamme), les procédés, les processus standards. L'objectif de cette base de donnée est de promouvoir la reprise des produits déjà livrés et vendus (récurrence) dès lors qu'ils satisfont le nouveau cahier des charges. On diminue ainsi le risque industriel, on optimise les marges.
• La capacité à évaluer rapidement la totalité des représentations d’une idée et des interactions d’une action de modification d’un objet conçu, et à itérer le processus.
• La volonté d’éclairer et d’aider à la prise de décision rapide à toutes les étapes de la conception (ex : guide de conception).

Ce sont les entreprises solides, innovantes et fortunées qui ont une logique de projet qui ont été à l’avant-garde de la compétitivité par la conception. Les entreprises ayant de petites séries, ou de fabrication en série (logique manufacturière) n’adoptent généralement pas tout le processus de CAO mais se sont approprié certains concepts pour mettre en place des évolutions pour quitter le monde du ‘produit totalement récurrent’ pour celui du ‘produit customisé’ (avec la différentiation retardée notamment). La récurrence et la réutilisation restent toujours sollicitées.

Différents outils sont mis en pratique pour :

• Définir : dessin assisté par ordinateur (DAO), conception assistée par ordinateur (CAO), à 2 dimensions 2D ou en représentation spatiale 3D) qui permet notamment de faire tourner l'objet dans l'espace,
• Simuler : cinématique de composants mobiles (pour éviter les conflits, les collisions entre pièces en mouvement),
• Implanter : grands chantiers, électricité, cartes électroniques, tuyauteries, enveloppes des composants ‘double source’,
• Calculer : calcul de structures (lien avec la CAO 3D), rédaction semi-automatique des notes de calcul,
• Budgéter : comprendre la courbe des engagements de dépenses de fabrication vis-à-vis des choix de conception (gagner 1 centime sur une rondelle qui se trouve 100 fois sur un produit qui sera vendu à 1 million d’exemplaires c’est faire 100 millions de centimes d’économie soit 1 million d’euros),
• Estimer : évaluation des risques.
• Optimiser : analyse fonctionnelle, analyse de la valeur, technologie de groupe assistée par ordinateur (TGAO), Conception à coût objectif (CCO ou design to cost),
• Présenter : morphing, mise en situation, réalité augmentée…

Ces outils utilisent toute la force de l’informatique (ex : efficacité dans le travail répétitif) et évitent d’anciennes méthodes pas toujours efficaces et consommatrices de temps, de coûts :

• Le dessin à répétition : ex du dessin de ‘milliers de têtes de boulons’ dans les plans de définition et la vérification du passage de la clé de serrage du fameux boulon.
• le design, le maquettage des pièces, l’implantation 3D (électricité, tuyauterie,…), les essais (ex : en soufflerie),…
• le proto typage : créer un proto (échelle ?) pour faire des essais, apprendre, tester le concept,
• l’estimation de l’usinabilité des pièces mécaniques, les ‘bandes d’usinage’ créées sur la CAO pour les fabrications qui utilisent des machines à commande numérique,
• la mise au point des plans de la cinématique des chaînes de montage,
• la vérification de la démontabilité in situ (voiture toute montée : aurai-je accès aux vis de dépose du démarreur ?),
• le stockage et l’archivage des plans et/ou des microfilms.

Ils facilitent les échanges pour :

• le ré engineering au bureau d’études (BE) ou la conception à coût objectif (CCO) ou conception à coût global objectif (CCGO) dans laquelle on ajoute les coûts de possession (entretien, maintenance programmée, consommables,…), l’ingénierie concourante (concurrent engineering), le lean design,
• l’analyse des modes de défaillance, de leurs effets, de leur criticité (AMDEC)
• la préparation des manuels d’utilisation et de maintenance.
• le calcul de structures : la limite élastique des matériaux, la concentration des contraintes, la fatigue des matériaux, la résonance des structures et la tenue au séisme,
• la gestion de la configuration (ex un satellite de 2 tonnes possède une documentation configurée qui pèse… 2 tonnes de papier…)
• La mise en place, la protection et la gestion des brevets,
• L’information du client (dans divers manuels) qui ne sait pas forcément lire un plan traditionnel mais qui comprend très bien une perspective éclatée, ombrée à partir d’une maquette numérique...

La conception assistée par ordinateur :

• Le but : Il s’agit de réduire les temps de conception, de choisir les solutions de réalisation les plus à même de satisfaire et les exigences du client et les contraintes internes de l’organisation (prix de revient par exemple).
• Les opérations visées : La conception
• Le souverain du processus : Le responsable du bureau d’études,
• Les autres acteurs majeurs : Le responsable des méthodes. Le responsable du département ‘installation et essais’.
• Autres : l’assurance de la qualité.