Dans un marché où la compétition est féroce et où la mise en marché se fait à la vitesse grand V, diminuer votre temps de mise en marché (« time-to-market ») peut vous donner un sérieux avantage. Pour ce faire, il est essentiel que les prototypes développés par votre entreprise répondent aux besoins de votre clientèle dès le premier essai ainsi qu’aux standards et normes imposées. Une méthode couramment utilisée pour atteindre cet objectif est l’utilisation d’outils de simulations numériques, tels que les analyses par éléments finis (AEF).
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Les étapes clefs de la simulation
Garbage in, garbage out!
La simulation par éléments finis a pour objectif de recréer numériquement les conditions d’utilisation du produit à l’étude. Ce modèle numérique tient compte des fixations (conditions limites) et des efforts (forces externes) subits par le produit afin de calculer ses contraintes. La préparation du modèle est donc une étape cruciale de la simulation, car celui-ci répond à la loi fondamentale du « Garbage in, garbage out ! ». En effet, peu importe le logiciel utilisé dans votre entreprise, si le modèle n’est pas bien construit, les résultats qu’il fournira seront erronés.
Validez vos résultats grâce aux calculs analytiques
Utiliser des résultats erronés peut s’avérer dangereux pour l’utilisateur et peut aussi engendrer du temps et des coûts supplémentaires pour l’entreprise dans le développement du produit. Quoiqu’une bonne AEF permette de répondre à ces enjeux, il est primordial de valider la qualité des résultats obtenus. Pour y arriver, on utilise normalement des calculs analytiques, mais il est aussi courant de faire des tests en laboratoire ou encore d’utiliser les données antérieures accumulées par l’entreprise. Effectivement, nos conseillers ont constaté au cours des dernières années qu’une forte majorité des PME négligent la valeur des données qu’elles possèdent. Dans le cas d’une AEF, ces informations clefs permettent bien souvent de valider un modèle numérique à peu de frais!
Optimisation de la pièce et de sa production
Suivant la validation, l’entreprise peut rapidement se questionner sur la façon d’optimiser le produit à l’étude. Effectivement, l’AEF permet de réduire la masse du produit en y retirant toute matière superflue, augmentant ainsi sa performance. Résultats? La fabrication demande alors moins de matière, elle est moins coûteuse et devient très souvent plus écoresponsable. De plus, les outillages et les procédés de fabrication sont simplifiés, les frais de livraison sont réduits et la manutention est facilitée. Bref, l’optimisation numérique permet d’économiser tant sur le prix unitaire de la pièce que sur l’ensemble des étapes suivantes du cycle de vie du produit.
Cibler et optimiser les paramètres sensibles
Par ailleurs, comme la simulation par éléments finis permet de cibler les paramètres qui influencent la répartition des contraintes dans une pièce, il devient possible de cibler les paramètres sensibles et de les optimiser AVANT la construction du prototype. Ainsi, celui-ci pourrait répondre aux contraintes, objectifs, normes et certifications dès sa première itération.
Réduction de coûts et de temps : prototype vs simulation
Selon la méthode couramment utilisée par les entreprises de fabrication, on construit un ou plusieurs prototypes qui obligent la production de nombreuses pièces. Nul besoin de vous expliquer que cette étape est longue et coûteuse!
Heureusement, il existe la simulation numérique. Tout le temps nécessaire à la création et aux tests de prototypes est remplacé par quelques heures de préparation et de validation du modèle. Ainsi, il ne faut qu’un expert en AEF, quelques heures et un ordinateur pour réaliser d’innombrables itérations sur votre produit! En plus, grâce aux données de tests accumulées, il est possible de créer un modèle si près de la réalité qu’il s’apparente à un jumeau numérique (Digital Twin). C’est la première étape à la simulation prédictive.
Bref, l’AEF est une solution accessible à considérer pour toute entreprise qui désire lancer un produit performant, optimisé et compétitif dans des délais plus courts. Et dans un marché où les entreprises québécoises rivalisent avec des entreprises étrangères, c’est un avantage indéniable!
