L'intention de conception pour les produits intelligents et connectés

En modélisation CAO, l'intention de conception guide, ou du moins devrait guider, chacun de nos choix. Or, l'intention de conception est définie lors de la phase initiale de conception, qui ne correspond elle-même qu'à une petite partie du cycle de vie d'un produit. Comme les exigences évoluent, nous passons beaucoup plus de temps à modifier et mettre à jour les modèles. Dès lors, il devient utile d'intégrer des informations complémentaires dans nos modèles pour que les modifications se propagent intelligemment entre fonctions et composants associés.

Les méthodologies de conception courantes

En matière de méthodologies de conception d'assemblage, les plus connues, et donc les plus utilisées, sont la conception ascendante et la conception descendante.

Mais cette approche a aussi ses inconvénients. Elle n'est pas vraiment adaptée aux produits avancés, dotés d'un grand nombre de composants et de toute une hiérarchie d'assemblages. C'est particulièrement le cas lorsque les pièces et les sous-assemblages ont entre eux de nombreuses interdépendances. La mise à jour de ces assemblages tend alors à être fastidieuse, nécessite trop d'interventions humaines, prend beaucoup de temps et génère pas mal d'erreurs. Pire encore, il en résulte souvent des problèmes de régénération en cascade qui frustrent les utilisateurs et allongent les délais de mise sur le marché.

La conception descendante consiste, quant à elle, à définir d'abord la structure produit, à savoir l'organisation des principaux sous-systèmes, sous-assemblages et autres composants, sans s'attarder sur la géométrie de chacune des pièces. Des modèles spéciaux sont utilisés pour consolider les informations de conception essentielles. Les squelettes capturent la géométrie qui s'applique aux différentes pièces et assemblages, et les carnets ont la même fonction en ce qui concerne les cotes et les paramètres. Squelettes et carnets sont ensuite utilisés pour communiquer ces informations de conception à chaque composant. De cette manière, il est possible d'implémenter des modifications au plus haut niveau qui s'appliquent ensuite aux composants interconnectés, la mise à jour s'effectuant ainsi de la façon initialement prévue.

Présentation de la conception horizontale

Les produits intelligents et connectés introduisent de nouveaux défis pour nos approches classiques. Les produits ont toujours contenu des composants standard disponibles sur le marché, appelés plus brièvement composants COTS (pour « commercial off-the-shelf »), tels que les attaches, les câbles et les composants électriques. Lorsque nos produits deviennent intelligents et connectés, la liste s'allonge pour inclure d'autres composants :

• Capteurs
• Interfaces humaines (tactiles ou vocales)
• Processeurs
• Émetteurs, récepteurs et antennes
• Ports de connexion

Il est souvent nécessaire de déterminer en premier l'emplacement de ces composants et de concevoir le boîtier et/ou la partie du produit qui les entoure.

Cette technique de conception particulière qui consiste à s'occuper de l'électronique intérieure, puis du boîtier extérieur, s'appelle la conception horizontale. Cette méthodologie est déjà utilisée dans de nombreux secteurs, en particulier pour les produits dont certains composants – parfois appelés unités remplaçables en ligne (URL, de l'anglais LRU, Line Replaceable Unit), notamment dans le secteur Aérospatiale et Défense – nécessitent une mise en boîtier ou une protection particulière.

Quelle méthode utiliser et quand ?

Certains considèrent ces différentes méthodes de conception, descendante, ascendante et horizontale, comme des approches totalement séparées, chacune excluant les autres :

Dans le monde réel, cependant, les produits sont conçus en utilisant une combinaison de ces méthodologies. Le produit global peut être conçu via la conception descendante, et les sous-assemblages via la conception ascendante. Il est possible de faire appel au besoin à l'approche horizontale pour concevoir certains composants et systèmes, et s'en remettre à l'approche descendante pour la suite. En réalité, la situation peut se résumer ainsi :

Le développement des produits intelligents et connectés se trouve à l'intersection de ces trois méthodologies : ascendante, horizontale et descendante.

Outils et techniques CAO pour les produits intelligents et connectés

Compte tenu de ce que nous venons de dire et dans le contexte du développement de produits, quels sont les outils et techniques CAO capables de prendre en charge la conception horizontale ?

• Des fonctionnalités associant le partage de données, qui permettent de générer une enveloppe autour des composants existants, facilitant ainsi la conception des boîtiers et éléments de protection.
• Des bibliothèques en ligne de composants 3D contenant des composants COTS et des pièces fournisseur.
• Une technologie qui permette d'ouvrir et intégrer, aisément et sans conversion, les modèles issus d'autres packages logiciels.
• Des outils de création de surfaces de courbure continue ergonomiques et esthétiques, pouvant référencer paramétriquement la géométrie existante.

En utilisant ces techniques et en combinant la conception horizontale et la conception descendante, vous améliorerez le processus de conception de vos produits intelligents et connectés.