L’ingénierie numérique transforme les priorités stratégiques de la NASA

00:00 Bonjour et bienvenue depuis le siège mondial de PTC à Boston. Je m'appelle Alex Daly et je suis Senior Director of Federal Aerospace and Defense chez PTC. Je me trouve aujourd'hui en compagnie de Terry Hill, un directeur de la NASA, responsable de la transformation de l'ingénierie. Bienvenue, Terry. C'est un plaisir de vous avoir avec nous. Merci, Alex. Son histoire : PTC est une société de logiciels industriels comptant environ 35 000 clients actifs dans de nombreux secteurs. La mission de notre entreprise est de créer une nouvelle génération de technologies numériques capables de transformer radicalement

00:31 la manière dont nos clients conçoivent, fabriquent et exploitent des produits physiques. Les entreprises qui fabriquent les produits dont le monde entier dépend font confiance à PTC. Et à bien des égards, notre secteur fédéral et nos activités de l'aérospatiale et de la défense incarnent cette idée. Si vous êtes un entrepreneur de la défense, cette approche peut se traduire par la réduction des coûts de R&D dans le cadre d'un contrat à prix fixe, l'accélération du développement de produits ou la réduction des retards record. Si vous êtes une entité gouvernementale, elle peut se traduire par un IOC plus rapide d'une nouvelle plateforme

01:01 ou l'amélioration de la préparation opérationnelle des actifs sur le terrain. Dans le secteur fédéral, l'aérospatiale et la défense, nos principaux clients sont principalement les grands donneurs d'ordre de la défense aux États-Unis et dans l'UE, ainsi que les ministères de la Défense, de l'Énergie et la NASA. Nous pouvons ainsi clairement comprendre pourquoi nous sommes ici aujourd'hui, afin d'explorer le rôle que joue l'ingénierie numérique dans les priorités les plus stratégiques de la NASA. La campagne Artemis est un programme pluriannuel visant à renvoyer nos astronautes sur la Lune

01:33 et à leur servir d'entraînement pour atteindre l'objectif ultime : laisser une empreinte humaine à la surface de Mars. Aujourd'hui, nous allons aborder des exemples précis du Centre spatial Kennedy à Cap Canaveral, en Floride, dans lesquels l'ingénierie numérique intervient dans des fonctions critiques tels que l'assemblage final de la navette spatiale et la préparation des opérations de lancement. Terry, qu'est-ce qui vous a initialement conduit à la NASA ? Tout a commencé... pendant mes études supérieures. Mon professeur est venu me voir et m'a dit :

02:03 Dites, nous avons un projet au Johnson Space Center, à la NASA. Vous seriez intéressé ? Et j'ai répondu : « Eh bien, oui, ça pourrait bien m'intéresser ! » De fil en aiguille, j'ai été recruté comme fonctionnaire. Comme je dis, le reste appartient à l'histoire des 27 dernières années. Merveilleux. 27 ans. Donc, pendant cette période d'histoire, quels changements fondamentaux avez-vous observés au sein de la NASA ? Les changements se sont produits dans le rôle et la responsabilité de la NASA. Historiquement, nous avons été l'intégrateur de tous les différents composants et constituants

02:35 réunis pour réaliser les missions, qu'il s'agisse d'une navette ou d'une station spatiale ou de quoi que ce soit d'autre. D'accord. Nous voyons que les succès de la NASA dans la réduction des risques et des coûts des vols spatiaux profitent au secteur privé qui dispose désormais de ce modèle économique durable. Maintenant, nous constatons qu'avec notre retour sur la Lune, le modèle est totalement différent puisque nous louons de l'espace sur des rovers et des atterrisseurs qui vont atterrir sur la Lune. Nous avons des actifs qui vont pousser et tirer

03:06 d'autres matériels d'avant en arrière sur la Lune. Nous les louons, pour ainsi dire. L'ensemble du modèle économique est différent. Nous retournons vraiment sur la Lune avec nos partenaires commerciaux au lieu d'être l'intégrateur dont ils se nourrissent tous comme nous l'étions pour le programme Apollo. D'accord. dans le monde de l'exploration spatiale. Et je pense que c'est un euphémisme. Des entreprises comme SpaceX ont franchi des étapes majeures. Blue Origin vient de lancer New Glen, par exemple. C'est impressionnant !

03:36 Leur Firefly Aerospace vient d'assurer leur mission sur la Lune. Artemis II se profile à l'horizon, dans un avenir très proche, dans environ un an. Beaucoup adoptent une vision plus large de ce qu'est vraiment l'exploration spatiale. Vraiment, quelles sont nos ambitions ? Vous pensez à la célèbre citation du président Kennedy : « Nous avons choisi d'aller sur la Lune et d'accomplir d'autres choses encore, non pas parce qu'elles sont faciles, mais parce qu'elles sont difficiles. Parce que cet objectif servira à organiser et à offrir le meilleur

04:07 de notre énergie et de notre savoir-faire, parce que c'est le défi que nous sommes prêts à relever, celui que nous refusons de remettre à plus tard, celui que nous avons la ferme intention de remporter. » En quoi l'ingénierie numérique facilite-t-elle soudainement les choses difficiles ? En fait, elle a un double intérêt. Comme nous pouvons simuler la réalité beaucoup plus précisément qu'il y a cinq ans ou 10 ans, certainement plus qu'il y a 50 ou 60 ans,

04:39 une grande partie du risque inhérent passée inaperçue, que ce soit positivement ou négativement, jusqu'au jour du lancement, pendant le programme Apollo, peut désormais, grâce aux capacités de calcul et de simulation, être bien examinée et atténuée en amont. L'autre intérêt de faire de l'ingénierie numérique s'explique parce que les futures missions confiées à la NASA ne vont pas aller en se simplifiant. Elles ne feront que devenir plus difficiles et plus complexes.

05:09 Pour gérer la complexité, nous devons adopter l'ingénierie numérique afin d'accomplir des choses, ne serait-ce qu'au cours d'une seule carrière. Mais le défi personnel que je lance aux ingénieurs de la NASA est d'envisager la possibilité de retourner sur la Lune dans huit ans ou moins, d'aller sur Mars dans huit ans ou moins, de réaliser de grands projets comme James Webb en huit ans ou moins. En une seule carrière, vous pourriez ainsi travailler sur un énorme portefeuille de projets vraiment cools.

05:39 Tout devient bien plus intéressant. Oui, et passionnant, n'est-ce pas ? Eh bien, comme vous l'avez mentionné, à l'époque d'Apollon, nous avions une approche itérative de construction, test et vol alors que maintenant, nous devons réussir du premier coup. Pourriez-vous nous en dire un peu plus à ce sujet ? Comment l'ingénierie numérique fait-elle progresser dans ce sens ? Et bien. Le grand public attend beaucoup de la NASA. Il y a une certaine barre de l'excellence, n'est-ce pas ? Et c'est le fruit de nos succès passés. Bien sûr. Maintenant, le revers de la médaille est que le public ne veut pas entendre parler d'échec, n'est-ce pas ?

06:11 Parce qu'il s'agit de l'argent des contribuables, et nous devons en être conscients. Donc, à l'avenir, l'ingénierie numérique va nous permettre, malgré des missions toujours plus difficiles et plus complexes, de rester à la hauteur de cette attente. Exactement. C'est juste. En matière de sécurité des missions, et c'est évidemment une priorité à chaque mission, comment est-elle intégrée dans le cycle de vie du produit au sein de la NASA ? Elle dépend en grande partie, encore une fois, de nos capacités de simulation, de modélisation

06:43 et d'analyse nécessaires pour respecter les marges de sécurité et sa prise en charge globale. Maintenant, si vous voulez parler de la sécurité de l'équipage, elle ne dépend pas seulement d'une chose ou d'une autre, mais d'une agrégation du système tout entier, y compris les opérations, le matériel, les performances et tout le reste. Être capable de l'envisager vraiment du point de vue de l'ingénierie numérique vous permet d'agréger toutes ces informations à tous les niveaux pour évaluer le risque et l'assurance de la mission

07:14 quel que soit le niveau dont vous avez besoin. Disposer d'une base de données référençable vous permettant de vérifier toutes ces informations est très certainement d'une grande aide. La politique était une autre de nos questions. Je sais qu'une politique a récemment été adoptée à l'échelle du ministère de la Défense pour tous les programmes d'acquisition dans lesquels l'ingénierie numérique était requise. La NASA compte-t-elle faire de même ? Oui, je suppose que l'ingénierie numérique 5000.97 est ce à quoi vous faites référence. C'est sorti il y a environ un an.

07:45 Et nous l'étudions du point de vue de la NASA, en créant, non pas un document de politique, mais plutôt un document de procédure, largement inspiré du texte et du processus en vigueur en ce moment, afin de pouvoir montrer la concordance avec l'initiative du ministère de la Défense, mais aussi adapté et doté de spécificités éventuellement nécessaires pour le rendre utile à la NASA. Bien sûr. Je peux certainement le comprendre. Compte tenu de toutes les missions de la campagne Artemis, et je sais qu'elles vont s'étendre au moins jusque dans les années 2030,

08:18 et il semblerait même encore après, des calendriers des programmes et des moyens dont l'ingénierie numérique peut aider une agence comme la NASA à respecter et remplir ces calendriers incroyables et ambitieux, comment cela fonctionne-t-il ? Oui, c'est un élément essentiel pour l'avenir, car, comme vous pouvez l'imaginer, quand vous faites des choses comme aller sur la Lune ou sur Mars... Oui, nous sommes allés sur la lune, il y a 60 ans mais beaucoup de choses ont changé depuis. C'est évident.

08:49 Nous ne pilotons pas les mêmes fusées. Bien sûr. Il reste donc encore beaucoup d'inconnues jusqu'au jour du lancement. L'ingénierie numérique nous aide donc avec ces scénarios de simulation, en les projetant, avec la résolution la plus élevée possible. Mais cela nous permet aussi de déceler beaucoup d'erreurs avant qu'elles ne se produisent, parce que souvent les calendriers glissent, en raison d'imprévus techniques. Plus nous pouvons faire cette analyse,

09:19 et des simulations et installer l'ensemble du système, plus nous avons de chance de les déceler précocement. Eh bien, alors que nous allons à Cap Canaveral, en nous concentrant là-dessus en ce moment, vous pensez au bâtiment d'assemblage du véhicule, où se produit l'assemblage final de toutes les navettes spatiales. C'est en volume, je crois, le plus grand bâtiment au monde. Vous pourriez y faire tenir quatre copies de la Statue de la Liberté en même temps. C'est dire à quel point il est monumental. En quoi l'ingénierie numérique est-elle utile pour le VAB ?

09:50 Elle peut être utile au VAB dans la mesure où elle vous permet de créer une copie en réalité virtuelle du VAB pour vous aider à aménager toute l'infrastructure nécessaire à l'assemblage de n'importe quel véhicule à l'intérieur. Beaucoup d'échafaudages et de plateformes doivent y être déplacés en fonction de votre avancement dans la chaîne d'assemblage et la préparation de la mission. Grâce à cette copie, vous pouvez voir si tout va y tenir avant même de couper le métal.

10:20 Si vous avez besoin de faire de la logistique, de déplacer un actif ici ou là, vous pouvez faire des scénarios de simulation haute fidélité dans un environnement virtuel. Maintenant, pour vraiment passer à l'étape supérieure de la réalité augmentée, sur laquelle beaucoup d'entreprises, d'éditeurs de logiciels se penchent, vous pouvez maintenant superposer les installations. Vous pouvez dire : « Eh bien, c'est là que réside ce composant. » C'est là que se trouve cette ligne de service, vous voyez ? Donc, pour l'entretien, la formation, l'équipement ou quoi que ce soit d'autre,

10:50 vous pouvez vraiment commencer à lier vos documents aux actifs réels en place. Un de ces effets de deuxième et de troisième ordre, c'est le transporteur à chenilles, qui est une prouesse de mécanisation à lui seul, avec 77000 composants individuels. À quoi sert l'ingénierie numérique dans ce cas ? Nous utilisons des logiciels CAO de plusieurs fournisseurs différents et il se trouve que notre plateforme de lancement mobile,

11:20 l'installation de lancement, le site de lancement ainsi qu'une représentation volumétrique de la fusée SLS, tout est modélisé dans Creo, dans un énorme modèle où l'on peut animer le déploiement du bras, du bras ombilical à la fusée et le replier, des planches de passerelle et tous les composants assurant les mouvements de la plateforme de lancement mobile. Encore une fois, nous pouvons l'utiliser pour la formation, des scénarios de simulation, la sécurité, l'ajustement et la forme.

11:50 Au début, nous l'avons vraiment fait pour voir si tout s'imbriquait bien. Parce que vous ne voulez pas découvrir, une fois que vous avez monté la fusée sur la plateforme de lancement mobile et que vous l'avez déplacée sur la rampe de lancement, que vous vous êtes trompé d'un pouce et demi. Il faut parcourir 6,4 km, je crois. Et très, très lentement. Oui, j'imagine. Eh bien, passons directement au jour du lancement. Je pense que le calendrier actuel prévoit le lancement d'Artemis 2 en avril de l'année prochaine. De quelle manière les données d'ingénierie numérique sont-elles réellement utilisées dans les opérations de mission ?

12:24 D'accord. Donc, avec le nouveau paradigme, à l'avenir, il est prévu que de plus en plus d'ingénierie, les modèles et les données d'ingénierie numérique et les certifications, tout soit à la disposition du personnel de contrôle de la mission. D'accord. Dans une mission normale où tout fonctionne comme prévu, l'ennui est toujours bienvenu. Personne ne souhaite de journées trépidantes. Mais dans une situation comme celle d'Apollo 13,

12:54 où rien ne va clairement comme prévu, avoir à portée de main, avoir ces données accessibles pour vous, les contrôleurs de vol, les replanificateurs, afin de vraiment voir ce qui se passe, ce qui peut être fait, là où les choses se trouvent, est essentiel. Nous avons créé un jumeau numérique du système électrique d'Artemis I. D'accord. Nous avons fait un scénario de simulation comme Apollo 13. Nous avons alors constaté que si vous savez où se trouve toute la documentation

13:27 pour faire face à un scénario de panne de courant, autour de deux heures peuvent suffire pour en trouver la cause profonde. Mais ce que nous avons trouvé avec le jumeau numérique, à l'aide d'un modèle systémique et de tous les artefacts, c'est que nous pourrions utiliser le même processus et arriver à la même cause profonde en moins de 15 minutes. Vous voyez la différence d'ordre de grandeur en termes de construction, de découverte de l'information. Ensuite, dans les situations critiques, ces secondes comptent. Oh, oui, absolument. Eh bien, sur toute la durée de la campagne Artemis

14:01 à l'avenir et même au-delà d'Artemis dans un avenir plus lointain, quel rôle stratégique pensez-vous que l'ingénierie numérique jouera au sein de la NASA en tant qu'organisation ? Je pense que l'ingénierie numérique sera utile dans ce domaine dans la mesure où si nos projets se réalisent, que nous retournons sur la Lune et y restons, comprendre où se trouvent tous les actifs et toutes les informations techniques associées sera très utile non seulement pour l'entretien courant

14:31 et la réparation d'une base lunaire, mais aussi pour la planification et l'exécution du développement les scénarios de simulation, et la simple mise en place de cette infrastructure en évolution. S'il se passe quelque chose dans la mission, la conduite d'une opération une fois que nous sommes en orbite terrestre basse quelque part, comment l'ingénierie numérique peut-elle être utilisée dans ces scénarios ? Disposer de l'accès à tous les modèles de configuration de référence

15:02 vous aide à comprendre et à mieux éclairer vos décisions en matière de maintenance et de soutien. Si une réparation ou une mise à niveau s'avère nécessaire, vous savez au moins d'où vous partez parce qu'il reproduit ce qui est en orbite. L'ingénierie numérique, y compris du point de vue des opérations, pourrait aider à améliorer les capacités de l'équipage à voir à l'avance où se trouvent toutes les pièces. Comme beaucoup de modèles et de capacités que vous avez ici, vous permettant d'obtenir une vue éclatée et de voir le fonctionnement interne avant même de soulever le panneau. C'est vrai.

15:34 Donc, du point de vue de la formation de l'équipage, une réparation en temps voulu est phénoménale. Le potentiel est phénoménal. Eh bien, Terry, une chose à laquelle nous avons aussi beaucoup pensé, c'est évidemment le gain d'efficacité, en particulier l'efficacité au sein du gouvernement. De quelle manière pensez-vous que l'ingénierie numérique va l'accélérer ? Oh, c'est une excellente question, Alex, parce qu'au moins au sein de la NASA, l'efficacité est synonyme d'ingénierie numérique. Tout l'intérêt de l'ingénierie numérique et de cette démarche

16:04 est de gagner en efficacité. Ce n'est pas le seul objectif, mais l'un des principaux objectifs est d'être plus efficace. Il s'agit aussi, encore une fois, de gérer le risque et les inconnues, de les réduire autant que possible parce que, encore une fois, comme je l'ai dit, et je le dis à tout le monde, si nous pouvons faire plus de choses sympas en moins de temps tout en augmentant la sécurité, la fiabilité et la qualité, notre mission est remplie.

16:34 L'ingénierie numérique nous permet de faire les choses plus rapidement, et intrinsèquement plus efficacement. C'est notre but à tous. Nous considérons l'ingénierie numérique comme la pierre angulaire pour y parvenir. D'accord. Beaucoup de nos clients, au niveau de la direction, sont vraiment axés sur trois choses : la politique, la culture et l'échelle. Comment puis-je réussir à déployer la structure et la répétabilité d'une politique ? Comment orienter notre culture dans la bonne direction pour mener ce projet à bien puis assurer le déploiement de cette capacité à grande échelle auprès de tous les acteurs

17:06 qui ont besoin de l'utiliser ? Ces trois choses. Sur le plan de l'échelle, vous avez déployé une capacité d'ingénierie numérique au sein de votre propre organisation technique, mais comment mettre cela en œuvre dans tous les autres centres de la NASA ? Oui, c'est une vraie question. Ma responsabilité au sein de la NASA est de faire bouger l'aiguille de l'ingénierie numérique dans tous les différents centres de la NASA. D'accord. Nous entreprenons ce voyage ensemble. Mais il est aussi important que la NASA travaille avec nos partenaires industriels de l'aérospatiale et de la défense. D'accord.

17:38 Également avec des fournisseurs de solutions pour les outils dont nous avons besoin. Nous devons tous faire notre travail. Nous devons tous entreprendre ce voyage ensemble pour réussir parce qu'il s'agit d'un maillon essentiel de l'efficacité globale que nous devons gagner en termes de calendrier et de réduction des risques dont nous avons parlé. Mais il s'agit aussi de mettre en place l'infrastructure, l'interopérabilité et les sources communes de données et d'informations dont toutes les parties impliquées dans cette entreprise de retour sur la Lune sont responsables.

18:09 Parce que, encore une fois, nous n'y allons pas seuls. Nos partenaires de l'industrie jouent un rôle important dans ce retour. Bien sûr. Nous avons pu partager cette information d'un point de vue interopérable et à partir d'un format de données commun permettant d'intégrer toutes les capacités dont nous avons besoin. Comment voyez-vous l'intégration verticale se dérouler là-bas ? Je connais Dave Limp, par exemple, de Blue Origin, j'ai beaucoup parlé de la façon dont son organisation est devenue verticalement intégrée. B4 en est un exemple, mais il y en a beaucoup d'autres. Pour ce qui est de ce partage du travail entre le gouvernement et tous les partenaires de l'industrie,

18:41 comment pensez-vous que l'ingénierie numérique facilitera cela ? Nous avons la capacité d'intégrer les données des fournisseurs, en fonction des conditions contractuelles, mais en supposant que nous obtenions les modèles, le matériel, les schémas, ou quoi que ce soit d'autre, nous pouvons ensuite les intégrer. Du point de vue de la NASA, et de son rôle d'intégrateur, nous pouvons nous assurer de la compatibilité des différents éléments provenant des différents fournisseurs et de leur bon fonctionnement avant leur réception,

19:13 parce que dans certains cas, la première fois que ce matériel interagira, ce sera à la surface de la Lune. Il est donc extrêmement important de s'en assurer à l'avance. Evidemment. Donc, bien sûr, une très grande partie de la mission de la NASA comprend des missions de sécurité nationale. Comment envisagez-vous votre partenariat avec le ministère de la Défense en ce qui concerne les capacités d'ingénierie numérique ? Oui, c'est un sujet majeur que nous examinons. Je travaille avec mon homologue du sous-secrétaire à la Défense,

19:46 notamment en matière d'interopérabilité, parce que le bon fonctionnement de nos outils et l'échange d'informations comme prévu va être critique. L'industrie compte beaucoup de normes dans ce domaine. Nous travaillons avec eux pour créer ce que nous appelons la carte de métro des données voyageant d'un sous-domaine à l'autre de l'ingénierie et la norme d'interopérabilité appropriée pour répondre aux besoins. L'objectif est qu'entre la NASA et le ministère de la Défense, nous puissions publier cette feuille de route,

20:19 si vous voulez, de toutes les normes que nos fournisseurs de solutions doivent respecter pour nous aider à atteindre l'objectif de notre mission. Terry, comment voyez-vous l'ingénierie numérique accélérer les objectifs stratégiques de l'intelligence artificielle au sein de la NASA ? L'ingénierie numérique est mûre pour intégrer cette technologie et l'exploiter dans la mesure où l'une des choses clés dont nous devons être conscients au cours de la construction de notre écosystème numérique, si vous voulez, sont les outils que nous avons mis en place.

20:50 Mais plus important encore, la façon dont nous recueillons et gérons nos informations, le soutien de nos processus, pour nous assurer que ces données et ces modèles sont lisibles à la fois par l'homme et par la machine pour s'assurer que nous pouvons exploiter la technologie de l'IA aujourd'hui et à l'avenir afin de perfectionner notre main-d'œuvre et de développer davantage nos capacités. Merveilleux. Est-il prévu d'utiliser l'IA dans les opérations de la mission elle-même ou est-il encore trop tôt ?

21:20 Il est encore trop tôt, mais l'IA commence à exceller dans de nombreux domaines comme l'analyse d'énormes volumes d'informations dans des délais, des temps impossibles pour des humains, vous voyez ? Bien sûr. Donc, à tout le moins, l'utiliser pour vraiment traiter des données, des données de tendance, les comparer à nos besoins opérationnels et d'autres calculs du genre, et aussi, au minimum, en tant que système d'alerte précoce. Mais bien sûr, à partir de là, il n'y a plus de limite.

21:51 Maintenant, l'essentiel est de déterminer où vous pouvez injecter cette technologie d'une manière à la fois éthique et respectueuse de l'importance de la participation humaine dans ce processus. Bien sûr. Je pense que nous pouvons conclure. Terry, merci encore pour votre partenariat continu avec PTC. Merci encore de nous avoir rejoints aujourd'hui. Cet entretien a été enregistré et nous le mettrons en ligne. Pour en savoir plus sur les capacités de PTC dans le secteur fédéral de l'aérospatiale et de la défense, consultez notre site Web ou contactez-nous sur LinkedIn.

22:23 Nous espérons vous revoir bientôt. Thank you