Conception et ingénierie

L’ingénierie de conception est un processus collaboratif et créatif de résolution des problèmes qui transforme les avant-projets en produits tangibles. Les professionnels qui mènent à bien ce processus mobilisent leur expertise pour s’assurer que le produit final répond aux attentes du client, qu’il correspond à l’objectif recherché et qu’il peut être fabriqué de manière rentable.

L’ingénierie de conception recouvre, entre autres, la construction d’infrastructures civiles et de bâtiments, la conception d’équipements industriels, la conception de produits de grande consommation (anglais), ainsi que la fabrication et le traitement de matériaux. Dans le domaine de l’ingénierie de conception, on trouve des métiers tels que designer industriel, ingénieur mécanique, électrique ou électronique, spécialiste de la simulation, concepteur CAO et dessinateur CAO.

Un ingénieur concepteur s’appuie sur les principes des mathématiques et de la physique ainsi que sur les connaissances propres au secteur et des logiciels spécialisés pour résoudre des problèmes et développer des idées, de la phase d’avant-projet à la conception détaillée. La conception détaillée doit répondre aux exigences du projet, notamment en matière de rentabilité. Elle est communiquée aux parties prenantes, comme les équipes de fabrication et d’approvisionnement, par le biais d’un modèle de conception assistée par ordinateur (CAO), de dessins techniques, d’une nomenclature et de spécifications. Le processus de développement de la conception d’ingénierie est collaboratif et peut inclure plusieurs disciplines, telles que le design industriel, l’ingénierie mécanique, électrique ou électronique. Ce processus tient également compte des commentaires des clients, des fournisseurs, et des équipes de fabrication et de gestion de projet.

L’ingénierie de conception joue un rôle déterminant dans le développement des produits. L’objectif du développement de la conception est d’imaginer et d’élaborer une solution qui profite à la fois aux clients et à l’entreprise. Le développement de la conception est limité par le budget, la capacité d’ingénierie et les délais de mise sur le marché. Le processus d’ingénierie de conception est itératif et cyclique, les idées étant soumises à de multiples cycles de prototypage, de test, d’évaluation et de révision jusqu’à ce que la conception finale soit considérée comme optimale et suffisamment fiable pour la production. Le processus d’ingénierie de conception commence par la définition du problème et une réflexion sur les solutions potentielles. Viennent ensuite le prototypage, les tests et la collecte de commentaires. Enfin, il reste à déterminer si la formulation du problème doit être affinée, si les solutions proposées sont acceptables, doivent être repensées ou peuvent être améliorées avec un autre cycle de développement.

Les applications logicielles de conception et d’ingénierie facilitent le développement des produits grâce à l’automatisation des tâches et à la gestion des données. Les logiciels de conception d’ingénierie incluent, par exemple, des fonctions de gestion des données produits (PDM) (anglais), de gestion du cycle de vie du produit, de conception assistée par ordinateur (CAO) et d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO).

Un logiciel de CAO permet de créer un modèle 3D virtuel d’un produit ou d’une conception machine, ainsi que des données associées, comme les dessins techniques et les nomenclatures. Les ingénieurs concepteurs utilisent un modèle de CAO comme base pour l’IAO afin de déterminer si la solution proposée correspond à l’objectif visé. Les logiciels de simulation IAO pour la conception d’ingénierie incluent des fonctions d’analyse par éléments finis (AEF) et de calcul de dynamique des fluides (CFD). Les logiciels de CAO sont utilisés pour concevoir tout ce qui nous entoure ou presque : les routes, les ponts, les bâtiments, les voitures, les avions, les vêtements, les produits du quotidien, mais aussi les systèmes de transformation des aliments, de traitement de l’eau et de production d’énergie.

Les entreprises qui fabriquent des produits industriels et de grande consommation doivent à la fois proposer des solutions innovantes qui répondent aux exigences de leurs clients et mettre ces produits sur le marché avant leurs concurrents. L’ingénierie de conception est la clé du succès du développement des produits. Elle consiste à s’assurer que les produits correspondent aux besoins des clients et qu’ils généreront des bénéfices pour l’entreprise. Les décisions prises lors du développement des produits peuvent avoir une incidence sur la qualité, les composants, les matériaux, les processus de fabrication et la facilité d’utilisation des produits tout au long de leur cycle de vie. Les logiciels d’ingénierie de conception, comme les programmes de conception assistée par ordinateur (CAO) et d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO), automatisent les processus de conception et gèrent les données exploitables. Les concepteurs et les ingénieurs peuvent ainsi prendre des décisions rapides et efficaces qui améliorent le succès des produits, l’efficacité opérationnelle et les délais de mise sur le marché.

Les équipes de développement des produits utilisent des logiciels de conception et d’ingénierie pour automatiser les processus et gérer les données exploitables. Ainsi, elles réduisent la durée globale du développement de la conception sans en compromettre la qualité. Les principales fonctionnalités des logiciels de CAO pour l’ingénierie de conception sont les suivantes :

• Modélisation 3D des pièces et des assemblages pour conceptualiser les dimensions physiques et les relations spatiales de la conception
• Jeux d’outils spécialisés avec des bibliothèques CAO associées pour automatiser les éléments de conception mécanique et électrique (anglais), tels que les arbres et les engrenages, les assemblages vissés, la tôlerie, les soudures, les structures, les conduites de tuyauterie et les faisceaux de fils électriques
• Création de dessins techniques 2D et annotations basées sur des modèles 3D pour communiquer des informations précises concernant la fabrication, notamment les matériaux, les finitions, les techniques de fabrication, les cotes et les tolérances
• Outils de présentation et de rendu pour créer des animations et des images photoréalistes de la conception qui peuvent servir à communiquer des instructions d’assemblage ou à élaborer des supports de marketing et de vente
• Fonctions de simulation pour calculer les contraintes, les vibrations ou l’écoulement des fluides, ou outils de conception générative pour automatiser la conception de composants en fonction des conditions de charge
• Gestion des nomenclatures pour créer automatiquement une liste des composants à acheter ou à fabriquer, et pour faciliter la commande en vrac des matières premières
• Fonctionnalités logicielles pour automatiser les tâches de fabrication en aval, telles que l’imbrication de composants sur des matières de brut (anglais) ou la fabrication assistée par ordinateur (FAO), y compris l’impression 3D pour la fabrication additive et l’usinage par commande numérique (CNC) pour la fabrication par enlèvement de matière
• Gestion des données et des processus de CAO pour faciliter l’ingénierie simultanée, suivre les tâches, contrôler les informations issues des révisions de conception et gérer les ordres de modification techniques

Autodesk offre aux innovateurs des technologies de conception et de fabrication qui leur permettent de se consacrer sans interruption à la conception et à l’ingénierie de produits, indépendamment des projets, des disciplines et du secteur. Parmi les logiciels de conception et d’ingénierie Autodesk figure la solution Product Design & Manufacturing Collection, qui inclut les produits suivants :

• Autodesk Inventor Outils professionnels de conception et d’ingénierie de produits pour la conception mécanique, la simulation, la visualisation et la documentation 3D
  • Inventor Nastran Logiciel intégré à la CAO pour la simulation des contraintes non linéaires et thermiques, des vibrations et de la fatigue
  • Inventor Tolerance Analysis Logiciel d’analyse de la chaîne de cotes permettant d’évaluer l’impact de la variation dimensionnelle
  • Inventor Nesting Logiciel d’imbrication des formes réelles pour Inventor permettant d’optimiser le rendement des matières premières
  • Inventor CAM Solution de programmation CAO/FAO 2,5 à 5 axes pour Inventor
• Vault Logiciel de gestion des données produits permettant de gérer les fichiers de conception
• AutoCAD Logiciel de CAO 2D et 3D avec jeux d’outils par métier
• Factory Design Utilities Logiciel de conception d’usine pour planifier, concevoir et mettre en place un plan d’implantation efficace
• Navisworks Manage Logiciel de révision des conceptions à grande échelle incluant des fonctionnalités de détection des conflits et de planification
• ReCap Pro Logiciel et services de capture de la réalité et de numérisation 3D
• 3ds Max Logiciel d’animation et de rendu 3D pour la visualisation de conceptions
• Fusion 360 Logiciel cloud de CAO/FAO/IAO pour la conception et la fabrication de produits
• Fusion 360 Manage avec Upchain Logiciel cloud de PLM et de PDM qui connecte facilement les données, les équipes et les processus
• Design Review Logiciel de visualisation de CAO qui permet de visualiser, d’annoter, d’imprimer et de suivre les modifications apportées à des fichiers 2D et 3D, gratuitement, sans disposer du logiciel de conception d’origine

Les applications logicielles de conception et d’ingénierie facilitent le développement des produits en automatisant les tâches et la gestion des données. L’ingénierie de conception génère des données qui se révèlent cruciales dans les activités ultérieures du cycle de vie du produit, telles que l’approvisionnement, la fabrication, la mise en service et l’assistance. Il est essentiel que les données créées par les logiciels de conception et d’ingénierie s’intègrent de manière transparente avec d’autres outils de l’entreprise.

Les solutions de conception et d’ingénierie, comme les programmes de conception assistée par ordinateur (CAO) et d’ingénierie assistée par ordinateur (IAO), s’intègrent avec les logiciels de gestion des données produits (PDM) pour permettre la gestion et le contrôle des accès aux fichiers. Il est ainsi possible de rendre les données pertinentes disponibles aux bonnes personnes, au bon moment. Les logiciels de PDM fonctionnent conjointement avec les logiciels de gestion du cycle de vie du produit (PLM) pour gérer les processus de conception et d’ingénierie, comme le lancement de nouveaux produits, la gestion des nomenclatures et le contrôle qualité. Les logiciels de CAO s’intègrent également avec les logiciels de fabrication assistée par ordinateur (FAO), qui utilisent des données de CAO 2D et 3D, pour créer des trajectoires d’outil de commande numérique (CNC) ou des motifs de section pour l’impression 3D. L’intégration de la CAO et de la FAO avec les systèmes d’exécution de la fabrication (systèmes MES) permet de contrôler, de suivre et de surveiller efficacement les processus de fabrication. Pour propager les données de conception de produits là où elles sont nécessaires, les logiciels de conception et d’ingénierie s’intègrent avec des systèmes d’entreprise, tels que les applications logicielles de planification des besoins en matériaux ou de planification des ressources d’entreprise.