7 avantages clés que les fabricants d'équipements lourds peuvent tirer de l'adoption de l'ingénierie des systèmes basée sur des modèles
Pour la plupart d'entre nous, les équipements lourds sont d'énormes machines qui opèrent dans des zones industrielles sombres et brumeuses, délivrant une puissance gigantesque, mues par des moteurs diesel énergivores. L'image de l'industrie est tout sauf verte et propre. Ce n'est pas très juste. Les efforts que les équipementiers déploient chaque jour en termes d'efficacité et de durabilité sont considérables pour réduire l'empreinte environnementale des machines qui contribuent à produire nos aliments, à goudronner nos routes et à extraire les matières premières que nous utilisons tous les jours.
Les évolutions de la société mondiale, y compris les demandes changeantes des clients et les réglementations de plus en plus strictes, conduisent à une transformation de l'industrie. La digitalisation, l'électrification, la connectivité, l'automatisation et les initiatives durables ne sont plus de simples mots à la mode. Aujourd'hui, les équipementiers fabriquent des produits différents et les vendent différemment, par le biais de diverses approches commerciales. Ces changements redessinent le paysage de l'industrie, entraînant une amélioration de l'efficacité, de la durabilité et de la valeur pour le client, tout en favorisant l'innovation et de nouvelles opportunités commerciales.
L'impact sur la conception et le développement des produits d'équipement lourd est considérable.
Presque tous les sous-systèmes d'équipements lourds construits aujourd'hui comprennent des composants mécaniques, électriques, électroniques et logiciels. Les fabricants doivent adapter leurs compétences dans de nouveaux domaines qui sont souvent éloignés de leur héritage de longue date et de leurs compétences de base. Et ils doivent intégrer ces nouvelles disciplines dans des processus établis, souvent rigides, qui existent depuis des décennies. Tout cela est loin d'être facile. En moyenne, les équipementiers consacrent actuellement environ la moitié de leur temps de développement et de leurs ressources à la résolution des problèmes d'intégration, en combinant les contributions de différentes équipes internes et de leur chaîne d'approvisionnement.
Pour éviter que les problèmes de conception complexes ne déraillent, les équipementiers doivent intégrer plusieurs disciplines plus tôt, de préférence dès le stade de la conception. Ce n'est qu'en prenant le contrôle dès le début, en considérant tous les aspects simultanément, en faisant systématiquement descendre les exigences de haut niveau vers les objectifs de domaine et en vérifiant en permanence l'impact global de toutes les décisions que les fabricants peuvent continuer à fournir des produits de plus en plus innovants.
L'ingénierie des systèmes basée sur des modèles (MBSE) est la voie à suivre
Il s'agit de la seule méthodologie qui leur permettra de faire tout ce qui précède avec l'efficacité et l'ampleur requises, aujourd'hui et à l'avenir. La mise en œuvre de cette méthodologie dans les processus de développement actuels n'est toutefois pas une chose que les entreprises peuvent faire du jour au lendemain, car elle les oblige à apporter des changements au cœur de leurs activités. Mais chaque pas en avant leur apportera des avantages immédiats.
Voici quelques-uns des avantages que les fabricants d'équipements lourds peuvent tirer d'une approche MBSE :
1. Meilleure compréhension du système : le MBSE fournit une approche holistique du développement d'un système en capturant et en représentant les interdépendances et les interactions complexes entre tous les composants. Cela permet de comprendre le système d'équipement lourd sous tous ses aspects, y compris la mécanique, les systèmes E/E, les logiciels et les commandes. Cette meilleure compréhension du système permet de prendre des décisions de conception plus éclairées et garantit que toutes les exigences sont correctement saisies et prises en compte.
2. Optimisation multidisciplinaire plus rapide : les systèmes complexes nécessitent souvent de nombreuses itérations au cours de la conception et du développement. Le MBSE élimine cet effort d'itération, car les changements apportés à un aspect du système sont automatiquement répercutés dans toutes les disciplines. Cela permet aux fabricants d'identifier et de résoudre rapidement les conflits et les problèmes de conception. Il accélère le processus de conception, améliore la collaboration et facilite l'optimisation rapide du système.
3. Détection précoce des problèmes de conception : en utilisant le MBSE, les équipementiers peuvent simuler et analyser le comportement de systèmes multidisciplinaires et la sécurité fonctionnelle pratiquement avant le prototypage physique. Cette capacité permet de détecter et d'atténuer rapidement les problèmes de conception, réduisant ainsi le temps et les coûts associés à la correction des erreurs au cours des étapes ultérieures du cycle de développement. Le MBSE permet d'identifier les problèmes potentiels, tels que les conflits fonctionnels, les problèmes d'interface, les problèmes de sécurité et les goulots d'étranglement, ce qui réduit le risque de problèmes de qualité et permet d'améliorer la conception de manière proactive.
4. Amélioration de la communication et de la collaboration : la réussite de la conception d'équipements lourds innovants repose sur une collaboration efficace. Le MBSE fournit une plateforme et un langage communs pour la communication, permettant aux équipes pluridisciplinaires, y compris celles des fournisseurs, de collaborer de manière plus efficace. En utilisant des modèles de systèmes et des notations normalisés, les parties prenantes des différents domaines peuvent comprendre les perspectives de chacun, ce qui réduit les erreurs d'interprétation et favorise une meilleure communication.
5. Gestion continue des exigences et traçabilité : le MBSE permet de saisir les exigences et de les relier directement aux modèles de systèmes, offrant ainsi une couverture et une traçabilité complètes tout au long du cycle de vie du produit. Le MBSE garantit également que le lien entre les travaux en cours et les données publiées est parfaitement compris à toutes les étapes et que la corrélation entre la digitalisation du produit et le produit réel est complète et significative. Cela permet d'améliorer la conformité réglementaire, de renforcer la gestion des modifications et de faciliter l'analyse et la mise en œuvre des demandes de modification.
6. Préparation à l'amélioration de la fiabilité, de la disponibilité, de la maintenabilité et de l'aptitude au service (RAMS) : après la livraison de l'équipement, la gestion efficace du cycle de vie et de la maintenance devient essentielle. Le MBSE fournit une base pour la création de jumeaux numériques, qui sont des modèles virtuels représentant les actifs physiques. Grâce à l'intégration de données et d'analyses en temps réel, le MBSE permet la maintenance prédictive, l'optimisation continue des performances et le dépannage, ce qui réduit les temps d'arrêt et, en fin de compte, le coût total de possession.
7. Amélioration de l'efficacité des programmes : le MBSE favorise la normalisation et le partage des connaissances et des données dans l'ensemble de l'entreprise, ce qui présente des avantages qui vont au-delà des programmes de développement individuels. En mettant à la disposition de tous les groupes de produits des descriptions de systèmes et de sous-systèmes basées sur des modèles, les fabricants favoriseront la réutilisation entre les programmes. Cela se traduit par des avantages en termes de coûts lors de la collaboration avec les fournisseurs et améliore l'efficacité globale. Cela aide également les fabricants à mieux planifier leurs ressources et à atteindre le niveau d'agilité nécessaire pour suivre le rythme rapide de l'innovation d'aujourd'hui.
Comment et où mettre en place le MBSE pour les équipements lourds
Ces avantages que les équipementiers peuvent tirer d'une approche MBSE sont clairs et bien connus. Tous les acteurs du secteur se rendent compte qu'il n'y a pas d'autre choix que de prendre le train en marche. La question essentielle est de savoir comment et où commencer. C'est la question que j'ai le plus souvent entendue au cours des 25 dernières années, en travaillant avec de nombreux clients dans le monde entier.
La réponse à cette question est très personnelle, car tous les clients sont uniques dans la manière dont ils définissent leurs objectifs commerciaux et fixent leurs priorités stratégiques. Les cas les plus réussis dont j'ai été témoin ont toujours commencé par une évaluation de la maturité en collaboration avec un partenaire dédié et expérimenté, suivie de la définition et de la mise en œuvre conjointes de leur feuille de route numérique unique. Cette approche permet de relever les défis les plus urgents et d'aligner la stratégie pour en tirer le maximum d'avantages.
Ressources supplémentaires sur le MBSE pour les équipements lourds
Vidéo : Solution intégrée d'ingénierie des systèmes multi-domaines
eBook : Réduisez les délais de développement en éliminant les problèmes d'intégration des systèmes
Pour découvrir comment Siemens aide les fabricants d'équipements lourds à démarrer et à progresser dans leur propre parcours de MSBE, consultez cette page de ressources sur l'ingénierie des systèmes basée sur des modèles pour les équipements lourds.
