Débloquer l'innovation dans l'ingénierie des systèmes de véhicules avec le MBSE
L'ingénierie des systèmes basée sur des modèles (MBSE) fournit les outils nécessaires pour gérer la complexité croissante de l'ingénierie des systèmes de véhicules sur le marché des véhicules électriques qui se développe rapidement.
Le passage aux groupes motopropulseurs électriques entraîne des changements dans l'industrie automobile à un rythme inégalé, ce qui se traduit par des niveaux de complexité des produits et des processus jamais atteints auparavant.
En outre, à mesure que de nouveaux fabricants entrent sur le marché et que les consommateurs regardent au-delà de la marque pour se concentrer sur la fonctionnalité et l'expérience d'utilisation des véhicules électriques, les pressions exercées pour innover plus rapidement tout en réduisant les coûts ne cessent de s'intensifier.
Pour relever ce nouveau défi, il faut adopter une nouvelle approche en matière de développement de produits. Celle qui fournit aux fabricants les outils pour rester compétitifs, agiles et rentables tout en répondant aux exigences de qualité, de réglementation accrue et de durabilité.
Récemment, notre expert Vijay Singh a organisé un webinaire sur la manière d'adopter le MBSE pour rester compétitif, agile et rentable tout en relevant des défis tels que la qualité, la réglementation accrue, la durabilité et les coûts. Il a expliqué comment surmonter les défis et s'assurer que la continuité numérique des exigences reste dans l'environnement de modélisation, des exigences à la conception, à l'analyse, à la vérification et à la validation. Si vous souhaitez en savoir plus, vous pouvez vous inscrire ici pour assister au webinaire : Complexité dans l'industrie automobile avec une approche d'ingénierie des systèmes.
Le MBSE permet une nouvelle approche fonctionnelle de l'ingénierie automobile
Plutôt que l'échange traditionnel d'informations entre les équipes sur la base de documents, le MBSE utilise des modèles comme principal moyen de communication et d'échange d'informations entre les disciplines d'ingénierie et les parties prenantes tout au long du cycle de développement d'un véhicule.
Cela permet de soutenir et de suivre l'ensemble du processus, depuis les exigences initiales jusqu'à la conception et la validation finale, puis tout au long des phases ultérieures du cycle de vie. Le MBSE y parvient en créant une continuité numérique qui traverse l'ensemble du processus de développement.
Fait important, la continuité numérique axée sur le MBSE permet aux fabricants d'envisager l'ingénierie des systèmes automobiles d'une manière différente, en adoptant une approche fonctionnelle et holistique du développement de produits. En d'autres termes, il s'agit de se concentrer sur la fonctionnalité que vous recherchez, plutôt que sur les systèmes mécaniques qui la soutiennent. Cela permet aux constructeurs d'introduire un véhicule véritablement défini par logiciel, qui peut être amélioré en permanence grâce à des mises à jour du système.
Explorer l'architecture plus tôt dans le processus de conception
La définition du produit implique la création d'un ensemble détaillé d'exigences et d'un modèle d'architecture de système qui décrit chaque aspect du système d'entraînement électrique. L'architecture du système électrique constitue le fondement de l'ensemble du processus de développement. Elle définit la structure du système et les relations entre ses composants.
L'exploration de l'architecture de l'entraînement électrique dès le stade de la conception permet aux ingénieurs de connaître et d'évaluer toutes les combinaisons possibles d'onduleur, de moteur et de boîte de vitesses qui répondent aux exigences, aux contraintes et aux objectifs de performance définis. Ce processus garantit que le système d'entraînement électrique est conçu pour fonctionner de manière optimale et efficace, ce qui se traduit en fin de compte par un meilleur produit final.
Prenons l'exemple d'un système d'entraînement électrique. Différents types de moteurs électriques peuvent être utilisés, y compris des moteurs à induction et à aimant permanent. Il est essentiel de sélectionner le bon concept dès les premières étapes du processus de conception, car toute décision erronée peut entraîner des retouches importantes à un stade ultérieur du cycle de développement. Cela peut entraîner un délai de développement beaucoup plus long que prévu, ce qui augmente les coûts et retarde le lancement du produit.
Pour piloter l'exploration de l'architecture d'un système d'entraînement électrique, les fabricants utilisent la puissance du logiciel Simcenter™ Amesim™ et de Simcenter Studio. Ces outils logiciels combinent la meilleure simulation de système de leur catégorie pour fournir une plateforme puissante permettant d'explorer les options d'architecture de l'entraînement électrique. Cela permet aux ingénieurs de simuler les performances de chaque option d'architecture, y compris des facteurs tels que l'efficacité, les performances thermiques, le bruit et les vibrations, le coût et le poids.
En outre, grâce au MBSE mis en œuvre par le biais de l'environnement intégré Simcenter, les ingénieurs peuvent étendre massivement l'espace de conception avec l'aide de l'intelligence artificielle (IA). L'IA permet aux ingénieurs d'évaluer des dizaines, voire des centaines d'architectures potentielles de moteurs électriques à partir d'un seul modèle d'architecture de système.
Pour un aperçu plus détaillé de l'utilisation des outils MBSE et de Simcenter pour optimiser les systèmes d'entraînement électrique, lisez le livre blanc : Adopter le MBSE dans le développement de véhicules.
Relier l'architecture aux processus de développement en aval
Une fois l'architecture optimale identifiée, le même modèle est utilisé pour piloter toutes les relations entre les produits et en aval. Cela permet la gestion et le contrôle de tous les artefacts à travers le processus de développement, le changement, la configuration, le flux de travail, la variation, et plus encore.
C'est là que l'approche MBSE prend tout son sens, en fournissant une infrastructure logicielle robuste pour l'intégration des différents modèles et outils de simulation requis par les différents domaines d'ingénierie. Les modèles sont réutilisés dans les différentes applications et l'impact des modifications, par exemple une modification des exigences, peut être gérée efficacement tout au long de la chaîne de développement.
Tout ce que vous faites du côté de l'architecture du système est automatiquement informé et reflète les exigences que vous avez définies. Et ce que vous faites du côté de la gestion des paramètres est automatiquement intégré aux flux de travail de simulation et d'ingénierie.
Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière dont l'ingénierie générative peut être utilisée dans l'exploration de l'architecture des véhicules électriques, consultez cet article de Charged EVs.
Flux de travail intégrés autonomisés par l'ingénierie des systèmes de véhicules et la continuité numérique
La continuité numérique dans le MBSE permet un flux continu d'informations et de données entre les différentes phases de développement du produit. Ainsi, les ingénieurs en simulation peuvent puiser dans les données chaque fois qu'ils en ont besoin, puis renvoyer leurs résultats dans ce système pour mettre à jour les paramètres en fonction des résultats de la simulation.
Cela permet une meilleure collaboration, une efficacité accrue, une réduction des délais et des coûts de développement et une amélioration des performances tout au long du cycle de vie du produit.
Par exemple, en utilisant les solutions Simcenter, les fabricants peuvent tirer parti de la puissance du gestionnaire de flux de travail du logiciel HEEDS™, en conjonction avec le logiciel Teamcenter® Simulation, pour établir une intégration transparente entre l'architecture, les exigences et les paramètres du système avec les flux de travail de simulation dans les logiciels Simcenter 3D ou Simcenter Motorsolve.
Optimisation et réutilisation des flux de travail
Le MBSE et la continuité numérique permettent d'assurer une continuité, des exigences au produit final, en passant par le développement et en reliant les disciplines d'ingénierie dans l'ensemble de l'entreprise.
Mais l'ingénierie des systèmes automobiles n'est pas un processus unique, étape par étape. Il s'agit d'un processus très récursif et itératif, d'une boucle continue. En permettant des flux de travail réutilisables, les outils MBSE et Simcenter fournissent un processus robuste et reproductible pour l'optimisation de la conception et le ciblage continu des performances, ainsi qu'une gestion efficace de ce processus complexe et itératif.
Faites quelque chose une fois, enregistrez-le, et il est alors disponible en tant que processus qui peut être exécuté presque automatiquement. Ainsi, lorsque les besoins de l'entreprise ou d'autres paramètres changent, les tests et les analyses peuvent être refaits sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des spécialistes de l'ingénierie et à des experts techniques.
Cela permet de réduire considérablement le temps et les coûts de développement et ouvre de nouvelles possibilités d'innovation et d'optimisation des véhicules.
Reconnecter les domaines d'ingénierie
À mesure que le marché des véhicules électriques se développe, les clients ne recherchent pas seulement une voiture électrique, mais se concentrent également sur les questions de qualité, de performances et de coût. Ils s'intéressent aux aspects tels que la durabilité, la dynamique de conduite, le bruit et les vibrations, et l'autonomie de la voiture.
Pour permettre l'ingénierie des systèmes inter-fonctionnelle et inter-domaine nécessaire au développement d'un véhicule électrique qui réponde aux attentes du marché, il est nécessaire d'abandonner les silos de développement traditionnels du passé.
Seule une approche d'ingénierie connectée, avec des flux de travail intégrés et réutilisables grâce à l'application de la MBSE et d'un jumeau numérique, fournit aux fabricants la chaîne d'outils logiciels d'ingénierie automobile pour gérer la complexité croissante de l'ingénierie des véhicules électriques, non seulement du produit, mais aussi du processus de développement.
