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Note de veille Conception - simulation - essais

Décembre 2014

LOGICIELS ET CHAINAGE NUMERIQUE Dans cette note de veille nous allons essayer d’identifier les principaux logiciels utilisés par une PME et aborder quelques problèmes liés au chaînage numérique. Il s’agit de lister les principaux logiciels, d’indiquer les conditions actuelles de chaînage numérique, et de montrer quelques exemples de solutions mises en place (normes, standards, interfaces…).

Il ne s’agit pas de donner une liste complète des outils, (impossible dans ce cas d’être exhaustif vu la diversité de l’offre et le nombre très important d’acteurs sur le marché), mais plutôt de synthétiser et décrire rapidement les logiciels à chaque niveau de l’entreprise ou/et à travers le cycle de vie du « produit » ou prestation. Pour « classer » les logiciels nous utiliserons l’analyse du cycle de vie du produit (ou service) de la commande client à la livraison.

Pour le chaînage numérique un focus plus complet concernera les échanges de données entre logiciels de CAO et CAE et des exemples de problématiques liées à la simulation.

DEVIS

EDI

CAE

FAO

PLM

CAO

Sommaire

Contenu

LES LOGICIELS DE L’ENTREPRISE : UN ESSAI DE CLASSIFICATION ................................ 2

CHAINAGES NUMERIQUES ..................................................................................................... 6

Conception - simulation - essais – Décembre 2014 Note de veille

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LES LOGICIELS DE L’ENTREPRISE : UN ESSAI DE CLASSIFICATION

La grande majorité des entreprises de la mécanique travaille pour la production de composant ou machines. Que ce soit :

directement pour la fabrication du « produit final » (fabricants de pompes, roulements, machines agricoles, engrenages, machines spéciales...)

en intervenant dans la chaîne de fabrication dans le cadre d’une prestation (Revêtement et traitement de surface, traitement thermique, découpage et formage, ..)

en créant des « produits » pour la fabrication de composants (moule, forge)

Toutes les entreprises sont structurées en « départements, services, pôles ... », qui assurent les fonctions classiques : Achats, recherche et développement (conception, simulation), Industrialisation (Production, Fabrication, contrôle, Maintenance), logistique (approvisionnement, livraison)...

Chaque service, département, pôles, pour remplir leurs fonctions sont équipés de logiciels informatiques.

Si on analyse une entreprise à travers les logiciels qu’elle met en œuvre on retrouve :

les outils « incontournables » : gestions des devis, des clients, facturation …

des outils adoptés par l’entreprise qui dépendent de son activité spécifique, outils de conception, simulation numérique fabrication, gestion de production ....

Il est difficile de trouver un classement qui puisse référencer tous les logiciels et tenir compte des typologies des entreprises.

La classification que nous retiendrons s’appuiera sur l’analyse du cycle de vie du produit, de la commande client à la livraison, qui se traduit par les actions ci-dessous

• Gérer les devis et commandes clients • Acheter les matières premières et composants nécessaires à la production • Concevoir le produit en établissant les plans et des pièces nécessaires • Préparer la fabrication en définissant les tâches et les temps de fabrication • Organiser la fabrication en élaborant le plan de production pour utiliser au mieux les machines • Planifier la production en définissant le contenu de chaque poste de production • Fabriquer le produit en réalisant les tâches du plan de production • Suivre et contrôler le produit en des tests et des contrôles des machines et des produits • Assurer la livraison du produit

Derrières toutes ces taches on voit apparaître les services de l’entreprise : Achat, Marketing, Bureau d’études, Méthodes, Production, Ordonnancement, Lancement, Ateliers, Contrôle qualité et Maintenance...

Pour être vraiment exhaustif il faudrait tenir compte du fait que Le cycle de vie du produit dépasse largement l’entreprise, car il fait intervenir, les fournisseurs, les sous-traitants, les clients, les administrations…Entre tous ces services et acteurs il y a un besoin d’échanges de données à travers l’utilisation de logiciels

Le diagramme ci-dessous imaginé par Jean Michel Yolin dans les années 2000 pour illustrer l’impact d’internet sur les outils, montre de façon précise toute les fonctions d'une entreprise et les besoins en échanges de données entres différents outils.

Source http://www.yolin.net/mutation_metiers.html

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Les logiciels qui seront présentés dans cette note sont à la base de la notion de « Chaînage numérique » : la mise en place de l’organisation et des logiciels nécessaires pour garantir la continuité numérique entre les logiciels qui interviennent tout au long du cycle de vie d’un produit depuis son élaboration jusqu’à sa ruine : EDI, DEVIS, CAO, CAE, ERP, FAO, MES.

La maitrise de « Chaînage numérique » est aujourd’hui une condition indispensable pour les entreprises

Cette maitrise permet d’améliorer la compétitivité interne en assurant une cohésion des données numériques tout au long du processus et de garantir les données numériques de l’entreprise en maitrisant le processus de diffusion et d’utilisation.

EDI WEB EDI (Echanges de Données Informatisées)

Les solutions EDI permettent d'automatiser les échanges de documents tels que les bons de commande, les réponses à la commande, les factures fiscales dématérialisées ou toutes autres données commerciales ou logistiques sous forme électronique, et répondant aux normes internationales (EDIFACT, ODETTE …).

L’EFI ou Web-EDI s’appuie sur la technique Internet pour générer des échanges de données plus ou moins formalisés, sachant que les données ne sont pas aussi spécifiques et précises que dans l’EDI classique.

Il permet d’envoyer des informations aux partenaires ne disposant pas d’EDI (traduction, station de communication, application de gestion commerciale).

Pour en savoir plus : Solutions pour l’EDI (Échange de Données Informatisées) et le WEB EDI

Quelques fournisseurs de solutions :

Logiciels Fournisseurs

eCarEDI tenor Tenor Conseil

TX2 EDI ON DEMAND TX2 CONCEPT

NetEDI EDT

Plate-forme SaaS pour l'intégration EDI/B2B

Generis

ERP, PGI Enterprise Resource Planning), Progiciels de Gestion Intégrés

C’est le logiciel pilier de l’entreprise qui est constitué de nombreux modules. L’ERP offre une base de données unique qui contient toutes les données générales et particulières d’un service. Il peut prendre en compte plusieurs activités comme la vente, le marketing, la livraison, la facturation, la production, la gestion d'inventaire, la gestion de la qualité, et la gestion des ressources humaines.

Ainsi, suivant les secteurs de l’entreprise, les ERP regroupent les fonctionnalités suivantes :

Fabrication : suivi des actions d’ingénierie, édition des bons de matériel, planification de charges, gestion

des workflow, contrôle de la qualité, gestion des coûts des processus de fabrication, gestion des projets de fabrication, gestion des flux de fabrication,

Supply chain management : réalisation de l’inventaire, saisie des commandes ou des achats, planification

de la supply chain, gestion des fournisseurs, inspection des marchandises, traitement des dossiers de réclamation,

Financier : suivi des bilans et des comptes de résultats, gestion des liquidités, gestion des comptes

créditeurs ou débiteurs, suivi des immobilisations,

Projets : calcul des coûts, suivi de la facturation, des temps et des dépenses, gestion des activités,

Ressources humaines : réalisation d’actions de ressources humaines, gestion de la paie et de la

formation,

Gestion de la relation client : action de ventes, de marketing, de commissions, de services, de contact

avec la clientèle, assure le soutien des centres d’appels,

Gestion des entrepôts et de diverses interfaces de libre-service pour les clients, fournisseurs et employés.

Pour en savoir plus :

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CLIENT FOURNISSEURCOMMANDE

PLANNINGDE

PRODUCTION

PREPARATION DE LALIVRAISON

AVIS D’EXPEDITIONMOUVEMENT DE STOCK

FACTURE

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L'architecture du système d'information au sein de l'entreprise étendue 1/2

L'architecture du système d'information au sein d'une entreprise étendue 2/2

CAO (Conception assistée par ordinateur)

Logiciels de modélisation géométrique permettant de concevoir, virtuellement les produits, et proposant des modèles numériques (modélisation 3D" ou encore "DFN" pour Définition de Formes). Ces modèles numériques sont ensuite utilisés pour les aspects « simulation numérique » et la fabrication.

Exemples de logiciels pour la mécanique

Logiciels Fournisseurs

Pro/Engineer, PTC Creo Parametric, PTC

Solid Edge , NX Unigraphics Siemens PLM Software

CATIA et SolidWorks Dassault Systèmes

Inventor Autodesk

TopSolid Missler

SpaceClaim Acquis en 2014 par ANSYS

think3 thinkdesign

Source : http://www.spaceclaim.com/fr/Products/Engineer.aspx

CAE (Computer Aid Engineering) FEM (Finite Element Method)

Logiciels de simulation numérique pour dimensionner les produits et prévoir leur comportement en utilisation.

On s’intéresse ici principalement au calcul par éléments finis.

Source : http://www.cetim.fr/Logiciels/Castor-Concept

Exemples de logiciels pour la mécanique

Logiciels Fournisseurs

ABAQUS Dassault Systèmes

ANSYS ANSYS

ASTER EDF

COMSOL Multiphysics Comsol,

SolidWorks simulation Dassault Systèmes

MSC.Nastran MSC.Software

NX.Nastran Siemens

LMS SAMTECH SAMTECH, propriété de Siemens Automotive

SYSTUS ESI

Castor Concept CETIM

Pour en savoir plus : La simulation dans les outils CAO

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LA FAO

L’objectif principal des logiciels FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) est de créer le fichier contenant

le programme de pilotage d'une machine-outil à commande numérique.

Source : http://www.topsolid.fr/produits/solutions-metiers/mecanique-generale/topsolidcam.htm

Exemples d’offres

Logiciels Fournisseurs

Vericut CGTech

powermill Delcam

ESPRIT system Dp Technology

TopSolidcam Missler

Worknc Edge cam Vero software

hyperMILL Open Mind Technologies

NCSIMUL Spring Technologies

TEBIS FAO Tebis

NX Siemens

OneCNC Mill expert OneCNC

Pour en savoir plus : L'offre en simulation d'usinage intégrée dans la FAO

MES (Manufacturing Execution System) Le MES répond à un besoin de relier deux mondes différents : celui de la gestion industrielle et celui de l'atelier.

Le MES est un outil qui vient compléter la palette des solutions logicielles permettant d'obtenir un système d'information complet de l'entreprise, de la décision stratégique à la maîtrise des opérations de production

Source : http://igm.univ-mlv.fr/~dr/XPOSE2010/ManufacturingExecutionSystem/principe.html

Exemples d’offres

Logiciels Fournisseurs

POLLEN HD Technology

CIMAG ALPHA-3i

Apriso Production Dassault Systèmes

AquiWEB Astrée Software

KmProd Metaproductique

System (MES) Siemens)

Source http://www.club-mes.com/presentation/membres.html

Pour en savoir plus : MES (MANUFACTURING EXECUTION SYSTEM)

Le PLM

Le PLM (Product Life-cycle Management) est un terme déjà ancien, mais qui ne répond pas à une définition précise communément admise. Selon les interlocuteurs, il peut représenter :

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Une méthodologie générale intégrant plus ou moins finement des outils divers,

Un système englobant l'ensemble des sous-systèmes liés à la conception (CAO), la simulation numérique, la gestion des données...,

Une solution globale, intégrant l'ensemble des fonctions de l'entreprise.

Nous considérerons le PLM comme une méthodologie, mise en œuvre par un ou plusieurs logiciels pour gérer les processus et les informations liés au produit pendant tout son cycle de vie. Tous les systèmes produisant et modifiant des informations sont associés au PLM (CAO, Simulation, PDM...).

Pour en savoir plus : Le PLM (Product Life-cycle Management) : Tendances et outils

Exemples d’offres

Logiciels Fournisseurs

Enovia, Smarteam Dassault système

windchill PTC

Teamcenter SIEMENS

Autodesk Vault Workgroup AUTODESK

PLM Audros AUDROS

Lascom PLM LASCOM

Oracle Agile ORACLE

SAP PLM Plm SAP

Centric 8 PLM Centric

Source : http://en.wikipedia.org/wiki/Product_lifecycle_management

CHAINAGES NUMERIQUES

EDI ERP

Le chaînage numérique qui consiste principalement à un dialogue entre les différents modules de l’ERP interne avec les modules correspondants de l’ERP des clients , fournisseurs ou sous-traitants, est mis en place grâce à l’utilisation de normes et standards à travers des messages « normalisés » par exemple : EDIFACT de UNECE/ISO, normes et

syntaxe, utilisés dans le monde entier et dans des secteurs d'activité très variés tels que le transport, l'industrie automobile ou pharmaceutique et la grande distribution.

Pour être mis en œuvre, l'EDI nécessite plusieurs conditions :

le secteur automobile européen a choisi la norme internationale Une syntaxe normalisée d'échange :

EDIFACT.

ces logiciels s'interfacent avec les applications de Des logiciels de traduction par chacun des partenaires :

gestion commerciale et/ou d'approvisionnement et permettent des intégrations dans les systèmes d’informations en données normalisées EDIFACT. A chaque fonction (programme de livraison, appel de livraison, avis d'expédition, etc.) correspond un ou plusieurs messages définis, sur la base des messages EDIFACT.

(OFTP, TCP/IP), de logiciels et de réseaux de Une mise en œuvre de protocoles d’échanges

communication appelés réseaux à valeur ajoutée : RNIS, Transpac, ENX.

disponibles pour gérer l’EDI au sein de l’entreprise. Des compétences techniques

, fonction des volumes d’échanges et des solutions à mettre en œuvre. Un budget EDI

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Pour en savoir plus : http://www.cetim.fr/fr/Mecatheque/Veille-technologique/Solutions-pour-l-EDI-Echange-de-

Donnees-Informatisees-et-le-WEB-EDI

CAO CAO

Les problèmes de chaînage numérique » apparaissent très souvent dans l’exploitation des « DFN » par les logiciels de calcul (CAE) et de Fabrication (FAO).

Mais déjà au niveau de la CAO le chaînage numérique est un « challenge ». Malgré les efforts continus de la normalisation, il est aujourd’hui toujours délicat de transférer une DFN d’un logiciel de CAO à un autre. Cette problématique se rencontre quotidiennement au sein des entreprises qui travaillent avec des clients et partenaires et s’échanges des « modèles CAO » Tous les logiciels de CAO ont adopté le format STEP qui est reconnu et normalisé par la norme ISO 10303. Cette norme permet l’échange de modèles CAO pour 90% des besoins industriels. Mais elle ne garantit pas toujours le bon fonctionnement des échanges, car les fonctionnalités des logiciels CAO sont souvent en avance par rapport à ce qui est pris en compte dans la norme.

CAO FAO

Le chaînage CAO FAO est aujourd’hui celui qui pose le moins de problèmes. Il existe plusieurs possibilités :

De plus en plus de fournisseurs de logiciel de CAO intègrent dans leurs offres de la FAO. (On parle de CFAO) dans ce cas le lien CAO FAO est immédiat.

Tous les logiciels de CAO proposent des modules d’exportations de leur modèle 3D sous des formats “normalisés” ou standard d'échange comme IGES,STEP, VDA, DXF ou autres. .

Certain logiciels de FAO sont capables de relire directement les fichiers des grands fournisseurs de CAO.

Le STEP-NC (STEP compliant Numerical Control) est un standard d’échange de données pour la programmation de commande numérique. Il est basé sur le standard STEP (STandard for the Exchange of Product model data, Standard pour l'échange de données de produit) et permet d'intégrer complètement la chaîne numérique CAO-CFAO-CN.

Source: http://fr.wikipedia.org/wiki/STEP-NC

CAO CAE

Pour le transfert d’informations vers les logiciels de simulation, il existe des interfaces spécifiques pour le maillage, chargement aux limites proposées par les différents logiciels de CAO vers les différents logiciels de simulation

Dans la majorité des cas on récupère la DFN produite par le logiciel de CAO pour « construire » un modèle de simulation. Cette récupération n’est jamais immédiate, il y a toujours un travail pour à partir du modèle CAO obtenir un maillage « optimum » pour assurer le calcul. Ce premier « chaînage numérique » même s’il n’est pas immédiat est souvent résolu par la mise en place d’interfaces spécifiques aux niveaux des logiciels de CAO qui proposent des fonctions « exports » vers les principaux logiciels de simulation (Abaqus, Nastran, Ansys …)

CAE CAE

Au niveau des logiciels de simulation la problématique de chaînage devient plus complexe.

Pour la simulation multi physique par exemple, il est souvent nécessaire de transférer les résultats de calcul d’un logiciel X qui seront les données d’entrées d’un logiciel de calcul Y. Dans ce cas c’est à chaque fois du spécifique.

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Requis ...

Application

Traducteur

Transfert

Application

Traducteur

Transfert

Message Message

Fichier

Fournisseur client

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Exemple 1 prise en compte des résultats de l’emboutissage comme état initial en calcul de structure de la pièce

emboutie.

La tenue mécanique de certains produits est généralement évaluée sans prendre en compte les contraintes résiduelles issues de la mise en forme (Etat initial sain : matériau non écroui, contraintes initiales nulles.).

Dans certains cas, cet état initial peut avoir des conséquences importantes sur le comportement du produit.

Sa prise en compte permettra de mieux estimer la tenue de la pièce en service, et/ou en fatigue (Durée de Vie), de qualifier les effets du procédé sur la vie de la pièce (statique, fatigue, etc.) et d’optimiser certains paramètres du procédé pour améliorer la tenue/DdV

Le schéma ci-dessous illustre à travers deux logiciels la chaine numérique à mettre en place.

Sources Cetim – ICS – PPI Mouloud Cherchour, Marie-France Bompierre Haidar Jaffal, Hedi Sfar

Dernières notes de veilles et Prochaines manifestations Lettre de veille - Simulation - Novembre 2014 Surveiller l’actualité en « simulation numérique » La simulation dans les outils CAO Simulation numérique:moteur de performance Micro-séminaire "Hot-Forming" Lettre de veille Conception - Simulation - Essai Juillet 2014

23/01/2015 ICCMSA 2015 (International Conference on Computational Modeling, Simulation and Analysis) PARIS Lien

25/03/2015 ICFC 2015 (Fatigue of Composite) PARIS Lien

08/04/2015 LAVAL VIRTUAL LAVAL Lien

18/05/2015 COUPLED PROBLEMS 2015 Venise Lien

26/05/2015 ECMS 2015 Bulgarie Lien

04/06/2015 ICSDEE 2015 Conference on Structural Dynamics and Earthquake Engineering New york Lien

03/07/2015 EPSMO (Eperiment Process Ststem Modeling/simulation/Optimisation Athenes Lien

16/05/2015 ICSE 201537th International Conference on Software Engineering Florence Lien

21/07/2015 SIMULTECH Colmart Lien

24/08/2015 Conference on Simulation Tools and Techniques Athenes Lien

15/09/2014 uncertainty modelling in structural dynamics Leuven Lien

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Contact: Mario Picco - sqr@cetim.fr - 03 44 67 36 82