28 Mars 2018  |  Productique
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 01/2018

Une gestion moderne des calculs pour les processus industriels

Une entreprise de construction de camions a affiné, grâce à un logiciel, ses pratiques en matière de gestion des calculs. Elle est désormais en mesure de réaliser des analyses de conception totalement traçables, d’utiliser de puissantes techniques d’optimisation et d’intégrer facilement les calculs dans des rapports vérifiables.

Dans le contexte actuel, les constructeurs de camions s’efforcent d’améliorer leurs produits pour qu’ils soient le plus efficace possible. Ces améliorations peuvent revêtir de nombreuses formes, mais dans un secteur où les prototypes s’avèrent onéreux et la concurrence féroce, il est vital de trouver des innovations s’inscrivant dans des délais courts, des cycles de développement rapides, offrant une garantie de fiabilité sur le terrain. Quelle qu’elle soit, l’innovation nécessite une quantité donnée de calculs précis pour garantir la faisabilité du concept.
 
Les camions-bennes à châssis rigide développés par HTM doivent supporter d’énormes charges utiles.
Afin de pallier toute défaillance, l’équipe d’analyse de l’entreprise doit s’assurer de l’absence d’erreurs dans ses calculs.
 
 
Optimisation des outils d’analyse
Le Département d’ingénierie d’Hitachi Construction Truck Manufacturing (HTM) s’efforce d’améliorer la conception de son camion-benne à châssis rigide en optimisant ses outils d’analyse. Cette entreprise a l’habitude de recourir à des programmes de feuilles de calcul et à d’anciens langages de codage pour résoudre certains problèmes techniques. Tout en étant parfois suffisantes, ces anciennes approches envers la gestion de la propriété intellectuelle de l’entreprise peuvent finir par introduire toutes sortes de redondances et de ralentissements au cours du processus de conception. Le Département d’ingénierie d’HTM a alors décidé de déployer progressivement le logiciel Maple dans plusieurs secteurs majeurs afin d’accélérer le développement et de réduire les risques d’erreurs découlant de calculs effectués à la main avec de nombreux outils.
 
Recours à des mathématiques spéciales
Chez HTM, lors des tâches courantes d’analyse, les ingénieurs ont recours à des mathématiques spécifiques pour élaborer des conceptions, modéliser leur comportement cinétique et analyser leur intégrité structurelle dans la durée. Au stade initial de la conception du camion, l’entreprise qui utilisait traditionnellement des programmes de feuilles de calcul, a récemment passé à Maple de façon à réduire les risques d’erreurs et à améliorer l’efficacité des calculs. Ce logiciel a également été adopté pour optimiser les paramètres tout au long du processus de conception du camion. À l’aide de Maple, les ingénieurs peuvent configurer leur analyse avec une saisie mathématique intuitive et mettre à profit les fonctions intégrées pour résoudre et simplifier les tâches, en réduisant bon nombre des erreurs potentielles inhérentes aux méthodes manuelles traditionnelles.
 
Le logiciel Maple permet d’analyser, de visualiser et de résoudre des problèmes de mathématique.
 
 
L’analyse par éléments finis
Les châssis rigides développés chez HTM doivent supporter d’énormes charges utiles, pouvant atteindre 300 t. Afin de s’assurer de l’adéquation de ces châssis à la fonction, l’entreprise fait appel à l’analyse par éléments finis (AEF) pour examiner la durée de vie des joints soudés et déterminer la taille requise de chacune des soudures. Etant un puissant outil, l’AEF peut mobiliser des ressources importantes, ralentissant les points critiques de l’analyse de conception.
À l’aide de Maple, les ingénieurs réalisent des estimations initiales de contraintes, qui leur donnent une bien meilleure idée de leur conception avant de consacrer un temps important aux itérations de l’AEF. En disposant d’un meilleur point de départ, les tâches sont déjà peaufinées quant aux évaluations approximatives et peuvent par conséquent déboucher beaucoup plus rapidement sur des solutions précises.
 
Des rapports de qualité professionnelle
Outre l’amélioration des capacités d’analyse d’HTM, les ingénieurs commencent également à intégrer Maple dans les rapports qu’ils doivent produire à intervalle régulier à titre de documentation. Auparavant, ces rapports étaient différents, avec les mathématiques nécessaires insérées sous forme de captures d’écran, créant ainsi une rupture entre l’analyse réelle et le rapport proprement dit. Avec Maple, l’interface de documentation offre toutes les fonctionnalités indispensables à des rapports de qualité professionnelle et les mathématiques concernées sont «vivantes», permettant ainsi la prise en compte immédiate des mises à jour dans l’ensemble du document.
Bien qu’encore en phases initiales, les ingénieurs HTM sont désormais en mesure d’utiliser Maple comme une méthode de création de rapports à partir de leurs travaux d’analyse antérieurs. Avec le temps, ils pourront établir un lien direct entre leurs tâches d’analyse et leurs rapports et garantir ainsi la prise en compte des modifications ultérieures dans tous les documents pertinents disponibles.
 
Un outil de gestion des calculs
En adoptant Maple en tant qu’outil de gestion des calculs, HTM rejoint le nombre grandissant d’organisations qui traitent les calculs techniques comme un atout essentiel de l’entreprise. Face à un marché de plus en plus concurrentiel, l’entreprise peut ainsi réduire les nombreuses sources d’inefficacité imputables à ses anciens outils de calcul.
 
À propos de Maple
Maple est un logiciel propriétaire de calcul formel développé depuis les années 1980. Il est aujourd’hui édité par la société canadienne Maplesoft. La dernière version est celle de 2017. Les objets de base du calcul sont les expressions mathématiques, représentées sous forme de graphes orientés acycliques. Le logiciel fournit un langage de programmation spécifique, inspiré d’Algol, qui est à la fois le langage d’utilisation interactive et celui dans lequel est écrite la plus grande partie de la bibliothèque mathématique du logiciel. (Source: Wikipedia)
 
 
Hitachi Construction Truck Manufacturing Limited (HTM)
www.hitachicm.com
 
Maplesoft


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