Airbus Helicopters

Dans le développement d'hélicoptères, chaque choix de conception a des implications critiques. Les ingénieurs doivent trouver le juste équilibre entre performance, sécurité et fiabilité pour les machines qui fonctionnent dans les environnements les plus difficiles, des espaces aériens urbains confinés aux terrains montagneux accidentés. Vient ensuite la certification, un processus si exigeant qu'il coûte des dizaines, voire des centaines de millions d'euros, portant le total à près d'un milliard d'euros (1 milliard de dollars américains) pour un programme d'essais en vol commercial, selon un rapport de la NASA publié en 2021 (NASA/CR-20210015404 – « A Guide for Aircraft Certification by Analysis »). Les recherches de la NASA indiquent que le remplacement d'une partie des essais en vol physiques par des simulations validées par la certification par analyse pourrait réduire les coûts d'environ 50%.

Airbus, premier constructeur d'hélicoptères civils et militaires, compte plus de 12 000 hélicoptères en service dans 150 pays, effectuant des missions allant des interventions médicales d'urgence à la défense nationale. Chaque programme de développement d'hélicoptères implique des milliers de décisions interdépendantes et des exigences de certification strictes, nécessitant des essais approfondis et une traçabilité totale. Dans un environnement concurrentiel, l'entreprise a donc besoin d'une meilleure gestion de la simulation pour accélérer le développement et la certification sans compromis sur la sécurité et la fiabilité. À cette fin, elle abandonne les essais de simulation isolés au profit d'une approche connectée et traçable qui capture non seulement les résultats, mais aussi le raisonnement et le flux de travail derrière chaque simulation.

« Airbus Helicopters développe des produits complexes, et nous avons besoin de la simulation pour les concevoir et les développer », explique Gwenaël Neveu, ingénieur méthodes et outils chez Airbus Helicopters. « Nous étudions de nombreuses simulations différentes : thermiques, aérodynamiques, mécaniques et électromagnétiques. Ainsi, nous avons une quantité considérable de données à traiter. Notre défi consiste à réaliser toutes ces simulations et à gérer efficacement toutes ces données. »

Airbus Helicopters a donc adopté la solution SPDM de gestion des processus de simulation et des données de Dassault Systèmes afin de capter et organiser les informations, d'automatiser les flux de travail et d'assurer une traçabilité de bout en bout, des conditions d'entrée de la simulation aux résultats finaux. De cette manière, l'entreprise s'assure que les ingénieurs ne repartent pas de zéro à chaque fois et que les décisions sont appuyées par des preuves claires et documentées.

« Le SPDM vise à industrialiser notre méthode de simulation et à atteindre nos objectifs de certification », déclare Gwenaël Neveu. « Nous aurons donc une meilleure productivité, car nous pourrons supprimer les tâches inutiles et chronophages telles que la recherche de données. »

L'initiative SPDM d'Airbus Helicopters s'inscrit dans le cadre du programme plus large DDMS (Digital Design, Manufacturing and Services) du groupe Airbus, qui assure un flux numérique continu à toutes les étapes du développement des appareils et de la gestion du cycle de vie des produits.

Avec la plate-forme 3DEXPERIENCE, CATIA gère la conception et l'ingénierie avancées en façonnant des pièces complexes, comme les pales et les fuselages. Associées à SIMULIA, les fonctionnalités de modélisation et simulation intégrées (MODSIM) permettent aux ingénieurs de définir virtuellement les charges, de tester et d'affiner l'aérodynamique et d'autres facteurs clés. MODSIM donne également la possibilité de comparer à l'avance les résultats de simulation de différents processus de fabrication. On peut ainsi prendre en compte les exigences du processus choisi dès le début de la conception.

ENOVIA aide les équipes du monde entier à accéder à des informations et à les partager dans un système unique et organisé. Et DELMIA relie la conception digitale à la fabrication en intégrant la planification, l'ordonnancement et le contrôle qualité pour offrir une visibilité en temps réel, des instructions numériques et des processus optimisés. En outre, DELMIA aide Airbus Helicopters à instaurer une culture d'amélioration continue. En capturant et en analysant les données opérationnelles provenant de l'atelier, l'entreprise peut identifier les inefficacités, réduire le gaspillage et harmoniser les meilleures pratiques sur l'ensemble de ses sites partout dans le monde.

Ensemble, ces capacités permettent d'accélérer les cycles de développement, de renforcer la collaboration entre les services, d'enrichir les connaissances et la propriété intellectuelle, et d'anticiper les problèmes avant leur survenue dans l'atelier, et ce tout au long de la durée de vie d'un avion.

« Il était naturel pour nous d'utiliser la plate-forme 3DEXPERIENCE pour mettre en œuvre notre solution SPDM », déclare Gwenaël Neveu. « Nous avions besoin d'une source unique de données, accessible et partageable, permettant de trouver et réutiliser facilement les informations nécessaires. De plus, lorsque nous exécutons des simulations, nous devons les exploiter activité par activité, les réutiliser et être en mesure de retracer toutes les entrées. »

Grâce à la solution SPDM, Airbus Helicopters dispose d'une source de vérité unique pour les données de simulation et d'une méthode structurée pour exécuter les flux de travail de simulation de A à Z. Chaque analyse suit les mêmes étapes, dans les mêmes conditions, ce qui permet de garantir la fiabilité des résultats, de les comparer et de les réutiliser. Cela crée un fil numérique fiable qui relie conception, essais, certification et fabrication pour aider l'entreprise à commercialiser de nouveaux hélicoptères en toute confiance quant à leur sécurité et leurs performances. 

Parallèlement à cette approche clairement définie, Airbus Helicopters constitue une base de connaissances exhaustive qui recense l'ensemble du contexte de chaque étude, dans chaque processus de développement de produit. Les activités et analyses de simulation peuvent être organisées et étiquetées, ainsi les ingénieurs tirent des enseignements des travaux antérieurs et appliquent des méthodes éprouvées à de nouveaux projets. ENOVIA enregistre chaque étape du processus, de sorte que les équipes puissent s'appuyer sur les connaissances accumulées pour prendre des décisions plus rapides et mieux informées.

« La simulation joue un rôle tout au long du cycle de vie de l'hélicoptère, de la phase de conception au développement, en passant par le support et la maintenance, afin d'étudier les conditions opérationnelles auxquelles nos clients peuvent être confrontés », explique Gwenaël Neveu. « Chaque étude de simulation doit être structurée en fonction du contexte afin d'être récupérée, réutilisée et suivie. »

L'un des principaux avantages est de comprendre l'incidence des modifications de conception sur l'ensemble du projet. Les ingénieurs peuvent retracer l'impact d'une modification dans un domaine, par exemple la mise à jour des propriétés d'un matériau ou une nouvelle condition de charge, sur les simulations connexes en aval. Cela leur permet de déterminer en toute confiance si une analyse plus approfondie est nécessaire ou si les résultats existants restent valables.

« En cas d'impact sur une conception ou des données d'entrée, nous pouvons rapidement identifier les simulations concernées », explique Gwenaël Neveu. « L'ingénieur peut alors décider de relancer la simulation avec la conception existante ou d'ajuster d'abord la conception, puis de renouveler l'opération. Cette reproductibilité améliorera la qualité, parce que nous serons toujours en mesure d'utiliser les bonnes données au bon moment. »

Il est essentiel de retracer chaque étape pour respecter les normes de sécurité et réglementaires, afin que chacun ait l'assurance que les résultats de la simulation sont précis et fiables. Les simulations validées peuvent même être utilisées comme preuves pour la certification, ce qui réduit la nécessité de recourir à des prototypes physiques et des essais en vol coûteux. Tout cela repose sur un principe du groupe Airbus : « Il n'y a pas de certification numérique sans traçabilité numérique ».

Cette approche, appelée certification par analyse, permet aux régulateurs de traiter les résultats des simulations comme des essais physiques, une fois la fiabilité des simulations prouvée. Les équipementiers comme Airbus démontrent leur crédibilité avec des processus clairs, des données accessibles et une traçabilité complète.

Sur la plate-forme 3DEXPERIENCE, Airbus Helicopters utilise une pyramide de tests virtuels et réels (V+R) pour valider progressivement ses conceptions. Ici, des tests sur des composants de petite taille valident les modèles de simulation et prédisent avec précision le comportement dans le monde réel. Une fois ces modèles de composants validés, ils peuvent être utilisés pour prédire le comportement d'assemblages de plus grande taille. Chaque niveau renforce la confiance dans les tests virtuels et réduit progressivement le recours à de multiples prototypes et essais à grande échelle.

« Il est impératif pour nous d'organiser et suivre les simulations pour un programme donné », indique Gwenaël Neveu. « La plate-forme 3DEXPERIENCE simplifie l'intégration entre la conception et la simulation. Cela garantit une traçabilité qui améliore la collaboration entre tous les domaines de simulation, à savoir thermique, aérodynamique, ou de l'analyse des contraintes, mais aussi entre la simulation et la conception ou le support et l'entretien tout au long du cycle de développement. Notre objectif final est d'apporter une continuité numérique au monde de la simulation au sein d'Airbus Helicopters. »

Alors qu'Airbus Helicopters poursuit sa transformation digitale, grâce à ENOVIA, l'entreprise voit un énorme potentiel dans la mise à disposition plus large des données structurées de conception, de simulation et de fabrication à l'échelle de l'entreprise.

« Nous avons déployé l'infrastructure SPDM et intégrons actuellement nos domaines de simulation à la plate-forme », explique Gwenaël Neveu. « En centralisant toutes ces données, nous pouvons mieux les exploiter et les rendre accessibles, et ainsi les démocratiser pour d'autres domaines pas nécessairement familiers avec la simulation, mais qui ont besoin des résultats pour les guider dans leur propre travail. »

Airbus s'est pleinement engagé à moderniser ses flux de travail et a déjà pleinement intégré la plate-forme 3DEXPERIENCE dans ses opérations quotidiennes. Les équipes de toute l'entreprise utilisent activement la plate-forme, en étudient les capacités et l'appliquent à des enjeux concrets. Leur expérience pratique génère des informations précieuses, qu'Airbus partage avec Dassault Systèmes pour influencer directement l'évolution des solutions technologiques de demain.

« Il y a une bonne dynamique entre nous », se réjouit Gwenaël Neveu. « Les précieux commentaires de nos équipes nous aident à améliorer notre utilisation de la plate-forme et renforcent notre collaboration avec Dassault Systèmes. Grâce au programme DDMS et à notre partenariat stratégique, nous développons de nouvelles fonctionnalités qui nous aideront à établir une véritable continuité numérique et nous permettront d'exploiter pleinement nos données. »

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